在玻璃中的嵌入式金属结构制造技术

提供了具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备。该设备包括第一晶片、至少一个导电迹线、平面化的绝缘层和第二晶片。第一晶片具有填充有导电材料的至少一个第一晶片通孔。在第一晶片上形成该至少一个导电迹线。该至少一个导电迹线与填充有导电材料的该至少一个第一晶片通孔接触。在第一晶片和至少一个导电迹线之上形成平面化的绝缘层。平面化的绝缘层进一步具有至少一个绝缘层通孔，其提供通向该至少一个导电迹线的一部分的路径。第二晶片被接合到平面化的绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在玻璃中的嵌入式金属结构
技术介绍
植入式医疗设备的设计提出了许多挑战。例如，植入式医疗设备的尺寸必须足够小以适合在人体中的指定区域内。此外，设备越小，设备将越容易被身体所容忍，并且不会干扰身体的功能。进一步地，医疗设备的壳体(封装)需要提供气密密封以将设备的内部电路与患者的体液分隔开。另外，用于制造设备壳体的材料需要是生物稳定的。也就是说，当暴露于体液时，材料应具有最小溶解速率，以防止植入式医疗设备的导电迹线和其他特征在植入式医疗设备的预期寿命周期结束之前暴露于体液。由于以上陈述的原因和以下陈述的其他原因，在阅读和理解本说明书后对于本领域中的技术人员来说将变得显而易见的是：在本领域中需要一种在玻璃中的嵌入式金属结构，其可用于设备中，该设备提供期望的壳体厚度并且在一些实施例中提供有效的气密密封并且是生物稳定的。
技术实现思路
当前系统的上述问题由本专利技术的实施例解决，并将通过阅读与学习以下的说明书而将被理解。以下的概述通过示例的方式而非限制的方式做出。以下的概述仅被提供来帮助读者理解本专利技术的方面中的一些。在一个实施例中，提供了具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备。该设备包括第一晶片、至少一个导电迹线、平面化的绝缘层和第二晶片。第一晶片具有填充有导电材料的至少一个第一晶片通孔。在第一晶片的表面上形成该至少一个导电迹线。该至少一个导电迹线与填充有导电材料的该至少一个第一晶片通孔接触。在第一晶片和至少一个导电迹线之上形成平面化的绝缘层。平面化的绝缘层进一步具有至少一个绝缘层通孔，其提供通向该至少一个导电迹线的一部分的路径。第二晶片被接合到平面化的绝缘层。在另一个实施例中，提供了形成设备的在玻璃中的金属结构的方法。该方法包括在第一晶片上形成至少一个导电迹线。随后在第一晶片和该至少一个导电迹线之上形成绝缘层。绝缘层随后被平面化。至少一个通孔被蚀刻穿过绝缘层到达该至少一个导电迹线。随后在绝缘层中的该至少一个通孔中形成至少一个导电接触层。随后将第二晶片接合到绝缘层。在又另一个实施例中，提供了形成设备的在玻璃中的金属结构的方法。该方法包括在第一晶片上形成至少一个导电迹线。随后在第一晶片和该至少一个导电迹线之上形成二氧化硅层。二氧化硅层随后被平面化。随后通孔被蚀刻穿过二氧化硅层到达该至少一个导电迹线。随后形成导电接触层以填充二氧化硅层中的通孔。随后将第二晶片接合到二氧化硅层。附图说明当根据详细说明与以下附图考虑时，本专利技术可以更加容易理解并且其进一步的优点与用途将会更加显而易见，其中：图1是本专利技术的一个实施例的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的一部分的横截面侧视图；图2A是本专利技术的一个实施例的第一晶片的横截面侧视图；图2B是本专利技术的一个实施例的第二晶片的横截面侧视图；图2C是本专利技术的一个实施例的第三晶片的横截面侧视图；图3是本专利技术的一个实施例的工艺流程图；图4A是在一个实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的具有填充有导电材料的通孔的第一晶片的横截面图；图4B1是在一个实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的在其上形成有导电迹线的第一晶片的横截面图；图4B2是在替代实施例中的在其沟槽中形成有导电迹线的第一晶片的横截面图；图4C1是在一个实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的在其上形成有绝缘层的第一晶片的横截面图；图4C2是在替代实施例中的在其上形成有绝缘子层的第一晶片的横截面图；图4D是在实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的在平面化之后的绝缘层的横截面图；图4E是在实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的具有被蚀刻通向导电迹线的路径的绝缘层的横截面图；图4F是在实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的填充有导电接触层的通向导电迹线的路径的横截面图；图4G1是在实施例中在图1的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备的形成中的经由绝缘层被接合到第一晶片的第二晶片的横截面图；图4G2是替代实施例的横截面图，其中在第二晶片被接合到第一晶片之后形成导电接触层。在本专利技术的该实施例中，导电接触层沿着第二晶片的表面的一部分延伸；图4H是在本专利技术的实施例中的被接合到第二晶片的第三临时晶片的横截面图；图5是具有在玻璃中的嵌入式金属结构的植入式医疗设备的局部横截面图，其包括形成在本专利技术的一个实施例的植入式医疗设备的封装中的天线系统。根据惯例，所描述的各种特征并未按比例绘制，而是被绘制来强调与本专利技术相关的具体特征。贯穿附图与文本，附图标记指代相同的元件。具体实施方式在以下的详细描述中，参考形成本文一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了可以实践本专利技术的具体实施例。这些实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实践本专利技术，并且应当理解的是，可以使用其他实施例，并且可以在不背离本专利技术的精神与范围的情况下进行改变。因此，以下的详细描述不应被认为是限制意义上的，而且本专利技术的范围仅由权利要求及其等效方案来限定。本专利技术的实施例提供了方法和结构，其包括可用于设备(诸如，但不限于植入式医疗设备)中的在玻璃中的嵌入式金属结构。如本文中所描述的，在玻璃中的嵌入式金属结构的一个益处在于其为封装(壳体)提供了相对厚的壁。这提高了暴露于体液的封装的预期寿命。此外，该设计允许设备的元件形成在封装本身的壁内。能够将元件包括在封装或壳体的壁内减小了设备的整体尺寸。在一些实施例中，使用具有与光学传感器兼容的透明属性的材料。图1示出了实施例的具有在玻璃中的嵌入式金属结构100的设备的局部视图。在该示例实施例中，具有在玻璃中的嵌入式金属结构100的设备包括第一晶片102(或衬底102)。玻璃晶片材料的示例包括但不限于熔融硅石、无定形硅石、硼硅酸盐玻璃(BSG)、蓝宝石和石英。该第一晶片102包括填充有导电材料104(诸如，但不限于铜、铜玻璃复合材料、银、银填充环氧树脂和银填充玻璃)的通孔。具有在玻璃中的嵌入式金属结构100的设备进一步包括形成在第一晶片102的表面上的导电迹线106。在一个实施例中，在第一晶片102的表面中的沟道(或沟槽)中形成导电迹线。可以通过蚀刻、激光烧蚀、机械加工、喷砂处理或类似的工艺形成第一晶片102中的沟道或沟槽。该方法允许并入较厚的导体106而不增加绝缘层108的厚度。沉积在沟槽中的导体可以被电镀、被印刷或以其他方式被形成，其中导体的顶表面大致与102的顶表面共面。可以在晶片102的表面上方填充凹槽，并且随后平面化该凹槽以实现此目的，或者可以充分地控制导体的厚度以匹配凹槽的深度。导电迹线106与第一晶片102的通孔中的导电材料104接触。用于导电迹线106中的材料的示例包括但不限于氮化钛、钛、铌、钽、铂、铱及其合金。在玻璃中的嵌入式结构100进一步包括绝缘层108。在一个实施例中，绝缘层108是在第一晶片102和导电迹线106之上形成的二氧化硅(SiO2或SILOX)层108。用于形成绝缘层108的材料的另一个示例是氮化硅。因此，本专利技术不限于二氧化硅的绝缘层108。绝缘层108通过化学机械抛光或其他合适的方法被平面化。去除导电迹线106上方的绝缘层108的一部分并且形成导电接触层110。在一个示例实施例中，导电接触层110是氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备，其包括：第一晶片，所述第一晶片具有填充有导电材料的至少一个第一晶片通孔；至少一个导电迹线，所述至少一个导电迹线形成在所述第一晶片上，所述至少一个导电迹线与填充有所述导电材料的所述至少一个第一晶片通孔接触；平面化的绝缘层，所述平面化的绝缘层形成在所述第一晶片和至少一个导电迹线之上，所述平面化的绝缘层进一步具有至少一个绝缘层通孔，所述至少一个绝缘层通孔提供通向所述至少一个导电迹线的一部分的路径；以及第二晶片，所述第二晶片被接合到所述平面化的绝缘层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.23 US 14/949,2771.一种具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备，其包括：第一晶片，所述第一晶片具有填充有导电材料的至少一个第一晶片通孔；至少一个导电迹线，所述至少一个导电迹线形成在所述第一晶片上，所述至少一个导电迹线与填充有所述导电材料的所述至少一个第一晶片通孔接触；平面化的绝缘层，所述平面化的绝缘层形成在所述第一晶片和至少一个导电迹线之上，所述平面化的绝缘层进一步具有至少一个绝缘层通孔，所述至少一个绝缘层通孔提供通向所述至少一个导电迹线的一部分的路径；以及第二晶片，所述第二晶片被接合到所述平面化的绝缘层。2.如权利要求1所述的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备，进一步包括：至少一个导电接触层，所述至少一个导电接触层在所述至少一个绝缘层通孔的至少一部分内，所述至少一个导电接触层与所述至少一个导电迹线接触；以及所述第二晶片具有通向所述至少一个导电接触层的至少一个第二晶片开口。3.如权利要求1-2中任一项所述的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备，其特征在于，所述第一晶片和所述第二晶片由来自包括硅石、硼硅酸盐玻璃、蓝宝石和石英的组中的至少一种制成。4.如权利要求1-3中任一项所述的具有在玻璃中的嵌入式金属结构的设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·戴，D·A·卢本，M·S·莎德林，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：美国,US