[发明专利]一种应用TSV技术的电子器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种应用TSV技术的电子器件及其制作方法，涉及微电子技术领域。本发明提供的应用TSV技术的电子器件包括至少一个半导体衬底，所述半导体衬底上设置有至少一个连接孔，连接孔贯穿半导体衬底，连接孔内填充有导电体，导电体的一端用于与第一电子元件电连接，导电体的另一端用于与第二电子元件电连接，导电体具有第二熔点，导电体由导电复合材料在室温下自身内部发生反应后形成，导电复合材料为由具有第一熔点的低熔点金属和熔点在500℃以上的高熔点粉末部分合金化后形成的混合物，第二熔点高于所述第一熔点，且第一熔点在300℃以下。本发明的技术方案能够简单快速地应用TSV技术实现不同电子元件的电连接。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种应用TSV技术的电子器件及其制作方法。

背景技术

在封装过程中，如何封装以实现不同芯片的电子元件之间的电连接，是封装的核心组成部分。目前，常用的封装技术包括：金线键合技术(wire-bonding)、倒装焊技术(flip-chip)和硅通孔技术(Through-silicon via，简称TSV)。

其中，硅通孔技术可以减小封装尺寸和重量，增加封装密度，使单位体积内容纳更多的微电子器件，还可以缩短组件的线路连接距离，进而降低寄生电容和耗电量，还可以将不同性质的组件技术(RF、Memory、Logic、Sensors、Imagers)整合在一个封装体，因此越来越受到重视。

发明人发现，现有技术中，在硅通孔技术中，主要是基于铜电镀原理在硅通孔中沉积铜实现不同芯片的电子元件之间的电连接，其需要首先在硅通孔壁上进行种子层的附着，然后再在种子层上电镀铜的方式实现，工艺较复杂，且速度慢。

发明内容

本发明提供一种应用TSV技术的电子器件及其制作方法，可以简单快速地应用TSV技术实现不同电子元件的电连接。

第一方面，本发明实施例提供一种应用TSV技术的电子器件，采用如下技术方案：

所述电子器件包括至少一个半导体衬底，所述半导体衬底上设置有至少一个连接孔，所述连接孔贯穿所述半导体衬底，所述连接孔内填充有导电体，所述导电体的一端用于与第一电子元件电连接，所述导电体的另一端用于与第二电子元件电连接，所述导电体具有第二熔点，所述导电体由第一熔点的导电复合材料在室温下自身内部发生反应后形成，所述导电复合材料为由具有第一熔点的低熔点金属和熔点在500℃以上的高熔点粉末部分合金化后形成的混合物，所述第二熔点高于所述第一熔点，且所述第一熔点在300℃以下。

可选地，所述第二熔点高于室温，所述导电体在室温下呈固态。

可选地，所述高熔点粉末为高熔点金属粉末，或者，高熔点金属粉末及其氧化物的混合物。

可选地，所述导电复合材料为由熔点在30℃以下的低熔点金属和熔点在1000℃以上的高熔点粉末部分合金化后形成的混合物。

可选地，所述电子器件还包括至少一个导热回路，所述导热回路包括贯穿至少一个所述半导体衬底的至少一个导热孔和至少一个连接管路，其中，所述连接管路与所述导热孔连通形成所述导热回路；

所述导热回路内填充有熔点在30℃以下的低熔点金属和低沸点材料，所述低沸点材料的沸点大于室温，且小于预设温度，所述预设温度为所述电子器件的最高可承受温度。

可选地，所述熔点在30℃以下的低熔点金属包括镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、银、铜、钠、钾、镁、钙、铝、铁、镍、钴、锰、钛、钒、锑元素中的一种或几种；所述低沸点材料为水、甲醇、乙醇、异丙醇、石油醚、乙醚、戊烷、正己烷、环己烷、庚烷、异辛烷、三氯乙烯、2,3-二甲基-1-丁烯、1,5-己二烯、甲基戊烯、碘乙烯、二硫化碳、丙酮、丁酮、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、三氟代乙酸、乙酸乙酯、乙腈、丙腈、乙二醇二甲醚、三乙胺、苯中的一种。