[实用新型]圆片级封闭孔互联结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及圆片级封闭孔互联结构。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。同时，由于芯片电极往往极其薄，在钝化层窗口形成过程中被刻蚀或被击穿，也经常导致可互联面积减小，结合力减弱及接触电阻增加。

发明内容

本实用新型的目的在于克服当前互联结构的不足，提供一种既增加填充金属与芯片电极结合力，又增加填充金属与芯片电极导电率的圆片级封闭孔互联结构。

本实用新型的目的是这样实现的：一种圆片级封闭孔互联结构，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金属凸块；在所述芯片本体及金属凸块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有盖板，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；在所述绝缘层及芯片电极上形成连接孔，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：金属凸块形成于芯片本体及芯片电极上表面，连接孔贯穿于绝缘层及芯片电极，且停止于金属凸块表面或内部；金属线路层与芯片电极在连接孔侧壁互联，且与金属凸块在连接孔底部或同时在连接孔底部及侧壁互联。

本实用新型圆片级封闭孔互联结构，所述连接孔位于绝缘层、芯片电极以及金属凸块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、金属凸块与芯片电极的互联，连接孔贯穿于芯片电极且停留在金属凸块表面或内部，填充金属不仅与芯片电极在连接孔侧壁互联，而且与金属凸块在连接孔底部或同时在连接孔底部及侧壁互联，增加了结合强度，增加了结合可靠性。

2、金属凸块与芯片电极的互联，连接孔贯穿于芯片电极且停留在金属凸块表面或内部，填充金属不仅与芯片电极在连接孔侧壁互联，而且与金属凸块在连接孔底部，或者与金属凸块在连接孔底部及侧壁互联，起到减少接触电阻，增加电导率、及提高芯片电性能的作用。

3、金属凸块与芯片电极的互联，连接孔停留在金属凸块表面或内部，可以有效避免芯片电极太薄容易被刻穿或击穿，从而避免电极穿孔导致互联面积减少、连接强度变弱及接触电阻增大的问题。

附图说明

图1为本实用新型圆片级封闭孔互联结构（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封闭孔互联结构（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封闭孔互联结构的连接孔细节切面示意图。

图4为本实用新型圆片级封闭孔互联结构的连接孔细节切面示意图。相比与图3，图4的区别是连接孔贯穿于绝缘层及芯片电极，且停止于金属凸块内部。

图5为本实用新型圆片级封闭孔互联结构的具有两个或多个连接孔细节（图中为两个连接孔）切面示意图。图示中连接孔位于绝缘层、芯片电极及金属凸块表面且设置有两个或两个以上。

图6为本实用新型圆片级封闭孔互联结构的具有两个或多个连接孔细节（图中为两个连接孔）切面示意图。相比与图5，图6的区别是连接孔贯穿绝缘层和芯片电极，并且停止于金属凸块内部。

图中：