[发明专利]一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法

权利要求书

1.一种内嵌金属微通道的转接板，用于集成高密度芯片，其特征在于：包括相互键合的第一衬底和第二衬底，所述第一衬底内部设置有金属微通道；

所述第一衬底上设有多个通孔、多个贯穿孔、绝缘层、金属互连层和金属再布线层；所述通孔和贯穿孔间隔分布于所述第一衬底；所述绝缘层连续布置于所述通孔的侧壁、贯穿孔的侧壁和所述第一衬底的上下表面；所述金属互连层连续布置于所述通孔侧壁和贯穿孔侧壁的绝缘层表面；所述金属再布线层布置于所述第一衬底上表面绝缘层上与高密度芯片接触的部分、第一衬底下表面绝缘层上与第二衬底接触的部分；所述金属再布线层与金属互连层接触形成电信号通路；

所述第二衬底的上表面有若干金属翅片，所述金属翅片位于所述贯穿孔内，且下端与第二衬底固定连接，上端延伸至所述第一衬底上表面的金属再布线层所在平面；

所述金属微通道包括贯穿孔和金属翅片；高密度芯片集成于转接板时，高密度芯片置于第一衬底上方，电信号通过第一衬底上表面的金属再布线层和金属互连层实现再分配，高密度芯片产生的热量通过金属微通道导热；

所述金属翅片的材质与第二衬底的材质相同，通过金属DRIE刻蚀工艺形成于所述第二衬底的表面；

所述金属互连层与绝缘层、金属再布线层与绝缘层之间还布置有一阻挡层。

2.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第一衬底和第二衬底相互键合而成，键合方式包括金金键合、硅玻璃阳极键合、硅硅键合、BCB键合。

3.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第一衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓。

4.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第二衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓；所述金属翅片的材质包括铜、铝、金、钨，通过LIGA电铸工艺形成于所述第二衬底的表面。

5.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第二衬底材质包括金属和/或其金属合金，所述金属为钨、钛、钼、钛化钨、镍、锗中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述阻挡层材料包括Ta、TaN、TiW中的至少一种，布置于通孔侧壁的绝缘层、金属互连层、阻挡层横切面为环状。

7.权利要求1-6任一项所述一种内嵌金属微通道的转接板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)制作第一衬底和绝缘层：取板状材料一块作为第一衬底，在其上通过DRIE、激光、喷砂或湿法刻蚀工艺形成多个通孔以及多个贯穿孔，所述贯穿孔的孔径大于通孔的孔径；通过气相沉积法在所述通孔侧壁、贯穿孔侧壁和所述第一衬底的上下表面形成致密的绝缘层，所述绝缘层的材质包括氧化硅、氮化硅、氧化铝、BCB、聚酰亚胺、玻璃、聚丙烯和聚对二甲苯；所述第一衬底的材质包括硅、玻璃、氮化硅和砷化镓；

(2)制作电信号通路和金属翅片

①制作电信号通路：通过PVD溅射在所述绝缘层表面形成一连续的金属层，利用图形化电镀工艺在第一衬底上下表面的金属层上蚀刻出图案形成金属再布线层，使金属再布线层布置于第一衬底上表面与高密度芯片接触的部分和第一衬底下表面与第二衬底接触的部分；分布于所述通孔的侧壁、贯穿孔的侧壁绝缘层表面的连续金属层为金属互连层，与所述金属再布线层接触，形成电信号通路；

②制作金属翅片：取半导体板一块作为第二衬底，利用LIGA电铸形成若干个相互平行阵列分布的金属翅片，所述金属翅片的长度等于所述第一衬底上下表面的金属再布线层间的距离；所述第二衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓；所述金属翅片的材质包括铜、铝、金、钨；

(3)通过键合工艺将上述第一衬底和第二衬底键合，所述金属翅片置于所述贯穿孔中，所述贯穿孔和金属翅片组成金属微通道，进而形成所述一种内嵌金属微通道的转接板。