System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种晶圆通孔的填充方法及晶圆通孔填充结构技术_技高网

一种晶圆通孔的填充方法及晶圆通孔填充结构技术

技术编号:40996396 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-18 21:36
本发明专利技术公开了一种晶圆通孔的填充方法及晶圆通孔填充结构,应用于量子芯片技术领域,包括:设置有TSV通孔的TSV衬底一侧键合一晶圆,以封闭TSV通孔的一侧开口;从TSV通孔未封闭的开口向TSV通孔内填入固态超导材料;融化固态超导材料,使融化后的超导材料填充TSV通孔;对融化的超导材料进行固化,并在固化后将TSV衬底与晶圆解键合。通过晶圆封住TSV通孔的一侧开口以形成盲孔结构,从而可以在后续融化固态超导材料时保证熔融的超导材料可以停留在TSV通孔内。之后通过对超导材料进行固化就可以在TSV通孔内填入形貌完整的超导材料。最后通过解键合就可以完成超导材料的填充,其工艺简单,且适用于大规模制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子芯片,特别是涉及一种晶圆通孔的填充方法以及一种晶圆通孔填充结构。


技术介绍

1、随着低温超导路径量子计算机的发展,量子比特数量的逐渐增多,传统的二维布线结构已经越来越难以满足比特排布需求,倒装焊工艺结合硅通孔技术(through siliconvia,tsv)的超导连接技术才是未来低温超导量子芯片实现三维架构的可靠路径。对于量子计算,tsv是指在硅片上进行微通孔加工,在孔内填充低温超导材料,通过tsv实现量子芯片之间的超导信号通路。tsv另外的优点是节省了外部超导材料所占的空间。可以使量子芯片间实现最紧密的相连与三维结构。由于量子芯片间互联长度的减小,提高了信号芯片间传导的效率,从而提高量子计算机的运行速度。

2、目前超导tsv的连接方案是通过pvd(physical vapor deposition,物理气相沉积)、cvd(chemical vapor deposition,化学气相沉积)、原子层沉积等方式将超导材料填充到tsv孔内,pvd、cvd对于高深宽比的结构由于其镀膜特点,常无法满足保型性完美覆盖。利用原子层沉积方式虽能满足一次沉积衬底上下两面以及tsv孔径内的需求,但由于缺少相应的夹具,常无法充分发挥原子层沉积的优点。另外利用真空高温熔融外加通入还原性h2、co等气体的方式,虽能填充到tsv孔内,但该方式装备复杂,且通入的气体具有危险性。

3、所以如何提供一种简单高效的晶圆通孔填充方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现思路

<p>1、本专利技术的目的是提供一种晶圆通孔的填充方法,可以简单高效的在tsv通孔内填充超导材料;本专利技术的另一目的在于提供一种晶圆通孔填充结构,可以简单高效的在tsv通孔内填充超导材料。

2、为解决上述技术问题,本专利技术提供一种晶圆通孔的填充方法,包括:

3、设置有tsv通孔的tsv衬底一侧键合一晶圆,以封闭所述tsv通孔的一侧开口;

4、从所述tsv通孔未封闭的开口向所述tsv通孔内填入固态超导材料;

5、融化固态超导材料,使融化后的超导材料填充所述tsv通孔;

6、对融化的所述超导材料进行固化,并在固化后将所述tsv衬底与所述晶圆解键合。

7、可选的,对融化的固态超导材料进行固化,并在固化后将所述tsv衬底与所述晶圆解键合包括:

8、将填充有融化后超导材料的tsv衬底降低至解键合温度;所述解键合温度大于所述超导材料的使用温度,小于所述超导材料的熔化温度;处于解键合温度的超导材料与所述晶圆的粘接力小于处于使用温度的超导材料与所述tsv衬底的粘接力;

9、在解键合温度下将所述tsv衬底与所述晶圆解键合。

10、可选的,所述超导材料为铟或锡。

11、可选的,所述解键合温度的取值范围为75℃至85℃,包括端点值。

12、可选的,融化固态超导材料包括:

13、将固态超导材料加热至不小于300℃进行融化。

14、可选的,所述tsv通孔的深度不小于400μm。

15、可选的,所述tsv通孔的直径不大于200μm。

16、可选的,从所述tsv通孔未封闭的开口向所述tsv通孔内填入固态超导材料包括:

17、通过晶圆级植球印刷工艺,从所述tsv通孔未封闭的开口向所述tsv通孔内填入球状超导材料。

18、可选的,融化固态超导材料,使融化后的超导材料填充所述tsv通孔包括:

19、融化固态超导材料,并在融化的同时对超导材料进行超声处理,使融化后的超导材料填充所述tsv通孔。

20、本专利技术还提供了一种晶圆通孔填充结构,为由上述任一项所述一种晶圆通孔的填充方法所制备而成的晶圆通孔填充结构。

21、本专利技术所提供的一种晶圆通孔的填充方法,包括:设置有tsv通孔的tsv衬底一侧键合一晶圆,以封闭tsv通孔的一侧开口;从tsv通孔未封闭的开口向tsv通孔内填入固态超导材料;融化固态超导材料,使融化后的超导材料填充tsv通孔;对融化的超导材料进行固化,并在固化后将tsv衬底与晶圆解键合。

22、对于已经设置完成tsv通孔的tsv衬底,先将tsv衬底一侧键合一晶圆,通过晶圆封住tsv通孔的一侧开口以形成盲孔结构,从而可以在后续融化固态超导材料时保证熔融的超导材料可以停留在tsv通孔内。之后通过对超导材料进行固化就可以在tsv通孔内填入形貌完整的超导材料。最后通过解键合就可以完成超导材料的填充,其工艺简单,且适用于大规模制备。该方法无须背面减薄增加工艺复杂性,从而提升了产品良率。

23、本专利技术还提供了一种晶圆通孔填充结构,同样具有上述有益效果,在此不再进行赘述。

本文档来自技高网
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【技术保护点】

1.一种晶圆通孔的填充方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对融化的固态超导材料进行固化,并在固化后将所述TSV衬底与所述晶圆解键合包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述超导材料为铟或锡。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述解键合温度的取值范围为75℃至85℃,包括端点值。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,融化固态超导材料包括:

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述TSV通孔的深度不小于400μm。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述TSV通孔的直径不大于200μm。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述TSV通孔未封闭的开口向所述TSV通孔内填入固态超导材料包括:

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,融化固态超导材料,使融化后的超导材料填充所述TSV通孔包括:

10.一种晶圆通孔填充结构,其特征在于,为由权利要求1至9任一项所述一种晶圆通孔的填充方法所制备而成的晶圆通孔填充结构。

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【技术特征摘要】

1.一种晶圆通孔的填充方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对融化的固态超导材料进行固化,并在固化后将所述tsv衬底与所述晶圆解键合包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述超导材料为铟或锡。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述解键合温度的取值范围为75℃至85℃,包括端点值。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,融化固态超导材料包括:

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:任阳李泽东李成鑫代志鹏
申请(专利权)人:量子科技长三角产业创新中心
类型:发明
国别省市:

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