[发明专利]一种弯管互联金属填充方法

说明书

本发明公开了一种弯管互联金属填充方法，具体包括如下步骤：101)TSV孔制作步骤、102)金属注入步骤、103)填充处理步骤；本发明提供设置避免了金属后续跟载体因为热膨胀效应导致的适配问题的一种弯管互联金属填充方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种弯管互联金属填充方法。

背景技术

毫米波射频技术在半导体行业发展迅速，其在高速数据通信、汽车雷达、机载导弹跟踪系统以及空间光谱检测和成像等领域都得到广泛应用，预计2018年市场达到11亿美元，成为新兴产业。新的应用对产品的电气性能、紧凑结构和系统可靠性提出了新的要求，对于无线发射和接收系统，目前还不能集成到同一颗芯片上(SOC)，因此需要把不同的芯片包括射频单元、滤波器、功率放大器等集成到一个独立的系统中实现发射和接收信号的功能。

传统封装工艺把各种功能芯片和无源器件安装在基板上，占用面积大，可靠性差，不能满足封装系统越来越小型化的趋势，而基于标准硅工艺的三维异构封装技术(系统级封装SIP)运用TSV技术和空腔结构将不同衬底不同功能的芯片集成在一起，能在较小的区域内实现芯片的堆叠和互联，大大减小了功能件的面积并增加了其可靠性，越来越成为该产业未来发展的方向。

但是对于实际工艺来讲，因为TSV铜柱跟硅转接板的热膨胀系数有差异，因此凹在转接板中的铜柱的上端在后续的热工艺中会出现膨胀或收缩的问题，对后续的可靠性产生不好的影响；此外目前TSV结构都是先制作TSV孔洞，然后通过电镀工艺把金属填入TSV，如果TSV不是竖直的或者TSV孔里面有其他形状，则不管是在TSV内壁铺种子层还是无孔洞电镀，都很难实现。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供设置避免了金属后续跟载体因为热膨胀效应导致的适配问题的一种弯管互联金属填充方法。

本发明的技术方案如下：

一种弯管互联金属填充方法，具体包括如下步骤：

101)TSV孔制作步骤：通过光刻，刻蚀工艺在载板上表面制作TSV孔，TSV孔底部增加侧向刻蚀，使TSV孔底部形成膨胀部分空间，膨胀部分空间整体呈球形；在载板上表面沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化，形成绝缘层；

102)金属注入步骤：把步骤101)处理的载板放在腔体内加热，并抽气体使TSV孔达到真空状态；其中，腔体加热温度控制在50度到1000度之间；

将低温熔融金属置于载板上表面，通过压板施加压力，使低温熔融金属进入TSV孔中；冷却腔体，使熔融金属冷却，撤走压板；

103)填充处理步骤：在步骤102)处理的载板上表面通过CMP工艺去除表面多余金属，完成弯管互联金属的填充。

进一步的，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um之间；绝缘层厚度范围在10nm到100um之间。

进一步的，低温熔融金属采用熔点温度控制在100度到800度之间的金属。

进一步的，低温熔融金属采用镓或者镓类合金。

进一步的，步骤101)处理后的载板上表面，通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，其结构是一层或多层结构，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合；

通过光刻电镀工艺在种子层上制作焊盘，焊盘金属厚度范围在1nm到100um，其结构是一层或多层结构，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合。