[发明专利]一种半导体器件的导通孔结构

说明书

技术领域

本发明实施例涉及微电子封装技术，尤其涉及一种半导体器件的导通孔结构。

背景技术

随着半导体工业的飞速发展，对微系统的小型化、多功能集成化的要求日益迫切，具有高速互连、高密度集成、小型化以及同质和异质功能整合等优点半导体通孔的三维封装，逐步成为半导体封装技术的热门的研究之一。

通过半导体导通孔的镀铜填充来实现3D叠层电子封装是今后重要的电子封装形式。但是现有的半导体器件的导通孔结构一般采用镀铜填充的方式来封装导通孔，存在不能完全填充导通孔从而在导通孔中形成缝隙的问题，这些半导体器件的导通孔结构中的缝隙在后续的封装过程中会造成应力集中问题，容易造成集成电路因应力集中而被破坏。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体器件的导通孔结构，以避免半导体通孔结构中出现缝隙以及应力集中的问题。

本发明实施例提供了一种半导体器件的导通孔结构，包括：

半导体基体；

导通孔，形成在所述半导体基体中，所述导通孔中填充有电镀材料，所述电镀材料覆盖所述导通孔的底部，以及所述导通孔的内表面，所述电镀材料中间形成有空隙，所述空隙中填充有有机聚合物；

依次形成在所述半导体器件表面的下金属层和种子层，所述下金属层和所述种子层覆盖所述电镀材料和所述有机聚合物；

微凸点，形成在所述种子层上方，且与所述导通孔的位置对应。

可选地，所述电镀材料为铜。

可选地，所述有机聚合物为通过化学接枝工艺制成。

可选地，所述半导体基体的电阻率小于或等于10⁶Ω·cm。

可选地，所述导通孔的直径小于或等于50μm，所述导通孔的深宽比范围为5:1～20:1。

可选地，所述半导体基体为单质半导体或化合物半导体。

可选地，所述半导体基体p型半导体或n型半导体。

可选地，所述半导体基体的材料为硅。

可选地，所述半导体基体的材料为砷化镓。

可选地，所述导通孔为通孔或盲孔。

本发明实施例中，半导体器件导通孔结构的导通孔中填充有电镀材料，电镀材料未完全填满导通孔并在导通孔中形成空隙，空隙中填充了有机聚合物，一方面，有机聚合物相比于金属来说更易于实现孔径的完全填充，避免了半导体器件导通孔结构中出现缝隙以及应力集中的问题；另一方面，在后续的封装过程中，有机聚合物能够有效地缓冲应力，进一步避免了应力集中的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种半导体器件的导通孔结构的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种半导体器件的导通孔结构的制作方法的流程图；

图3a为本发明实施例二提供的一种半导体器件的导通孔结构的制作方法的剖面结构示意图一；

图3b为本发明实施例二提供的一种半导体器件的导通孔结构的制作方法的剖面结构示意图二；

图3c为本发明实施例二提供的一种半导体器件的导通孔结构的制作方法的剖面结构示意图三；

图3d为本发明实施例二提供的一种半导体器件的导通孔结构的制作方法的剖面结构示意图四。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种半导体器件的导通孔结构的结构示意图，如图1所示，该导通孔结构包括半导体基体10、导通孔11、电镀材料20、有机聚合物30、下金属层41、种子层42以及微凸点50。其中，导通孔11形成在半导体基体10中，导通孔11中填充有电镀材料20，电镀材料20覆盖导通孔11的底部以及导通孔11的内表面，电镀材料20中间形成有空隙21，空隙21中填充有有机聚合物30。下金属层41和种子层42依次形成在半导体器件的表面，下金属层41和种子层42覆盖电镀材料20和有机聚合物30；微凸点50形成在种子层42上方，且与导通孔11的位置对应。

其中，导通孔11可以为通孔或盲孔。电镀材料20为金属材料，常见的为镍、铜、铬和锌等金属材料。可选地，电镀材料20为铜。