[发明专利]具有贯穿过孔的芯片的连接

说明书

技术领域

本公开内容涉及所谓的三维集成电路的领域，这些三维集成电路包括芯片和其它元件的叠置以提供互连并且增加集成密度。

背景技术

图1示出这样的三维结构的例子，该三维结构旨在于将包含集成电路的一个或者若干半导体芯片连接到印刷电路板。

在这一例子中，示出在支撑件6(诸如陶瓷、聚合物或者印刷电路板的一部分等)上用插入体4组装的两个集成电路芯片1和2。支撑件6的下表面支撑连接元件，诸如凸块8，这些连接元件旨在于提供连接，而在它们之间有与未示出的印刷电路板的如下连接区域的尺寸和位置兼容的步进，必须在这些连接区域上组装部件并且它必须连接到这些连接区域。

每个芯片1、2在它的下表面上包括由若干金属化级形成的互联网络，这些金属化级旨在于将芯片表面的连接点连接在一起并且连接到位于最后金属化级上的焊盘。这些焊盘中的每个焊盘由连接装置(诸如由例如铜制成的金属柱10)连接到中间板或者插入体4的上表面的相似焊盘，该中间板或者插入体的上和下表面一般由互连网络覆盖。插入体板4包括贯穿过孔12，每个贯穿过孔连接到这一个板的上表面的焊盘之一和这一个板的下表面的焊盘以将在连接元件10之间的具有窄步进的连接朝着在板4的下表面侧上的其它连接元件14再分布，这些连接元件具有与在支撑件6上的连接的可能步进相适应的更宽步进。支撑件6也分别在它的上和下表面上包括互连网络16、17，互连网络16的焊盘连接到连接元件，诸如柱14，并且互连网络17的焊盘连接到用于接收凸块8的焊盘。

这样的结构的许多变化是可能的。例如可以提供一个或者若干芯片而不是两个集成电路芯片1和2。在一个实施例中，使用至少一个芯片作为用于一个或者多个其它集成电路芯片的支撑件。

这样的组件的难点是可能缺乏随时间的可靠性。实际上，支撑件6和插入体板4具有不同膨胀系数，后者一般由硅制成。因此，在加热这一组件时，对互连网络16的连接元件14施加横向应力，因此这些元件以及将它们连接到支撑件和插入体板的焊接处有破裂并且变更连接的质量的风险。

希望提高现有三维结构的可靠性。

发明内容

一个实施例提供一种具有贯穿过孔的芯片，其中过孔由开口形成，开口具有由传导材料涂覆的绝缘壁并且由容易可变形的绝缘材料填充，与另一芯片的连接元件布置于容易可变形的绝缘材料前面。

根据一个实施例，传导材料是铜。

根据一个实施例，容易可变形绝缘材料是聚硅氧烷(polysiloxane)型聚合物。

根据一个实施例，连接元件是旨在于连接到凸块的金属焊盘或者区域。

根据一个实施例，连接元件是传导材料的柱，诸如铜柱。

根据一个实施例，连接元件是传导材料的柱(诸如铜柱)和/或旨在于连接到凸块的金属焊盘或者区域。

将结合附图在具体实施例的下文非限制描述中具体讨论前述和其它特征以及优点。

附图说明

先前描述的图1是三维芯片组件的简化截面图；

图2是穿过芯片的过孔的一个实施例的放大截面图；并且

图3是与上和下连接装置关联的穿过芯片的过孔的一个实施例的放大截面图。

为了清楚，已经在不同附图中用相同标号表示相同元件，并且另外如在集成电路表示中常见的那样，各种附图未按比例。

具体实施方式

可以观察到形成三维组件，诸如图1的组件的芯片中的至少一个芯片实质上包括贯穿过孔。将在考虑的芯片是硅插入体芯片，诸如图1的板或者芯片4的情况下给出下文描述，但是应当注意下文可以适用于包括过孔的任何如下芯片，该芯片被插入于它被连接到的其它芯片之间。

图2是图1的芯片4的一部分的放大截面图。在本例中考虑如下情况，在该情况下通过使用以下步骤序列来形成穿过这一芯片的过孔。

上芯片表面由其中形成金属互连级(未示出)的绝缘层21涂覆，至少一个金属化物23被布置于其中希望形成过孔的位置前面。

从芯片的下表面钻出开口，如果它是高度地减薄的芯片，则它然后可能由附着到它的上表面的柄维持。钻出这一开口直至金属化物23。

在其中芯片4由传导材料制成的情况(这是在其中这一芯片由硅制成的所选例子中的情况)下，开口壁被加衬有绝缘层25。

保形地沉积在一个优选实施例中为铜的传导材料27。以任何常规方式执行这一铜沉积。在它之前一般沉积由Ti、TiN、Ta、TaN或者其它材料制成的键合层。

蚀刻铜沉积物的位于下表面上的部分28以界定它。

开口的其余部分由也覆盖下芯片表面的材料29填充。