[发明专利]一种用于三维系统级封装的垂直互连过孔及其制备方法

权利要求书

1.一种用于三维系统级封装的垂直互连过孔，其特征在于，该垂直互连过孔的形状为上、下两部分分别为一圆台，其中间部分为一圆柱。

2.如权利要求1所述的垂直互连过孔，其特征在于，上圆台、中间圆柱与下圆台的高度比为1∶2∶1。

3.如权利要求1或2所述的垂直互连过孔，其特征在于，所述上、下圆台的高度与其最大底面的直径比为1∶1。

4.一种用于三维系统级封装的垂直互连过孔的制备方法，其步骤包括：

1)在下表面加工有集成电路的标准硅片的上表面设计垂直互连过孔的位置，并对电路进行保护；

2)采用带倾角的DRIE工艺第一次刻蚀，在硅片上刻蚀出带斜率的侧壁，形成过孔的上圆台；

3)采用标准的DRIE工艺第二次刻蚀，刻蚀出垂直侧壁，形成过孔的中间圆柱部分，继续刻蚀，当刻蚀穿通硅层接触到下层电路的金属接触部分时，刻蚀离子由于金属的反射而产生footing效应，形成带斜率的侧壁，从而制作出过孔的下圆台部分；

4)在上述过孔的内侧壁和底部生长绝缘层、溅射复合阻挡种子层、加入添加剂的电镀铜溶液中进行电镀，直到整个过孔被填充满。

5.一种用于三维系统级封装的垂直互连过孔的制备方法，其步骤包括：

1)在器件层加工有集成电路的SOI片的硅器件层上设计垂直互连过孔的位置，并保护电路部分；

2)采用带倾角的DRIE工艺第一次刻蚀，刻蚀出带斜率的侧壁，形成过孔的上圆台；

3)采用标准的DRIE工艺第二次刻蚀，刻蚀出垂直侧壁，形成过孔的中间圆柱部分，继续刻蚀，当刻蚀穿通硅层接触到SOI硅片的SiO₂层时，刻蚀离子由于SiO₂的反射而产生footing效应，形成带斜率的侧壁，从而制作出过孔的下圆台部分；

4)在上述过孔的内侧壁和底部生长绝缘层、溅射复合阻挡种子层、加入添加剂的电镀铜溶液中进行电镀，直到整个过孔被填充满；

5)进行化学机械抛光、湿法腐蚀、干法刻蚀微电子工艺加工手段对硅片进行减薄，将过孔下端暴露出来。

6.一种用于三维系统级封装的垂直互连过孔的制备方法，其步骤包括：

1)在上表面加工有集成电路的标准硅片的上表面设计垂直互连过孔的位置，并对电路进行保护； 

2)采用带倾角的DRIE工艺第一次刻蚀，刻蚀出带斜率的侧壁，形成过孔的上圆台；

3)对硅片上表面进行载体保护，对其背面进行减薄，使硅片减薄后的厚度为过孔的高度；

4)在硅片的背面进行第二次带倾角的DRIE工艺，刻蚀出带斜率的侧壁，制作出过孔的下圆台；

5)采用标准的DRIE工艺第三次刻蚀，刻蚀出过孔上、下圆台间的垂直侧壁，形成过孔的中间圆柱部分；

6)在上述过孔的内侧壁和底部生长绝缘层、溅射复合阻挡种子层、加入添加剂的电镀铜溶液中进行电镀，直到整个过孔被填充满。