[发明专利]基于横向二极管的TSV转接板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于横向二极管的TSV转接板及其制备方法，该方法包括：选取Si衬底；刻蚀所述Si衬底分别形成多个TSV和多个隔离沟槽；刻蚀所述Si衬底在所述隔离沟槽之间形成多个器件沟槽；填充所述隔离沟槽和所述TSV分别形成隔离区和TSV区；在所述器件沟槽制备横向二极管；制备所述TSV区的第一端面与所述横向二极管的铜互连线；在所述TSV区的第二端面制备铜凸点以完成所述TSV转接板的制备。本发明提供的TSV转接板通过在TSV转接板上加工二极管作为ESD防护器件，解决了基于TSV工艺的集成电路系统级封装抗静电能力弱的问题，增强了集成电路系统级封装的抗静电能力。

技术领域

本发明属半导体集成电路技术领域，特别涉及一种基于横向二极管的TSV转接板及其制备方法。

背景技术

半导体集成电路的目标之一是以较低的成本制造小型化、多功能的、大容量和/或高可靠性的半导体产品。半导体封装技术在实现这样的目标中发挥着重要的作用。随着半导体装置的集成度和存储容量增大，已经开发了用于堆叠单个芯片的三维(3D)封装。例如，已经采用了形成有穿透基底的通孔并在通孔中形成电极的硅通孔(Through-Silicon Via，简称TSV)接触技术作为可代替现有的引线键合技术的一类3D封装结构。

TSV技术是3D集成电路中堆叠芯片实现互连的一种新的技术解决方案。由于TSV技术能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最小，可以有效地实现这种3D芯片层叠，制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的芯片，成为了目前电子封装技术中最引人注目的一种技术。

转接板通常是指芯片与封装基板之间的互连和引脚再分布的功能层。转接板可以将密集的I/O引线进行再分布，实现多芯片的高密度互连，成为纳米级集成电路与毫米级宏观世界之间电信号连接最有效的手段之一。在利用转接板实现多功能芯片集成时，不同芯片的抗静电能力不同，在三维堆叠时抗静电能力弱的芯片会影响到封装后整个系统的抗静电能力，因此如何提高基于TSV工艺的系统级封装的抗静电能力成为半导体行业亟待解决的问题。

发明内容

为了提高基于TSV工艺的系统级封装的抗静电能力，本发明提供了一种基于横向二极管的TSV转接板及其制备方法；本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的实施例提供了一种基于横向二极管的TSV转接板的制备方法，包括：

S101、选取Si衬底；

S102、刻蚀Si衬底分别形成TSV孔和隔离沟槽；

S103、刻蚀Si衬底在隔离沟槽之间形成器件沟槽；

S104、填充隔离沟槽和TSV分别形成隔离区和TSV区；

S105、在器件沟槽制备横向二极管；

S106、在TSV区的第一端面与横向二极管之间形成互连线；

S107、在TSV区的第二端面制备金属凸点以完成TSV转接板的制备。

在本发明的一个实施例中，S102包括：

S1021、利用光刻工艺，在Si衬底的上表面形成TSV和隔离沟槽的刻蚀图形；

S1022、利用深度反应离子刻蚀法(Deep Reactive Ion Etching，简称DRIE)工艺，刻蚀Si衬底形成TSV和隔离沟槽；

其中，TSV和隔离沟槽的深度小于Si衬底的厚度。

在本发明的一个实施例中，S103包括：

S1031、利用光刻工艺，在隔离沟槽之间的Si衬底形成器件沟槽的刻蚀图形；

S1032、利用干法刻蚀工艺，刻蚀Si衬底形成器件沟槽；