[发明专利]集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法

权利要求书

1.一种集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，干法刻蚀硅圆片形成硅模具圆片(1)，使硅模具圆片(1)上包含内含埋入式无源器件结构模具(3)的凹槽阵列(2)；

步骤二，通过电镀工艺将金属填满步骤一中的凹槽阵列(2)形成无源器件结构(4)；

步骤三，干法刻蚀步骤二后的硅模具圆片(1)形成凹槽(6)，释放无源器件结构(4)，同时形成芯片散热结构(5)；

步骤四，将玻璃圆片(7)与步骤三得到的带有无源器件结构(4)和芯片散热结构(5)的硅模具圆片(1)在真空中阳极键合，使得无源器件结构(4)和凹槽(6)密封于键合圆片内；

步骤五，将步骤四得到的键合圆片放置在空气中加热，加热温度高于玻璃的软化点温度，并保温，直至熔融玻璃在凹槽内外压强差的作用下回流填充满凹槽(6)，退火，冷却至常温，形成上部全玻璃结构层(8)、中间埋入无源器件结构(4)和芯片散热结构(5)的复合结构层(9)、底部全硅衬底结构层(10)的三层结构的回流圆片；

步骤六，将步骤五得到的回流原片进行研磨和抛光，去除上部全玻璃结构层(8)和底部全硅衬底结构层(10)，留下中间埋入无源器件结构(4)和芯片散热结构(5)的复合结构层(9)，使回流玻璃衬底(11)露出来，得到玻璃基板；

步骤七，在步骤六得到的玻璃衬底上下表面沉积金属粘附层(12)，电镀金属导电层(13)，形成内含无源器件结构(4)、金属导电层(13)和芯片散热结构(5)的玻璃基板(14)，用作无源器件的互连或三维集成玻璃转接板。

2.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤一中，所述硅圆片厚度不小于300um；所述干法刻蚀为深反应离子刻蚀，刻蚀深度小于硅圆片厚度100um以上。

3.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤二中，所述无源器件结构(4)的形状包括圆柱形、环柱形、同轴柱形，或折线形柱、方形螺旋柱、六边形螺旋柱、八边形螺旋柱、圆形螺旋柱，或双长方体、同轴双环形柱；步骤三中，所述芯片散热结构(5)的形状包括圆柱形、长方体。

4.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤二所述电镀铜的工艺条件为：酸性硫酸盐电镀铜镀液中，CuSO₄·5H₂O含量85g/L，H₂SO₄含量200g/L，Cl^-含量79mg/L，电流密度为30mA/cm²。

5.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤三中，所述干法刻蚀为深反应离子刻蚀，刻蚀深度不大于无源器件结构(4)的高度。

6.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤四中，所述玻璃圆片(7)为硼硅玻璃，厚度不小于300um；所述真空阳极键合工艺条件为：温度400℃，电压800V，真空度小于10^-3Pa。

7.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤五中，键合圆片的加热工艺条件为：加热温度为900℃-1100℃，加热保温时间不低于2h，退火工艺条件为：退火温度510℃-560℃，保温时间30min，冷却至常温条件为自然冷却。

8.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤六中，所述研磨和抛光的步骤为：采用自动研磨抛光机，对回流圆片实施研磨减薄工艺，去除上部全玻璃结构层(8)和底部全硅衬底结构层(10)，留下中间埋入无源器件结构(4)和芯片散热结构(5)的复合结构层(9)。

9.根据权利要求1所述的集成芯片散热结构和无源器件的玻璃基板的圆片级制备方法，其特征在于：步骤八中，所述沉积金属粘附层(12)为Ti或Cr，所述电镀金属导电层(13)为Au或Cu。