【技术实现步骤摘要】
一种芯片TSV通孔刻蚀结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体集成封装
，具体为一种芯片TSV通孔刻蚀结构及其制备方法。
技术介绍
随着电子产品进一步向小型化和多功能化发展，依靠减小特征尺寸来不断提高集成度的方式因为特征尺寸越来越小而逐渐接近极限，以TSV(硅通孔)为代表的三维封装技术成为继续延续摩尔定律的最佳选择。硅通孔(ThroughSiliconVia,TSV)工艺通过在晶圆上打孔并填充导电材料形成导电通孔，使硅芯片正面的电连接穿过硅衬底，以最短的距离到达硅芯片背面，与引线键合或者金属凸点一起应用，可以实现晶圆(芯片)之间或者芯片与基板间的直接三维互连，从而大大提高芯片的速度并降低功耗。TSV通孔制作技术在国内外已经进行了广泛的研究，并取得了突破性的进展。华进半导体，中微半导体，中芯国际等国内半导体公司先后申请了不同的TSV通孔制作专利，改善TSV通孔工艺，优化TSV通孔形貌。但相应的专利技术仅仅针对一般硅衬底上的TSV通孔制作，并没有涉及到IC晶圆上的TSV通孔制作。与硅衬底TSV通孔工艺不同的是：从IC晶圆正面...
【技术保护点】
1.一种芯片TSV通孔刻蚀结构，其特征在于：包括芯片晶圆和从芯片晶圆正面自上而下形成的TSV通孔；/n所述的芯片晶圆包括硅衬底(1)和覆盖设置在硅衬底(1)上部的表面绝缘介质层(2)；/n所述的TSV通孔包括设在表面绝缘介质层(2)中的TSV通孔绝缘层开口(4)，以及设在硅衬底(1)中的TSV通孔硅衬底开孔(5)；TSV孔绝缘层开口(4)呈喇叭口形状，越靠近表面开口直径越大；TSV通孔绝缘层开口(4)和TSV通孔硅衬底开孔(5)平顺过渡，在表面绝缘介质层(2)和硅衬底(1)的交界面平滑对接且无侧掏尖角。/n
【技术特征摘要】
1.一种芯片TSV通孔刻蚀结构，其特征在于：包括芯片晶圆和从芯片晶圆正面自上而下形成的TSV通孔；
所述的芯片晶圆包括硅衬底(1)和覆盖设置在硅衬底(1)上部的表面绝缘介质层(2)；
所述的TSV通孔包括设在表面绝缘介质层(2)中的TSV通孔绝缘层开口(4)，以及设在硅衬底(1)中的TSV通孔硅衬底开孔(5)；TSV孔绝缘层开口(4)呈喇叭口形状，越靠近表面开口直径越大；TSV通孔绝缘层开口(4)和TSV通孔硅衬底开孔(5)平顺过渡，在表面绝缘介质层(2)和硅衬底(1)的交界面平滑对接且无侧掏尖角。
2.根据权利要求1所述的一种芯片TSV通孔刻蚀结构，其特征在于：所述呈喇叭口形状的TSV通孔绝缘层开口(4)，开口角度范围为30°～87°，侧壁呈倒锥形的斜面或者曲面。
3.根据权利要求1所述的一种芯片TSV通孔刻蚀结构，其特征在于：所述的TSV通孔硅衬底开孔(5)与芯片晶圆表面的夹角范围为90°±3°，其孔径范围为1-30um，孔深范围为10um-300um，深宽比范围为3:1-20:1。
4.根据权利要求1所述的一种芯片TSV通孔刻蚀结构，其特征在于：所述的表面绝缘介质层(2)采用SiO2、SiON或SiN的单层无机绝缘介质，或SiO2和SiN交替的多层复合材料，或SiO2介质上覆盖着SiN介质的复合绝缘介质材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种芯片TSV通孔刻蚀结构，其特征在于：位于表面绝缘介质层(2)中的TSV通孔绝缘层开口(4)的孔壁形成TSV通孔的TSV孔内无机介质壁；位于硅衬底(1)中的TSV通孔硅衬底开孔(5)形成TSV通孔的TSV通孔内硅壁。
6.一种芯片TSV通孔刻蚀结构的制备方法，其特征在于：基于权利要求1-5所述的任意一项结构，包括如下步骤，
步骤1，在芯片晶圆的表面绝缘介质层(2)的表面覆盖涂布光阻层(3)，通过曝光和显影，使TSV通孔图形显露出来；
步骤2，刻蚀表面绝缘介质层(2)形成TSV通孔的TSV孔绝缘层开口(4)部分；再沿着上述TSV孔绝缘层开口(4)继续在硅衬底1上刻蚀形成TSV通孔的TSV通孔硅衬底开孔(5)部分；同时，TSV通孔的孔壁在表面绝缘介质层(2)和硅衬底(1)的交界面上靠近硅衬底(1)的一面出现侧掏现象，形成侧掏尖角(6)；
步骤3，去除涂布的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宝霞，赵鸿，房玉亮，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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