专利名称：半导体芯片的tsv封装结构及其封装方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体芯片的TSV封装结构及其封装方法。
背景技术：
目前，半导体芯片的TSV封装一般采用先开槽状开口，再开圆孔硅开口，使圆孔硅底部露出芯片PIN，然后激光打孔打穿芯片PIN，完成电路的导出。这种方式，比较适合芯片PIN较大的结构，而对于芯片PIN偏小的产品，在芯片PIN上开圆孔的开口大小相对具有局限性，这就导致激光打孔的偏移量允许范围较小，激光打孔容易打到圆孔边缘的硅造成短路，从而使广品的不良率较闻。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种半导体芯片的TSV封装结构及其封装方法，该TSV封装结构和封装方法不仅简单，操作容易，而且可适用于芯片PIN较小的产品，同时不良率降低。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种半导体芯片的TSV封装结构，所述半导体芯片具有两个层面，一个层面为芯片电路层，一个层面为硅层，所述芯片电路层上设有若干个芯片PIN，在所述硅层上对应所述芯片PIN四周的硅蚀刻出硅开口使所述芯片PIN裸露，在所述硅层和硅开口的表面以及裸露出的芯片PIN上侧面均设有一层钝化绝缘层；在所述硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层上设有若干个激光打孔；另在该硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层中间设有切割道，使所述芯片PIN隔离形成两部分，且该隔离形成的每个芯片PIN部分均至少具有一个激光打孔(孔形状和孔径不限)。作为本发明的优选方案，所述硅开口形成的硅层侧面和其底部的夹角为65-70度。作为本发明的优选方案，所述硅层的厚度为IOOum或125um。作为本发明的进一步改进，所述激光打孔可为圆形孔、半圆形孔、椭圆形孔、矩形孔或套孔(套孔即为多个孔依次错开套设形成)。作为本发明的进一步改进，所述激光打孔的深度为> 3um,孔径为20um。作为本发明的进一步改进，所述硅开口可使所述芯片PIN为全部露出和部分露出
之一 O作为本发明的进一步改进，所述芯片PIN依次由晶圆氧化层、金属层、晶圆氧化层组成。作为本发明的进一步改进，在所述芯片电路层侧面上依次设有环氧树脂胶层、支撑围堰层和玻璃层。本发明还提供一种形成上述的半导体芯片的TSV封装结构的封装方法，包括以下步骤:
①在半导体芯片的硅层上采用蚀刻方式在其对应半导体芯片上的芯片PIN处蚀刻出硅开口，并使芯片PIN裸露；②在硅层、硅开口的表面层及芯片PIN上侧面上均镀一层钝化绝缘层；③在上述硅开口的底部采用激光打孔方式形成若干个激光打孔；④在上诉硅开口的底部切割形成切割道，且使被切割开的每部分芯片PIN上至少具有一个激光打孔。本发明的有益效果是:该TSV封装结构和封装方法，采用一步开槽，然后直接激光打孔，其在激光打孔时不仅不会误打到圆孔边缘上的硅，可适用于芯片PIN偏小的产品，不良率降低，而且该封装结构中切割道内的硅全部被刻掉，切割时不会切割道硅，规避了切割时可能造成硅裂的情况。
图1为本发明结构示意图；图2为图1中A部放大结构示意图；图3为图2中B-B面剖面结构示意图；图4为图3局部放大结构示意图；图5为图4中C部放大结构示意图。结合附图，作以下说明:1-半导体芯片 2-娃层3——芯片PIN4——硅开口5——钝化绝缘层 6——激光打孔7——切割道8——支撑围堰层9——玻璃层10——晶圆氧化层11—金属层 12—环氧树脂胶层
具体实施例方式一种半导体芯片的TSV封装结构，所述半导体芯片I具有两个层面，一个层面为芯片电路层，一个层面为硅层2，所述芯片电路层上设有若干个芯片PIN 3，在所述硅层上对应所述芯片PIN四周的硅蚀刻出硅开口 4使所述芯片PIN裸露，在所述硅层和硅开口的表面以及裸露出的芯片PIN上侧面均设有一层钝化绝缘层5 ;在所述硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层上设有若干个激光打孔6 ;另在该硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层中间设有切割道7，使所述芯片PIN隔离形成两部分，且该隔离形成的每个芯片PIN部分均至少具有一个激光打孔(其孔形状和孔径不限)。优选的，上述硅开口形成的硅层侧面和其底部的夹角为65-70度。优选的，上述硅层的厚度为IOOum或125um。优选的，上述激光打孔可为圆形孔、半圆形孔、椭圆形孔、矩形孔或套孔，套孔可为多个圆形孔或其它形状的孔错开套设形成。优选的，上述激光打孔的深度为> 3um,孔径为20um。
上述硅开口可使所述芯片PIN为全部露出或部分露出。
上述芯片PIN依次由晶圆氧化层10、金属层11、晶圆氧化层10组成。在上述芯片电路层侧面上依次设有环氧树脂胶层12、支撑围堰层8和玻璃层9。一种形成上述的半导体芯片的TSV封装结构的封装方法，包括以下步骤:①在半导体芯片的硅层上采用蚀刻方式在其对应半导体芯片上的芯片PIN处蚀刻出硅开口，并使芯片PIN裸露；②在硅层、硅开口的表面层及芯片PIN上侧面上均镀一层钝化绝缘层；③在上述硅开口的底部采用激光打孔方式形成若干个激光打孔；④在上诉硅开口的底部切割形成切割道，且使被切割开的每部分芯片PIN上至少具有一个激光打孔。
权利要求
1.一种半导体芯片的TSV封装结构，所述半导体芯片(I)具有两个层面，一个层面为芯片电路层，一个层面为硅层(2)，所述芯片电路层上设有若干个芯片PIN(3)，其特征在于:在所述硅层上对应所述芯片PIN四周的硅蚀刻出硅开口(4)使所述芯片PIN裸露，在所述硅层和硅开口的表面以及裸露出的芯片PIN上侧面均设有一层钝化绝缘层(5);在所述硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层上设有若干个激光打孔￠);另在该硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层中间设有切割道(7)，使所述芯片PIN隔离形成两部分，且该隔离形成的每个芯片PIN部分均至少具有一个激光打孔。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:所述硅开口形成的硅层侧面和其底部的夹角为65-70度。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:所述硅层的厚度为 IOOum 和 125um 之一。
4.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:所述激光打孔至少为圆形孔、半圆形孔、椭圆形孔、矩形孔、套孔之一。
5.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:所述激光打孔的深度为彡3um，孔径为20um。
6.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:所述硅开口可使所述芯片PIN为全部露出和部分露出之一。
7.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:所述芯片PIN依次由晶圆氧化层(10)、金属层(11)、晶圆氧化层(10)组成。
8.根据权利要求1所述的半导体芯片的TSV封装结构，其特征在于:在所述芯片电路层侧面上依次设有环氧树脂胶层(12)、支撑围堰层(8)和玻璃层(9)。
9.一种形成如权利要 求1至8中任一项所述的半导体芯片的TSV封装结构的封装方法，其特征在于:其包括以下步骤: ①在半导体芯片的硅层上采用蚀刻方式在其对应半导体芯片上的芯片PIN处蚀刻出硅开口，并使芯片PIN裸露； ②在硅层、硅开口的表面层及芯片PIN上侧面上均镀一层钝化绝缘层； ③在上述娃开口的底部米用激光打孔方式形成若干个激光打孔； ④在上诉硅开口的底部切割形成切割道，且使被切割开的每部分芯片PIN上至少具有一个激光打孔。
全文摘要
本发明公开了一种半导体芯片的TSV封装结构及其封装方法，所述半导体芯片具有两个层面，一个层面为芯片电路层，一个层面为硅层，所述芯片电路层上设有若干个芯片PIN，在所述硅层上对应所述芯片PIN四周的硅蚀刻出硅开口使所述芯片PIN裸露，在所述硅层和硅开口的表面以及裸露出的芯片PIN上侧面均设有一层钝化绝缘层；在所述硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层上设有若干个激光打孔；另在该硅开口底部即靠近芯片PIN上的钝化绝缘层中间设有切割道，使所述芯片PIN隔离形成两部分，且该隔离形成的每个芯片PIN部分均至少具有一个激光打孔。该TSV封装结构和封装方法不仅简单，操作容易，而且可适用于芯片PIN较小的产品，同时不良率降低。
文档编号H01L23/485GK103137584SQ20111039768
公开日2013年6月5日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者沈建树, 王晔晔, 赖芳奇, 张春艳, 吕军, 黄小花, 房玉亮, 张志良, 姜丁荧, 顾高峰, 施林波, 许红权 申请人:昆山西钛微电子科技有限公司