专利名称：半导体晶圆级封装结构及其制备方法
技术领域：
本发明涉及半导体封装领域，具体的说是涉及一种半导体晶圆级新型封装结构及其制备方法。
背景技术：
目前，半导体垂直深孔封装在深通孔底部绝缘开窗一直存在如下问题:由于结构的限制，通常用的垂直深孔底部绝缘开窗方式，无法同时保证底部绝缘材料去除干净和孔的其他位置的绝缘层厚度大于3微米。同时常见的垂直深孔底部绝缘开窗方法工艺窗口小，良率低，可靠性差，无法实现量产化。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种半导体晶圆级封装结构及其制备方法，可以保证底部绝缘材料完全去除干净，同时也确保孔其他位置的绝缘层厚度大于3微米，并且提高垂直深孔底部绝缘材料开窗工艺制程窗口，该结构可以有效提高工艺窗口，提升良率和可靠性，并可以实现量产。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种半导体晶圆级封装结构，包括硅基材，该硅基材具有两个相对的表面，该硅基材的其中一个表面上设有金属焊垫，在所述硅基材的另一个表面上对应所述金属焊垫位置处设有一漏斗型垂直深孔连通所述金属焊垫，且该漏斗型垂直深孔靠近所述硅基材另一个表面的一段沿平行所述硅基材表面的截面的半径从靠近所述金属焊垫一侧到远离所述金属焊垫一侧逐渐变大，另在该漏斗型垂直深孔的侧壁以及硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料。其中，孔深宽比按实际需求不限，漏斗型垂直深孔的角度也可以根据实际需求从O度到90度任意匹配，漏斗开口可以根据实际需求不限。 作为本发明的进一步改进，所述绝缘材料的厚度大于3微米。本发明还提供一种如上所述的半导体晶圆级封装结构的制备方法，包括以下步骤:①先准备一娃基材，该娃基材具有相对的两个表面，其中一个表面上设有金属焊垫；②在所述娃基材的另一个表面上覆盖一层光刻胶，通过光刻的方式在对应金属焊垫正上方形成光刻胶图形；③通过混合型硅刻蚀，在已经有图形的光刻胶下面形成漏斗型垂直深孔连通所述金属焊垫，其中，孔深宽比按实际需求不限；④在所述漏斗型垂直深孔和硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料；⑤采用刻蚀方法，使漏斗型垂直深孔底部绝缘材料开窗，并保证孔其他位置的绝缘材料覆盖完好(尤其是孔顶部拐角处)，其中开窗尺寸及形状按实际需求不限。作为本发明的进一步改进，所述步骤①至⑤中温度均小于150°C。
本发明的有益效果是:在不增加任何成本的情况下，有效的增加垂直深孔底绝缘材料开窗的工艺窗口，巩固了产品制程能力，提升产品良率和可靠性，并可以实现量产。
图1为本发明所述光刻图形剖面结构示意图；图2为本发明所述垂直深孔剖面结构示意图；图3为本发明所述垂直深孔绝缘材料覆盖时剖面结构示意图；图4为本发明所述垂直深孔底部绝缘材料开窗剖面结构示意图。结合附图，作以下说明:1——硅基材2——光刻胶3——金属焊垫4——漏斗型垂直深孔5-绝缘材料
具体实施例方式结合附图，对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。如图3所不,一种半导体晶圆级封装结构，包括娃基材I，该娃基材具有两个相对的表面，该硅基材的其中一个表面上设有金属焊垫3，在所述硅基材的另一个表面上对应所述金属焊垫位置处设有一漏斗型垂直深孔4连通所述金属焊垫，且该漏斗型垂直深孔靠近所述硅基材另一个表面的一段沿平行所述硅基材表面的截面的半径从靠近所述金属焊垫一侧到远离所述金属焊垫一侧逐渐变大(即形成漏斗状)，另在该漏斗型垂直深孔的侧壁以及硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料5。其中，孔深宽比按实际需求不限，漏斗型垂直深孔的角度也可以根据实际需求从O度到90度任意匹配，漏斗开口可以根据实际需求不限。优选的，所述绝缘材料的厚度大于3微米。一种如上所述的半导体晶圆级封装结构的制备方法，包括以下步骤:①先准备一娃基材I，该硅基材具有相对的两个表面，其中一个表面上设有金属焊垫3 ；②在所述娃基材的另一个表面上覆盖一层光刻胶2,通过光刻的方式在对应金属焊垫正上方形成光刻胶图形，如图1所示；③通过混合型硅刻蚀，在已经有图形的光刻胶下面形成漏斗型垂直深孔4连通所述金属焊垫，如果2所示，其中，孔深宽比按实际需求不限；④在所述漏斗型垂直深孔和硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料5，如图3所示；⑤采用刻蚀方法，使漏斗型垂直深孔底部绝缘材料开窗，并保证孔其他位置的绝缘材料覆盖完好(尤其是孔顶部拐角处)，其中开窗尺寸及形状按实际需求不限。优选的，所述步骤①至⑤中温度均小于150°C。
权利要求
1.一种半导体晶圆级封装结构，包括硅基材(1)，该硅基材具有两个相对的表面，该硅基材的其中一个表面上设有金属焊垫(3)，其特征在于:在所述硅基材的另一个表面上对应所述金属焊垫位置处设有一漏斗型垂直深孔(4)连通所述金属焊垫，且该漏斗型垂直深孔靠近所述硅基材另一个表面的一段沿平行所述硅基材表面的截面的半径从靠近所述金属焊垫一侧到远离所述金属焊垫一侧逐渐变大，另在该漏斗型垂直深孔的侧壁以及硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料(5 )。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆级封装结构，其特征在于:所述绝缘材料的厚度大于3微米。
3.—种如权利要求1所述的半导体晶圆级封装结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤: ①先准备一硅基材(I)，该硅基材具有相对的两个表面，其中一个表面上设有金属焊垫(3)； ②在所述硅基材的另一个表面上覆盖一层光刻胶(2)，通过光刻的方式在对应金属焊垫正上方形成光刻胶图形； ③通过混合型硅刻蚀，在已经有图形的光刻胶下面形成漏斗型垂直深孔(4)连通所述金属焊垫； ④在所述漏斗型垂直深孔和硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料(5)，如图3所示； ⑤采用刻蚀方法，使漏斗型垂直深孔底部绝缘材料开窗，并保证孔其他位置的绝缘材料覆盖完好。
4.根据权利要 求3所述的半导体晶圆级封装结构的制备方法，其特征在于:所述步骤①至⑤中温度均小于150°C。
全文摘要
本发明公开了一种半导体晶圆级封装结构及其制备方法，该半导体晶圆级封装结构包括硅基材，该硅基材具有两个相对的表面，该硅基材的其中一个表面上设有金属焊垫，在硅基材的另一个表面上对应所述金属焊垫位置处设有一漏斗型垂直深孔连通所述金属焊垫，且该漏斗型垂直深孔靠近所述硅基材另一个表面的一段沿平行所述硅基材表面的截面的半径从靠近所述金属焊垫一侧到远离所述金属焊垫一侧逐渐变大，另在该漏斗型垂直深孔的侧壁以及硅基材的另一个表面上均覆盖一层绝缘材料。该半导体晶圆级封装结构及其制备方法在不增加任何成本的情况下，有效的增加垂直深孔底绝缘材料开窗的工艺窗口，巩固了产品制程能力，提升产品良率和可靠性，并可以实现量产。
文档编号H01L23/48GK103219304SQ20131013841
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者肖智轶, 王晔晔, 范俊, 赖芳奇, 黄小花, 房玉亮, 顾明磊, 陆明, 廖建亚, 沈建树 申请人:昆山西钛微电子科技有限公司