[发明专利]具有图案化表面、图案化侧壁和局部隔离的硅通孔结构

权利要求书

1.一种为硅芯片的第一侧和第二侧之间提供电通路的硅通孔结构，其中所述第一侧有第一侧表面，所述第二侧有第二侧表面，所述通孔结构包括：

一通孔，其从所述第一侧表面延伸到所述第二侧表面穿透所述芯片，其在所述第一侧表面有第一端，在所述第二侧表面有第二端；

一局部隔离层，其被沉积在所述通孔的侧壁上和在所述第一端周围的至少部分第一侧表面上；

多个密集的微结构，其被安排成非随机图案，并被制作在所述第一端周围的至少部分第一侧表面上，所述局部隔离层覆盖于所述微结构上，用于提高所述局部隔离层沉积于所述芯片的粘附力，其中大部分微结构的深度至少为1μm。

2.根据权利要求1所述的通孔结构，其中大部分微结构的宽度在2μm和4μm之间。

3. 根据权利要求1所述的通孔结构，其中所述局部隔离层是由聚合物材料构成。

4. 根据权利要求1所述的通孔结构，其中所述通孔是锥形的或垂直的。

5. 根据权利要求1所述的通孔结构，其中所述侧壁包括多个台阶或齿形，其用于提高所述侧壁和沉积在其上的所述局部隔离层之间的粘附力，其中大部分台阶或大部分齿形的深度至少为1μm。

6. 根据权利要求1所述的通孔结构，还包括一导电层，其被沉积在所述局部隔离层上，以覆盖但不接触所述通孔侧壁和由所述局部隔离层覆盖的部分第一侧表面，其中沉积在所述第一侧表面上的所述局部隔离层的外边界和所述第一侧表面上的所述导电层的外边界对齐。

7. 根据权利要求6所述的通孔结构，其中所述导电层由金属构成。

8. 根据权利要求6所述的通孔结构，还包括一保护层，其沉积在所述导电层上，以覆盖所述导电层和所述局部隔离层。

9. 根据权利要求8所述的通孔结构，其中所述保护层是由聚合物材料构成。

10. 根据权利要求8所述的通孔结构，还包括一软保护材料，其被沉积在所述第一侧表面上，并贴附于沉积在所述第一侧表面上的所述局部隔离层的外边界和所述第一侧表面上的所述导电层的外边界，用以保护所述局部隔离层和所述导电层的边缘，免受暴露。

11. 根据权利要求6所述的通孔结构，其中沉积在所述第一侧表面上的所述局部隔离层的外边界与围住多个微结构的最小外边界对齐。

12. 根据权利要求6所述的通孔结构，其中所述第二端被一个位于所述第二侧表面上的金属焊盘覆盖，使得所述导电层连接所述金属焊盘，从而形成所述第一侧和所述第二侧之间的电通路。

13. 一种形成硅通孔结构的方法，其中所述硅通孔结构为硅芯片的第一侧和第二侧之间提供电通路，所述第一侧有第一侧表面，所述第二侧有第二侧表面，所述芯片有一金属焊盘连接到所述第二侧表面，该方法包括：

在所述第一侧表面制作多个密集的微结构，其中所述微结构被安排成非随机图案，其中大部分所述微结构的深度至少为1μm；

形成一通孔，从所述第一侧表面延伸到所述第二侧表面以穿透所述芯片；

沉积第一材料到所述第一侧上，所述第一材料并不覆盖暴露于所述第一侧的至少大部分金属焊盘；

沉积金属到所述第一侧上，然后选择性地去除部分金属，从而在暴露于所述第一侧的至少大部分金属焊盘上、在所属通孔侧壁上以及在所述通孔周围的部分第一侧表面上形成一导电层；

去除在所述第一侧表面上的没有被所述导电层覆盖的所述第一材料，从而形成一局部隔离层，用以隔离所述导电层和所述芯片主体；

沉积第二材料到所述第一侧上，然后选择性地去除部分第二材料，从而形成一保护层；

沉积一软保护材料到所述第一侧上，然后选择性地去除部分软保护材料。

14. 根据权利要求13所述的方法，还包括：执行焊料凸点的沉积和凸点下金属化。

15. 根据权利要求13所述的方法，其中形成通孔步骤包括：在所述通孔侧壁上形成多个台阶或齿形，大部分台阶或大部分齿形的深度至少为1μm。

16. 根据权利要求13所述的方法，其中去除在所述第一侧表面上的没有被所述导电层覆盖的所述第一材料，是通过蚀刻所述第一材料来完成的，在蚀刻时使用所述导电层作为掩膜，以保护被所述导电层覆盖的第一材料，免受蚀刻。