[發(fā)明專利]硅通孔結(jié)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110241351.1
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113035811B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳琳;朱寶;孫清清;張衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);上海集成電路制造創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/31;H01L21/48
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

本發(fā)明提供了一種硅通孔結(jié)構(gòu)，包括硅襯底，所述硅襯底間隔設(shè)有若干通孔，相鄰的所述通孔之間均開設(shè)有上下貫通的中空部；第一導(dǎo)電層，設(shè)于所述通孔內(nèi)；第二導(dǎo)電層，設(shè)于所述中空部。本發(fā)明通過在所述硅襯底上形成若干通孔，每個(gè)所述通孔內(nèi)均設(shè)有第一導(dǎo)電層，所述中空部內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電層，每個(gè)的所述通孔和所述中空部都能進(jìn)行電信號傳輸，所以當(dāng)部分第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層出現(xiàn)損壞時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)電連接，保障了電信號傳輸，從而增加了硅通孔結(jié)構(gòu)的可靠性。另外，本發(fā)明還提供了封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種硅通孔結(jié)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路工藝技術(shù)的高速發(fā)展，微電子封裝技術(shù)逐漸成為制約半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的主要因素。為了實(shí)現(xiàn)電子封裝的高密度化，獲得更優(yōu)越的性能和更低的總體成本，技術(shù)人員研究出一系列先進(jìn)的封裝技術(shù)。

其中三維封裝技術(shù)具有良好的電學(xué)性能以及較高的可靠性，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)較高的封裝密度，被廣泛應(yīng)用于各種高速電路以及小型化系統(tǒng)中。硅通孔(Through Silicon Via，TSV)技術(shù)是三維集成電路中堆疊芯片實(shí)現(xiàn)互連的一種新技術(shù)，通過在硅圓片上制作出若干垂直互連TSV結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)不同芯片之間的電互連。TSV技術(shù)能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片之間的互連線最短、外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能，是目前電子封裝技術(shù)中最引人注目的一種技術(shù)。

然而目前的TSV結(jié)構(gòu)仍然存在著可靠性問題，比如當(dāng)垂直互連上下兩個(gè)芯片的TSV結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂或開路，從而導(dǎo)致上下兩個(gè)芯片之間的通信出現(xiàn)中斷。由于TSV結(jié)構(gòu)嵌在硅襯底內(nèi)部，無法進(jìn)行檢修，一旦出現(xiàn)開路問題，該TSV結(jié)構(gòu)所經(jīng)過的路徑全部失效，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)面臨著全部失效的風(fēng)險(xiǎn)。

公開號為CN112234143A的專利申請公開了一種片上集成IPD硅通孔結(jié)構(gòu)及其封裝方法、三維硅通孔結(jié)構(gòu)，片上集成IPD硅通孔結(jié)構(gòu)包括硅基板層，設(shè)置在硅基板層上下表面并通過貫穿硅基板層的硅通孔連通的第一金屬布線層，設(shè)置在位于硅基板層上表面的第一金屬布線層表面的介質(zhì)層，設(shè)置在第一介質(zhì)層的表面并與介質(zhì)層和第一金屬布線層依次層疊構(gòu)成片上集成IPD的第二金屬布線層，及集成在硅基板層上的芯片。將硅基板作為集成封裝基板，在基板上集成無源元器件，采用封裝基板一體化制作的集成方式將元器件制作與系統(tǒng)集成在同一個(gè)工藝流程下完成，無需單獨(dú)加工制作元器件，加工集成簡單，易于實(shí)現(xiàn)3D集成，且具有精度高、一致性好的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省了電路面積，設(shè)計(jì)更加靈活。但是仍然無法保障硅通孔結(jié)構(gòu)的可靠性。

因此，有必要提供一種硅通孔結(jié)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種硅通孔結(jié)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，增加了硅通孔結(jié)構(gòu)的可靠性，保障了硅通孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種硅通孔結(jié)構(gòu)，包括：

硅襯底，所述硅襯底間隔設(shè)有若干通孔，相鄰的所述通孔之間均開設(shè)有上下貫通的中空部；

第一導(dǎo)電層，設(shè)于所述通孔內(nèi)；

第二導(dǎo)電層，設(shè)于所述中空部。

本發(fā)明提供的硅通孔結(jié)構(gòu)有益效果：所述硅襯底上間隔設(shè)有若干所述通孔，且相鄰的所述通孔之間均開設(shè)有上下貫通的中空部。需要說明的是，由于在所述硅襯底上形成若干通孔，每個(gè)所述通孔內(nèi)均設(shè)有第一導(dǎo)電層，所述中空部內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電層，每個(gè)的所述通孔和所述中空部都能進(jìn)行電信號傳輸，所以當(dāng)部分第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層出現(xiàn)損壞時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)電連接，保障了電信號傳輸，從而增加了硅通孔結(jié)構(gòu)的可靠性。