专利名称：圆片级通孔互联结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及圆片级通孔互联结构。属于半导体封装技术领域。
背景技术：
随着半导体技术的发展，出现了硅通孔(Through Silicon Via)互联技术，即以填充金属的硅通孔在垂直方向(Z轴方向)重新分布电极或线路，实现互联从芯片或载片一侧转移到另一侧，结合平面上(X，Y平面)的重新布线技术，使得互联可以在整个X，Y，Z方向进行；通过硅通孔互联技术，极大增加了封装设计的灵活性，同时为三维堆叠封装创造了条件。对于利用硅通孔实现电极在芯片不同侧进行重新分布的应用来说，当前业内的主要方法是形成硅通孔、钝化、开出钝化层窗口暴露芯片电极表面，然后在孔内填充金属与电极表面相连；由于可形成硅通孔区域比较有限，且硅通孔太大填充金属后容易由于热膨胀系数(CTE)不匹配导致使用时开裂，所以通常硅通孔尺寸需要比较小，这样开出的钝化层窗口也只能相应变小，导致填充金属与芯片电极接触面积十分有限。接触面积不够导致填充金属与芯片电极结合力不够，使用时经常由于受力拉扯导致断开；同时由于接触面积不够导致接触电阻变大，通电时产生的焦耳热反过来又增大了接触电阻，这往往导致芯片电性能无法满足要求。
发明内容本实用新型的目的在于克服当前封装结构的不足，提供一种既增加填充金属与绝缘层、芯片电极及隔离层的结合力，又增加填充金属与芯片电极的接触面积的圆片级通孔互联结构。本实用新型的目的是这样实现的一种圆片级通孔互联结构，包括设置有芯片电极及芯片感应区的芯片本体，在所述芯片本体及芯片电极的上表面设置隔离层，隔离层不覆盖或者覆盖芯片感应区；在所述隔离层上表面设置盖板，在隔离层不覆盖芯片感应区时， 盖板、隔离层以及芯片本体之间形成空腔；在所述芯片本体上形成硅孔；在所述硅孔孔壁及芯片本体下表面设置绝缘层；在所述绝缘层、芯片电极及隔离层上形成连接孔，连接孔贯穿于绝缘层及芯片电极，以及连接孔停止于隔离层内部，在所述连接孔内及选择性的在绝缘层上设置金属线路层；在所述绝缘层及金属线路层上选择性的设置线路保护层；在所述金属线路层露出线路保护层的地方设置焊球；其特点是连接孔内壁呈现锯齿状，且连接孔位于隔离层内的部分呈口小直径大的球冠状。所述连接孔位于芯片电极和隔离层内的部分设置有两个或两个以上。本实用新型的有益效果是1、连接孔呈锯齿状，增加了连接孔内填充的金属线路层与绝缘层、芯片电极以及隔离层的结合面积，提高了附着力；同时隔离层内连接孔呈口小直径大的球冠状，也起到了连接孔内填充的金属线路层与隔离层的铆榫锁附作用，提高结合强度；从而克服了传统硅孔结构中填充金属与被连接体结合力不强，受力容易扯断的问题，增加了可靠性。2、连接孔贯穿芯片电极的部分呈锯齿状，增加了连接孔内填充金属与芯片电极的结合面积，从而起到了减少接触电阻，提高电性能的作用。
图1为本实用新型圆片级通孔互联结构(带空腔型)的切面示意图。图示隔离层没有覆盖于芯片感应区，从而形成空腔。图2为本实用新型圆片级通孔互联结构(不带空腔型)的切面示意图。图示中隔离层覆盖于芯片感应区。图3为本实用新型圆片级通孔互联结构的连接孔细节切面示意图。图示中连接孔内壁呈现锯齿状，且连接孔位于隔离层内的部分呈口小直径大的球冠状。图4为本实用新型圆片级通孔互联结构的具有两个或多个连接孔(图中为两个连接孔)切面示意图。图中芯片本体1、芯片电极2、芯片感应区3、隔离层4、盖板5、空腔6、硅孔7、绝缘层8、 连接孔9、金属线路层10、线路保护层11、焊球12。
具体实施方式
参见图1，图1为本实用新型圆片级通孔互联结构(带空腔型)的切面示意图。由图1可以看出，本实用新型圆片级通孔互联结构，包括设置有芯片电极2及芯片感应区3的芯片本体1，在所述芯片本体1及芯片电极2的上表面设置有隔离层4，在所述隔离层4上表面设置有盖板5，隔离层4不覆盖芯片感应区3，盖板5、隔离层4以及芯片本体1之间形成空腔6 ；使芯片感应区3与盖板5间隔开来；在所述芯片本体1上形成硅孔7 ；在所述硅孔7孔壁及芯片本体2下表面设置绝缘层8 ；在所述绝缘层8、芯片电极2及隔离层4上形成连接孔9，连接孔9贯穿于绝缘层8及芯片电极2，以及连接孔9停止于隔离层4内部，连接孔9内壁呈现锯齿状，且连接孔9位于隔离层4内的部分呈口小直径大的球冠状，如图3 ； 在所述连接孔9内及选择性的在绝缘层8上设置金属线路层10 ；在所述绝缘层8及金属线路层10上选择性的设置线路保护层11 ；在所述金属线路层10露出线路保护层11的地方设置焊球12。
权利要求1.一种圆片级通孔互联结构，包括设置有芯片电极(2)及芯片感应区(3)的芯片本体 (1)，在所述芯片本体(1)及芯片电极(2)的上表面设置有隔离层(4)，隔离层(4)不覆盖或者覆盖芯片感应区(3);在所述隔离层(4)上表面设置有盖板(5)，在隔离层(4)不覆盖芯片感应区(3)时，盖板(5)、隔离层(4)以及芯片本体(1)之间形成空腔(6)；在所述芯片本体 (1)上形成硅孔(7 )；在所述硅孔(7 )孔壁及芯片本体(1)下表面设置绝缘层(8 )；在所述绝缘层(8)、芯片电极(2)及隔离层(4)上形成连接孔(9)，连接孔(9)贯穿于绝缘层(8)及芯片电极(2)，以及连接孔(9)停止于隔离层(4)内部，在所述连接孔(9)内及选择性的在绝缘层(8)上设置金属线路层(10)；在所述绝缘层(8)及金属线路层(10)上选择性的设置线路保护层(11);在所述金属线路层(10)露出线路保护层(11)的地方设置焊球(12);其特征在于连接孔(9)内壁呈现锯齿状，且连接孔(9)位于隔离层(4)内的部分呈口小直径大的球冠状。
2.根据权利要求1所述的一种圆片级通孔互联结构，其特征在于所述连接孔(9)位于芯片电极(2 )和隔离层(4)内的部分设置有两个或两个以上。
专利摘要本实用新型涉及一种圆片级通孔互联结构，所述结构包括设置有芯片电极(2)及芯片感应区(3)的芯片本体(1)，在所述芯片本体(1)及芯片电极(2)的上表面设置有隔离层(4)；在所述隔离层(4)上表面设置有盖板(5)；在所述芯片本体(1)上形成硅孔(7)；在所述硅孔(7)孔壁及芯片本体(2)下表面设置绝缘层(8)；在所述绝缘层(8)、芯片电极(2)及隔离层(4)上形成连接孔(9)，在所述连接孔(9)内及选择性的在绝缘层(8)上设置金属线路层(10)；在所述绝缘层(8)及金属线路层(10)上选择性的设置线路保护层(11)，连接孔(9)内壁呈现锯齿状，且连接孔(9)位于隔离层(4)内的部分呈口小直径大的球冠状。本实用新型圆片级通孔互联结构具有结合力强、互联可靠性好、接触电阻低的特点。
文档编号H01L23/538GK202268345SQ20112027729
公开日2012年6月6日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者张黎, 段珍珍, 赖志明, 陈栋, 陈锦辉 申请人:江阴长电先进封装有限公司