[发明专利]三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板及制作方法

权利要求书

1.一种三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：包括硅基板，所述硅基板正面设有侧壁具有一定坡度的凹腔，背面设有延伸至所述凹腔底部的垂直互联结构，所述垂直互联结构包括若干互相独立的导电柱；所述硅基板的正面以及所述凹腔的侧壁和底部设有第一金属互联层以用于与置于凹腔内的微电子芯片焊盘连接以及制作正面引出端；所述硅基板的背面设有第二金属互联层以用于制作背面引出端，所述第一金属互联层与第二金属互联层分别与所述硅基板绝缘设置，所述导电柱电性连接所述第一金属互联层与第二金属互联层。

2.根据权利要求1所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：所述硅基板是电阻率≤0.1Ω·cm的低阻硅材料，所述硅基板背面设有延伸至所述凹腔底部并相互独立的若干环形槽，所述环形槽内填充绝缘材料，所述环形槽内圈之内的硅柱形成所述导电柱，所述硅柱的上下端分别与所述第一金属互联层和第二金属互联层形成欧姆接触。

3.根据权利要求2所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：所述绝缘材料是二氧化硅、玻璃浆料、聚丙烯或聚对二甲苯等一种。

4.根据权利要求1所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：所述硅基板是电阻率≥1000Ω·cm的高阻硅材料，所述硅基板背面设有延伸至所述凹腔底部并相互独立的若干通孔，所述通孔完全填充或非完全填充导电材料形成所述导电柱，所述导电柱的上下端分别与所述第一金属互联层和第二金属互联层电性连接。

5.根据权利要求4所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：所述通孔内由外到内依次设置绝缘层、扩散阻挡层和金属导电层，所述扩散阻挡层和金属导电层形成所述导电柱，所述扩散阻挡层是Ta、TaN、TiW的至少一种，所述导电金属层是Cu、Al、Au、W的至少一种。

6.根据权利要求1所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：所述硅基板的正、背面和所述凹腔表面设有绝缘层，所述第一金属互联层和第二金属互联层设于所述绝缘层之上，所述绝缘层于所述导电柱两端面开口以实现所述第一金属互联层、第二金属互联层和所述导电柱的电性连接。

7.根据权利要求5或6所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板，其特征在于：所述绝缘层是氧化硅、氮化硅、氧化铝、聚酰亚胺、玻璃、聚丙烯或聚对二甲苯的一种。

8.权利要求1～7任一项所述的三维系统级封装应用的内嵌扇出型硅转接板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)提供低阻硅基板，对硅基板背面进行刻蚀获得若干环形槽，向环形槽内填充绝缘材料，环形槽内圈之内的硅柱形成所述导电柱；或提供高阻硅基板，对硅基板背面进行刻蚀得到若干通孔，于通孔内填充导电材料形成所述导电柱；

(2)对所述硅基板正面进行凹腔制备，所述凹腔底部露出所述导电柱的上端面；

(3)于所述硅基板正、背面以及所述凹腔侧壁和底部覆盖一绝缘层；

(4)对所述导电柱两端面进行绝缘层开窗以暴露出导电柱两端表面；

(5)于所述硅基板正、背面以及所述凹腔侧壁和底部沉积金属以制作第一金属互联层和第二金属互联层。

9.权利要求1～7任一项所述内嵌扇出型硅转接板应用于封装的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将若干颗微电子芯片焊盘粘接于凹腔内，且凹腔底部的第一金属互联层与芯片焊盘通过接触进行电学连接，使用有机聚合物材料填充凹腔和微电子芯片的间隙；

(2)于步骤(1)形成的结构正、背面覆盖一层绝缘层，并开窗形成窗口；

(3)于正面沉积金属制作第三金属互联层，所述第三金属互联层通过所述窗口与第一金属互联层电性连接；

(4)于步骤(3)形成的结构正面覆盖钝化层，并开窗图形化形成用于引出第三金属互联层的连接口；

(5)于背面所述窗口形成与所述第二金属互联层电性连接的微焊球、微焊垫或微焊点。

10.根据权利要求9所述应用于封装的方法，其特征在于：所述第一金属互联层、第二金属互联层和第三金属互联层分别包括依次设置的扩散阻挡层和金属导电层，所述扩散阻挡层是Ta、TaN、TiW的至少一种，所述金属导电层是Cu、Al、Au、Sn的至少一种。

11.根据权利要求9所述应用于封装的方法，其特征在于：所述微焊球、微焊垫或微焊点由AgSn、AuSn、CuSn中的至少一种制得。