[发明专利]一种带微流道封装基板及其制备方法

权利要求书

1.一种带微流道封装基板，其特征在于，包括硅基板(15)和布线层(18)；所述硅基板(15)包括键合连接的上层硅片(7)、中间层玻璃片(10)和下层硅片(8)，两硅片上带有对应的TSV结构(3)；上层硅片(7)、下层硅片(8)和中间层玻璃片(10)具有相互连通的区域，形成密封的流道结构(14)，下层硅片(8)的下方加工有流道入口(19)和流道出口(20)连通至密封流道结构(14)；上层硅片(7)和下层硅片(8)的TSV结构相对，中间层玻璃片(10)上加工有纵向通孔结构，形成对应TSV结构的接触窗口(12)，接触窗口(12)内表面制备有图形化电极互联线(13)，上层硅片(7)和下层硅片(8)的TSV结构与电极互联线(13)实现电信号的垂直互连；

所述布线层(18)位于硅基板(15)的上表面，包括内侧的绝缘层结构(16)及外侧的电互连线结构(17)，布线层(18)用于实现电信号的平面互连。

2.根据权利要求1所述的带微流道封装基板，其特征在于，所述上层硅片和下层硅片的厚度为200μm-300μm，电阻率均≤0.1Ω·cm；和/或

所述中间层玻璃片为硼硅玻璃或可光刻玻璃，厚度≤30μm，表面粗糙度≤5nm。

3.根据权利要求1所述的带微流道封装基板，其特征在于，所述电极互联线(13)为复合金属层，包括Cr金属层和Au金属层；Au金属层贴附在Cr金属层的外侧；所述Cr金属层厚度为20nm-50nm；Au金属层厚度为200nm-300nm；和/或

所述电互连线结构(17)为复合金属层，包括Cr金属层和Au金属层；Au金属层贴附在Cr金属层的外侧；所述Cr金属层厚度为20nm-50nm；Au金属层厚度为200nm-300nm。

4.一种带微流道封装基板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(一)、准备第一硅片(1)和第二硅片(2)，硅片已包含所需TSV结构(3)；在第一硅片(1)和第二硅片(2)表面沉积掩膜层(4)，通过光刻、湿法腐蚀工艺或干法刻蚀工艺将掩膜层(4)图形化，制得第一腐蚀掩膜结构(5)；

步骤(二)、在两硅片表面，采用硅湿法腐蚀工艺或硅干法刻蚀工艺，制备第一硅片(1)和第二硅片(2)的流道结构(6)；

步骤(三)、采用湿法腐蚀工艺去除第一硅片(1)表面和第二硅片(2)表面的第一腐蚀掩膜结构(5)，得到带流道结构(6)的第三硅片(7)和第四硅片(8)；

步骤(四)、采用硅-玻璃阳极键合工艺，将第三硅片(7)与第一玻璃片(9)键合在一起，得到复合基片；

步骤(五)、采用湿法腐蚀和化学机械抛光工艺，将第一玻璃片(9)减薄、抛光，得到第二玻璃片(10)；

步骤(六)、在第二玻璃片(10)表面，采用磁控溅射工艺或电子束蒸发工艺制备复合金属层掩膜Cr/Au，通过光刻、腐蚀工艺对复合金属层Cr/Au图形化，得到第二腐蚀掩膜结构(11)；

步骤(七)、采用湿法腐蚀对第二玻璃片(10)进行图形化，形成接触窗口(12)，接触窗口(12)位于TSV结构(3)上方，去除第二腐蚀掩膜结构(11)，使接触窗口(12)暴露TSV结构(3)中部导体或半导体；

步骤(八)、在已图形化的第二玻璃片(10)上，采用电子束蒸发的方法制备复合金属层，通过剥离工艺对复合金属层进行图形化刻蚀，在接触窗口(12)内表面形成图形化电极互联线(13)；

步骤(九)、采用阳极键合工艺，将第四硅片(8)上表面和复合基片的第二玻璃片(10)键合在一起，第四硅片(8)作为下层硅片、第二玻璃片(10)作为中间层玻璃片、第三硅片(7)作为上层硅片，得到硅基板(15)及硅基板内密封的流道结构(14)；

步骤(十)、重复步骤(一)的工艺方法，在硅基板(15)上表面制备绝缘层结构(16)，绝缘层结构(16)覆盖TSV结构(3)的绝缘介质层，但不覆盖TSV结构(3)中部导体或半导体上方区域；

步骤(十一)、在硅基板(15)上表面，通过剥离工艺制备图形化电互连线结构(17)，绝缘层结构(16)和电互连线结构(17)共同组成一层布线层(18)；

步骤(十二)、重复步骤(一)和(二)的工艺方法，在硅基板(15)下表面制备微流道的入口(19)和出口(20)。