[发明专利]一种RFID芯片与超级电容三维集成系统及其制备方法

权利要求书

1.一种RFID芯片与超级电容三维集成系统，其特征在于，

包括：

硅衬底(200)；

RFID芯片(201)，其位于所述硅衬底(200)正面；

超级电容，其位于所述硅衬底(200)背面，位置与所述RFID芯片(201)相对应，但不相互接触；

硅通孔结构，其贯穿所述硅衬底(200)，位于所述RFID芯片(201)的两侧；

其中，所述RFID芯片(201)的芯片正电极(2021)和芯片负电极(2022)分别通过两侧的所述硅通孔结构与所述超级电容的电容接触正电极(2131)和电容接触负电极(2132)电气连通；

封装基板218，其与所述电容接触正电极(2131)和所述电容接触负电极(2132)电气连接。

2.根据权利要求1所述的RFID芯片与超级电容三维集成系统，其特征在于，

所述硅通孔结构，包括：

硅通孔；

第一绝缘介质(206)、第一铜扩散阻挡层(207)和导电铜柱(208)，其中，所述第一绝缘介质(206)覆盖所述硅通孔的侧壁和所述硅衬底(200)的上表面，且在所述RFID芯片(201)表面没有覆盖；所述第一铜扩散阻挡层(207)覆盖所述第一绝缘介质(206)；所述导电铜柱(208)覆盖两侧的所述第一铜扩散层(207)，且完全填充所述硅通孔，其顶部与所述第一铜扩散阻挡层(207)的顶部齐平；

第三绝缘介质(215)、铜扩散阻挡层/籽晶层叠层(216)和铜薄膜(217)，其中，所述第三绝缘介质(215)在所述导电铜柱(208)、所述芯片正电极(2021)和所述芯片负电极(2022)的表面形成开口；所述铜扩散阻挡层/籽晶层叠层(216)分别覆盖芯片正电极(2021)及其左侧区域表面，和芯片负电极(2022)及其右侧区域表面；铜薄膜(217)分别覆盖两侧的铜扩散阻挡层/籽晶层叠层(216)表面；

左侧的铜扩散阻挡层/籽晶层叠层(216)和铜薄膜(217)电气连接左侧的导电铜柱(208)和芯片正电极(2021)；右侧的铜扩散阻挡层/籽晶层叠层(216)和铜薄膜(217)电气连接右侧的导电铜柱(208)和芯片负电极(2022)。

3.根据权利要求1所述的RFID芯片与超级电容三维集成系统，其特征在于，

所述超级电容，包括：

硅纳米孔结构；

第二绝缘介质(209)，其覆盖所述硅纳米孔结构表面；

集流体(210)，其覆盖所述第二绝缘介质(209)表面；

赝电容材料(211)，其覆盖所述集流体(210)表面；

固态电解质(212)，其覆盖所述赝电容材料(211)表面，且完全填充硅纳米孔；

其中，集流体(210)和赝电容材料(211)在硅纳米孔结构的中间区域呈现断裂状态，使得超级电容分成两个电极区域；第二绝缘介质(209)还覆盖除导电铜柱(208)底部以外的硅衬底(200)背面区域；两侧的集流体(210)还覆盖导电铜柱(208)底部区域；

电容接触正电极(2131)和电容接触负电极(2132)，其分别位于两侧导电铜柱(208)下方的集流体(210)表面。

4.根据权利要求1所述的RFID芯片与超级电容三维集成系统，其特征在于，

所述集流体(210)为TaN/Ru叠层、TaN/Co叠层、TaN/Ta/Cu叠层中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的RFID芯片与超级电容三维集成系统，其特征在于，

所述赝电容材料(211)为NiO、MnO、RuO₂、In₂O₃、MoO₃、V₂O₅、SnO₂中的至少一种。