用于系统级封装的防静电转接板技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于系统级封装的防静电转接板，包括：Si衬底(101)；器件区(102)，设置于所述Si衬底(101)内，包括SCR管(1021)和隔离区(1022)，所述隔离区(1022)上下贯通所述Si衬底(101)以在所述Si衬底(101)内对所述SCR管(1021)进行隔离；TSV区，第一绝缘层(104)，第二绝缘层(105)，铜互连线(106)。本实用新型专利技术通过在硅通孔转接板上设置SCR管，解决了集成电路系统级封装抗静电能力弱的问题，增强了集成电路系统级封装的抗静电能力。

【技术实现步骤摘要】
用于系统级封装的防静电转接板
本技术属半导体集成电路
，特别涉及一种用于系统级封装的防静电转接板。
技术介绍
一方面，随着智能电源工艺和大功率半导体器件的快速发展，电子产品日益小型化、便携化，并推动功率电子器件的应用领域不断扩大。据调查，在导致功率电子器件及其集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)功能失效的多种因素中，静电放电(Electro-StaticDischarge,简称ESD)是器件及其IC失效的主要因素，这是因为器件或产品在制造、封装、测试及使用过程中均可能产生静电，当人们在不知情况的条件下，使这些物体相互接触，形成放电通路，从而导致产品功能失效，或永久性毁坏。由此可知，ESD保护问题一直是集成电路设计领域的重要课题之一。随着集成电路规模的不断增加，ESD保护设计的难度也在不断增大另一方面，由于半导体芯片的尺寸和功耗的要求不断提高、即需要更小、更薄、更轻、高可靠、多功能、低功耗和低成本的芯片，在这种背景下三维封装技术应运而生。在二维封装技术的封装密度已达极限的情况下，更高密度的三维(3D)封装技术的优势不言而喻。硅通孔(Through-SiliconVia，简称TSV)技术是3D集成电路中堆叠芯片实现互连的一种新的技术解决方案。由于TSV技术能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最小，可以有效地实现这种3D芯片层叠，制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的芯片，成为了目前电子封装技术中最引人注目的一种技术。转接板通常是指芯片与封装基板之间的互连和引脚再分布的功能层。转接板可以将密集的I/O引线进行再分布，实现多芯片的高密度互连，成为纳米级集成电路与毫米级宏观世界之间电信号连接最有效的手段之一。在利用转接板实现多功能芯片集成时，不同芯片的抗静电能力不同，在三维堆叠时抗静电能力弱的芯片会影响到封装后整个系统的抗静电能力；因此如何提高基于TSV工艺的3D-IC的系统级封装抗静电能力成为半导体行业亟待解决的问题。
技术实现思路
为了提高3D集成电路的抗静电能力，本技术提供了一种用于系统级封装的防静电转接板；本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本技术的实施例提供了一种用于系统级封装的防静电转接板，包括：Si衬底101；器件区102，设置于Si衬底101内，包括晶闸管又叫可控硅(SiliconControlledRectifier,SCR)1021和隔离区1022，隔离区1022上下贯通Si衬底101以在Si衬底101内对SCR管1021进行隔离；TSV区，包括第一TSV区1和第二TSV区2，设置于器件区102的两侧，TSV区内的填充材料为铜；第一绝缘层104，设置于Si衬底101的上表面；第二绝缘层105，设置于Si衬底101的下表面；铜互连线106，设置于第一绝缘层104内，用于连接TSV区的第一端面和SCR管1021。在本技术的一个实施例中，SCR管包括：N阱区和P阱区；其中，N阱区包括N阱接触区和阳极；P阱区包括阴极和P阱接触区。在本技术的一个实施例中，铜互连线106包括：第一铜互连线1061和第二铜互连线1062；其中，第一铜互连线1061用于连接第一TSV区1的第一端面、N阱接触区和阳极；第二铜互连线1062用于连接第二TSV区2的第一端面、阴极和P阱接触区。在本技术的一个实施例中，还包括铜凸点107，设置于第一TSV区1和第二TSV区2的第二端面上。在本技术的一个实施例中，隔离区和TSV区的深度为80～120μm。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、本技术通过在TSV转接板上加工ESD防护器件——SCR管形成系统级封装的防静电转接板，增强了层叠封装芯片的抗静电能力；2、本技术通过在防静电转接板上设置SCR管，利用转接板较高的散热能力，提高了器件工作中的大电流通过能力；3、本技术提供的防静电转接板的SCR管周围利用上下贯通的隔离区，具有较小的漏电流和寄生电容。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种用于系统级封装的防静电转接板结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种用于系统级封装的防静电转接板的制备方法流程示意图；图3a-图3i为本技术实施例提供的另一种防静电转接板的制备方法流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本技术实施例提供的一种用于系统级封装的防静电转接板结构示意图，包括：Si衬底101；器件区102，设置于Si衬底101内，包括SCR管1021和隔离区1022，隔离区1022上下贯通Si衬底101以在Si衬底101内对SCR管1021进行隔离；TSV区，包括第一TSV区1和第二TSV区2，设置于器件区102的两侧，TSV区内的填充材料为铜；第一绝缘层104，设置于Si衬底101的上表面；第二绝缘层105，设置于Si衬底101的下表面；铜互连线106，设置于第一绝缘层104内，用于连接TSV区的第一端面和SCR管1021。具体地，SCR管包括：N阱区和P阱区；其中，N阱区包括N阱接触区和阳极；P阱区包括阴极和P阱接触区。进一步地，铜互连线106包括：第一铜互连线1061和第二铜互连线1062；其中，第一铜互连线1061用于连接第一TSV区1的第一端面、N阱接触区和阳极；第二铜互连线1062用于连接第二TSV区2的第一端面、阴极和P阱接触区。优选地，N阱区的掺杂杂质为磷，掺杂浓度优选1×1017cm-3；P阱区的掺杂杂质为硼，掺杂浓度优选1×1018cm-3。进一步地，还包括铜凸点107，设置于第一TSV区1和第二TSV区2的第二端面上。优选地，Si衬底101的掺杂类型为P型，掺杂浓度为1×1014cm-3，厚度为80～120μm。优选地，隔离区和TSV区的深度为80～120μm。本实施例提供的防静电转接板通过在防静电转接板上设置ESD防护器件SCR管，增强了层叠封装芯片的抗静电能力，解决了三维堆叠时抗静电能力弱的芯片会影响到封装后整个系统的抗静电能力的问题；同时，本实施例提供防静电转接板在SCR管周围设置上下贯通的隔离区，具有较小的漏电流和寄生电容。实施例二请参照图2，图2为本技术实施例提供的一种用于系统级封装的防静电转接板的制备方法流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上，对本技术的防静电转接板的制备方法进行详细描述如下。具体地，包括如下步骤：S101、选取衬底材料；S102、在衬底材料内制备SCR管；S103、刻蚀衬底材料在SCR管两侧形成隔离沟槽以形成器件区；S104、刻蚀衬底材料在器件区两侧形成TSV；S105、填充隔离沟槽和TSV形成隔离区和TSV区；S106、制备TSV区的第一端面和SCR管的互连线；S107、在TSV区的第二端面制备金属凸点。优选地，S102可以包括：S1021、在衬底材料内制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于系统级封装的防静电转接板，其特征在于，包括：Si衬底(101)；器件区(102)，设置于所述Si衬底(101)内，包括SCR管(1021)和隔离区(1022)，所述隔离区(1022)上下贯通所述Si衬底(101)以在所述Si衬底(101)内对所述SCR管(1021)进行隔离；TSV区，包括第一TSV区(1031)和第二TSV区(1032)，设置于所述器件区(102)的两侧，所述TSV区内的填充材料为铜；第一绝缘层(104)，设置于所述Si衬底(101)的上表面；第二绝缘层(105)，设置于所述Si衬底(101)的下表面；铜互连线(106)，设置于所述第一绝缘层(104)内，用于连接所述TSV区的第一端面和所述SCR管(1021)；所述SCR管包括：N阱区和P阱区；其中，所述N阱区包括N阱接触区和阳极；所述P阱区包括阴极和P阱接触区；所述铜互连线(106)包括：第一铜互连线(1061)和第二铜互连线(1062)；其中，所述第一铜互连线(1061)用于连接所述第一TSV区(1031)的第一端面、所述N阱接触区和所述阳极；所述第二铜互连线(1062)用于连接所述第二TSV区(1032)的第一端面、所述阴极和所述P阱接触区。...

【技术特征摘要】
1.一种用于系统级封装的防静电转接板，其特征在于，包括：Si衬底(101)；器件区(102)，设置于所述Si衬底(101)内，包括SCR管(1021)和隔离区(1022)，所述隔离区(1022)上下贯通所述Si衬底(101)以在所述Si衬底(101)内对所述SCR管(1021)进行隔离；TSV区，包括第一TSV区(1031)和第二TSV区(1032)，设置于所述器件区(102)的两侧，所述TSV区内的填充材料为铜；第一绝缘层(104)，设置于所述Si衬底(101)的上表面；第二绝缘层(105)，设置于所述Si衬底(101)的下表面；铜互连线(106)，设置于所述第一绝缘层(104)内，用于连接所述TSV区的第一端面和所述SCR管(1021)...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓雪，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61