硅通孔结构及其制备方法技术

本发明专利技术适用于半导体集成封装技术领域，提供了一种硅通孔结构及其制备方法，该硅通孔结构包括：衬底和贯穿衬底上下表面的通孔阵列；通孔阵列中每个通孔包括一个下部孔和至少一个上部孔，每个上部孔均和下部孔连通，每个上部孔的孔径均小于下部孔的孔径。本发明专利技术通过孔径相对较小的上部孔和孔径相对较大的下部孔，可以实现不同尺寸等级芯片之间的层间互连，而且由于每个上部孔的孔径均小于下部孔的孔径，同时提高了不同尺寸等级芯片层间互连的集成度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
硅通孔结构及其制备方法
本专利技术属于半导体集成封装
，尤其涉及一种硅通孔结构及其制备方法。
技术介绍
电子产品的研究、开发和生产一直沿着摩尔定律所预测的在进行，随着电子产品进一步向小型化和多功能化发展，仅依靠减小特征尺寸来提高电子产品集成度的方式已经接近极限，以硅通孔(ThroughSiliconVia，TSV)为代表的三维封装技术成为继续延续摩尔定律的主要方法。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。然而，现有硅通孔结构难以实现不同尺寸等级的芯片之间的层间互连，即使可以实现不同尺寸等级的芯片之间的互连，也存在集成度不高、可靠性较低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种硅通孔结构及其制备方法，以解决现有技术中硅通孔结构难以实现不同尺寸等级芯片之间层间互连的问题。本专利技术实施例的第一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅通孔结构，其特征在于，包括：衬底和贯穿所述衬底上下表面的通孔阵列；/n所述通孔阵列中每个通孔包括一个下部孔和至少一个上部孔，每个上部孔均和所述下部孔连通，每个上部孔的孔径均小于所述下部孔的孔径。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅通孔结构，其特征在于，包括：衬底和贯穿所述衬底上下表面的通孔阵列；
所述通孔阵列中每个通孔包括一个下部孔和至少一个上部孔，每个上部孔均和所述下部孔连通，每个上部孔的孔径均小于所述下部孔的孔径。


2.如权利要求1所述的硅通孔结构，其特征在于，每个上部孔和所述下部孔的侧壁均与所述衬底的上下表面垂直。


3.如权利要求1或2所述的硅通孔结构，其特征在于，所述下部孔的孔深为所述通孔阵列中每个通孔的孔深的70％～90％。


4.一种硅通孔结构制备方法，其特征在于，包括：
在衬底的下表面制备多个下部孔；
在衬底的上表面制备多个上部孔，获得硅通孔结构；其中，每个下部孔与至少一个上部孔连通，任一个上部孔的孔径小于任一个下部孔的孔径。


5.如权利要求4所述的硅通孔结构制备方法，其特征在于，所述在衬底的下表面制备多个下部孔，包括：
在所述衬底的下表面刻蚀多个下部凹槽；
在刻蚀多个下部凹槽后的衬底表面和所述多个下部凹槽的槽底和侧壁沉积下部隔离层；
在刻蚀多个下部凹槽后的衬底的下表面、所述多个下部凹槽的槽底以及所述多个下部凹槽的侧壁的下部隔离层表面沉积下部种子层；
在每个下部凹槽内的下部种子层上沉积下部金属层，所述下部金属层的下表面与衬底下表面上的下部隔离层齐平，形成多个下部孔。


6.如权利要求5所述的硅通孔结构制备方法，其特征在于，所述在每个下部凹槽内的下部...

【专利技术属性】
技术研发人员：何洪涛，杨志，胥超，解涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13