[发明专利]一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法

说明书

本发明公开一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，包括以下步骤：(1)采用张紧装置，使得基板处于拉应力的状态；(2)将纳米金属颗粒填充到基板的通孔中，直到纳米金属颗粒充满整个通孔；(3)在可控气体下，对基板进行升温烧结；在烧结的过程中，通过张紧装置使得拉应力逐渐减小，基板逐渐收缩，对通孔中的纳米金属颗粒进行挤压；(4)对填充完成的基板表面进行打磨或者抛光处理。该方法该热收缩的条件下，对纳米金属进行挤压，使得填充的纳米金属颗粒具有较高的致密性，减少了填孔中加工缺陷，使得纳米金属结构稳定，提高了纳米金属的导电与导热性能；且该方法操作简单、效率更高，还能减少环境污染。

技术领域

本发明涉及半导体与集成电路制造领域，具体涉及一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法。

背景技术

随着电子产品的应用越来越广泛，对于体积小功能强大的集成电路和线路板的需求也越来越高，在集成电路或线路板的制造工艺中，通常在集成电路或电路板各层的基板上设置通孔或者盲孔，通过填孔工艺实现各层互连，从而减小延时，降低能耗并提高集成度。

近年来，伴随着各类形式的基板在微电子应用领域中迅速扩大，降低封装基板成本的需求也日益增大。目前，常用的过孔互连技术是电镀铜填孔，例如，申请公告号为CN111270277A的发明专利申请公开了一种盲孔填孔电镀工艺及采用该工艺得到的镀件、镀件的应用、电子产品；该工艺采用脉冲电镀对镀件的盲孔进行充填，或采用脉冲电镀和直流电镀的组合对镀件的盲孔进行充填。该工艺可以有效提高镀铜性能、效率和镀层分布。但是，上述填孔工艺存在以下不足：

通过电镀进行填孔，在填孔过程中容易产生加工缺陷，例如容易产生孔洞与夹口填充等缺陷，一方面影响了盲孔的导电与导热性能，另一方面由于铜与镀件的热膨胀系数不匹配，容易引起应力集中，诱发裂纹并导致失效；另外，对于大尺寸的孔洞来说，填孔效率较低，且电镀工艺还会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，该方法该热收缩的条件下，对纳米金属进行挤压，使得填充的纳米金属颗粒具有较高的致密性，减少了填孔中加工缺陷，使得纳米金属结构稳定，提高了纳米金属的导电与导热性能；且该方法操作简单、效率更高，还能减少环境污染。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于热收缩的纳米金属过孔互连方法，包括以下步骤：

(1)采用张紧装置，使得基板处于拉应力的状态；

(2)将纳米金属颗粒填充到基板的通孔中，直到纳米金属颗粒充满整个通孔；

(3)在可控气体下，对基板进行升温烧结；在烧结的过程中，通过张紧装置使得拉应力逐渐减小，基板逐渐收缩，对通孔中的纳米金属颗粒进行挤压；

(4)对填充完成的基板表面进行打磨或者抛光处理。

本发明的一个优选方案，其中，步骤(1)中，选择具有热收缩性质的材料或者热膨胀系数为负数的材料作为基板。通过采用上述的步骤，由于基板具有热收缩性质的材料或者热膨胀系数为负数的材料，使得基板在烧结的过程中，随着温度的升高，基板会进一步发生收缩，使得纳米金属颗粒受到更大压力的作用，进而保证了纳米金属颗粒具有较高的致密性。