一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在以娃通孔(Through silicon via)為技術(shù)特征的先進(jìn)封裝技術(shù)中，最大難點(diǎn)之一莫過于硅通孔12內(nèi)金屬柱3的露出。一般的，硅通孔12內(nèi)的金屬柱3露出采用化學(xué)-機(jī)械拋光的方式進(jìn)行。但該方式存在機(jī)械拋光方法所導(dǎo)致的鈍化層21破裂，拋光引起的金屬離子嵌入到鈍化層21中形成漏電的問題，如圖1所示，上述問題一般集中發(fā)生于金屬柱3暴露的開口區(qū)域或臨近開口的區(qū)域，如圖中標(biāo)示的I區(qū)，嚴(yán)重影響了硅通孔互連結(jié)構(gòu)的可靠性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述工藝方法形成的硅通孔互連結(jié)構(gòu)的不足，提供一種無漏電流問題又可提高可靠性的硅通孔互連結(jié)構(gòu)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，其包括硅基體和若干個(gè)硅通孔，所述硅基體的上表面設(shè)置半導(dǎo)體工藝層，所述硅通孔上下貫穿硅基體，并填充金屬形成金屬柱，所述金屬柱與半導(dǎo)體工藝層形成電氣連通，所述金屬柱與硅通孔的內(nèi)壁之間設(shè)置鈍化層I，
[0006]其特征在于:所述金屬柱與鈍化層I的下端凸出硅基體的下表面，其凸出高度為hl，并在所述金屬柱與鈍化層I的下表面設(shè)置金屬塊，所述金屬塊的橫截面尺寸大于硅通孔的橫截面尺寸，并將硅通孔完全覆蓋，硅基體的下表面及金屬塊的周圍覆蓋鈍化層II，并設(shè)置金屬塊開口露出金屬塊的下表面，所述鈍化層II的下表面選擇性地分布再布線金屬層，所述再布線金屬層通過金屬塊開口延伸至金屬塊，且與金屬塊固連，所述再布線金屬層的表面覆蓋保護(hù)層，并開設(shè)保護(hù)層開口。
[0007]進(jìn)一步地，所述金屬塊的橫截面呈圓形或多邊形。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]本實(shí)用新型的硅通孔互連結(jié)構(gòu)通過減薄硅基體露出化學(xué)-機(jī)械拋光過程中形成的缺陷區(qū)域I區(qū)，用鈍化層填補(bǔ)該缺陷區(qū)域，解決了漏電流問題，提高了硅通孔互連結(jié)構(gòu)的可靠性；在金屬柱的下表面巧妙地設(shè)置金屬塊，降低了后續(xù)再布線金屬層的成形工藝的難度。
【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有娃通孔互連結(jié)構(gòu)的不意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0012]其中:
[0013]硅基體I
[0014]半導(dǎo)體工藝層11
[0015]硅通孔12
[0016]鈍化層I 21
[0017]鈍化層II 22
[0018]金屬柱3
[0019]金屬塊4
[0020]再布線金屬層6
[0021]輸入/輸出端61
[0022]保護(hù)層7
[0023]保護(hù)層開口 71。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加充分地描述本實(shí)用新型，在附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，從而本公開將本實(shí)用新型的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。然而，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實(shí)施例。
[0025]本實(shí)用新型一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，如圖2所示，實(shí)現(xiàn)各種功能的半導(dǎo)體工藝層11設(shè)置于硅基體I的上表面。若干個(gè)上下貫穿硅基體I的硅通孔12按設(shè)計(jì)需要分布，硅通孔12內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好的金屬柱3，使金屬柱3與半導(dǎo)體工藝層11形成電氣連通。金屬柱3的材質(zhì)為銅Cu、鎳N1、I凡3
[0026]金屬塊4
[0027]再布線金屬層6
[0028]輸入/輸出端61
[0029]保護(hù)層7
[0030]保護(hù)層開口 71。
【具體實(shí)施方式】
[0031]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加充分地描述本實(shí)用新型，在附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，從而本公開將本實(shí)用新型的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。然而，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實(shí)施例。
[0032]本實(shí)用新型一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，如圖2所示，實(shí)現(xiàn)各種功能的半導(dǎo)體工藝層11設(shè)置于硅基體I的上表面。若干個(gè)上下貫穿硅基體I的硅通孔12按設(shè)計(jì)需要分布，硅通孔12內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好的金屬柱3，使金屬柱3與半導(dǎo)體工藝層11形成電氣連通。金屬柱3的材質(zhì)為銅Cu、鎳N1、fj1、鈦T1、鈀Pd、金Au、銀Ag中的一種或任意幾種的組合。金屬塊4的橫截面呈圓形或四邊形、六邊形等多邊形，其橫截面的尺寸大于硅通孔12的橫截面的尺寸，并將硅通孔12完全覆蓋，其厚度為h2。鈍化層II 22覆蓋硅基體I的下表面及金屬塊4，并于金屬塊4的下表面設(shè)置金屬塊開口 41露出金屬塊4的下表面。鈍化層II 22的材質(zhì)為氧化硅或氮化硅，能夠?qū)⑷毕輩^(qū)域I區(qū)絕緣，解決漏電流問題。再布線金屬層6選擇性地分布于鈍化層II 22的表面，并通過金屬塊開口 41延伸至金屬塊4，且與金屬塊4固連。再布線金屬層6表面的保護(hù)層7在合適的地方開設(shè)保護(hù)層開口 71，以便于硅通孔互連結(jié)構(gòu)借助焊球、焊塊、微凸塊等連接件與PCB板、轉(zhuǎn)接板等電路板連接。
[0033]本實(shí)用新型一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)不限于上述優(yōu)選實(shí)施例，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，其包括硅基體(I)和若干個(gè)硅通孔(12)，所述硅基體(I)的上表面設(shè)置半導(dǎo)體工藝層(11)，所述硅通孔(12)上下貫穿硅基體(1)，并填充金屬形成金屬柱(3)，所述金屬柱(3)與半導(dǎo)體工藝層(11)形成電氣連通，所述金屬柱(3)與硅通孔(12)的內(nèi)壁之間設(shè)置鈍化層I (21)， 其特征在于:所述金屬柱(3)與鈍化層I (21)的下端凸出硅基體(I)的下表面，其凸出高度為hl，并在所述金屬柱(3)與鈍化層I (21)的下表面設(shè)置金屬塊(4)，所述金屬塊(4)的橫截面尺寸大于硅通孔(12)的橫截面尺寸，并將硅通孔(12)完全覆蓋，硅基體(I)的下表面及金屬塊(4)的周圍覆蓋鈍化層II (22)，并設(shè)置金屬塊開口(41)露出金屬塊(4)的下表面，所述鈍化層II (22)的下表面選擇性地分布再布線金屬層(6)，所述再布線金屬層(6)通過金屬塊開口(41)延伸至金屬塊(4)，且與金屬塊(4)固連，所述再布線金屬層(6)的表面覆蓋保護(hù)層(7 )，并開設(shè)保護(hù)層開口( 71)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬塊(4)的橫截面呈圓形或多邊形。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種硅通孔互連結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。其包括硅基體（1）和若干個(gè)硅通孔（12），硅通孔（12）內(nèi)金屬柱（3）與半導(dǎo)體工藝層（11）形成電氣連通，所述金屬柱（3）的下端凸出硅基體（1）的下表面，并在所述金屬柱（3）的下表面設(shè)置金屬塊（4），所述金屬塊（4）將硅通孔（12）完全覆蓋，硅基體（1）的下表面及金屬塊（4）的周圍覆蓋鈍化層Ⅱ（22），并設(shè)置金屬塊開口（41）露出金屬塊（4）的下表面，所述鈍化層Ⅱ（22）的下表面選擇性地分布再布線金屬層（6），所述再布線金屬層（6）通過金屬塊開口（41）延伸至金屬塊（4），且與金屬塊（4）固連。本實(shí)用新型的硅通孔互連結(jié)構(gòu)無漏電流問題又可提高可靠性。
【IPC分類】H01L21/31, H01L21/768, H01L21/302
【公開號(hào)】CN204809204
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520550505
【發(fā)明人】張黎, 龍欣江, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝
【申請(qǐng)人】江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月28日