[发明专利]一种晶圆级芯片结构、多芯片堆叠互连结构及制备方法

权利要求书

1.一种晶圆级芯片结构，其特征在于，包括：贯穿晶圆的硅通孔，其第一表面包括：有源区、多层再分布线层以及凸点，其第二表面包括：绝缘介质层，以及与硅通孔相连接的锥台过渡结构；所述锥台过渡结构一端开口直径根据与之相连的硅通孔尺寸确定，另一端开口直径根据键合凸点尺寸确定；其中，所述锥台过渡结构的下开口和与之相连的硅通孔尺寸相同，所述锥台过渡结构的上开口直径与键合凸点下金属化层的直径一致。

2.一种晶圆级多芯片堆叠互连结构，其特征在于，包括：芯片键合体、基板及引出端子，所述芯片键合体转接于所述基板的第一表面，引出端子形成于所述基板的第二表面，其中，

芯片键合体，包括堆叠设置的多个单体晶圆级芯片，多个单体晶圆级芯片直接通过键合层连接，所述单体晶圆级芯片包括：一个第一芯片结构、一个第二芯片结构及至少一个第三芯片结构，所述第一芯片结构和第二芯片结构分别位于所述芯片键合体的两端，所述至少一个第三芯片结构，位于第一芯片结构和第二芯片结构之间；

所述第三芯片结构为权利要求1所述的晶圆级芯片结构。

3.根据权利要求2所述的晶圆级多芯片堆叠互连结构，其特征在于，所述第一芯片结构，包括：未完全贯穿晶圆的硅通孔，其第一表面包括：有源区、多层再分布线层以及凸点，第二表面为晶圆面；

所述第二芯片结构，包括：贯穿晶圆的硅通孔，其第一表面包括：有源区、多层再分布线层以及凸点，其第二表面为包含多个硅通孔连接的晶圆面。

4.根据权利要求3所述的晶圆级多芯片堆叠互连结构，其特征在于，

第一芯片结构、第二芯片结构及第三芯片结构的第一表面均包括：非导电胶膜层，包覆所述凸点，所述非导电胶膜层的厚度大于所述凸点的高度；

所述键合层包括：单体晶圆级芯片之间的凸点连接及包覆所述凸点连接的非导电胶膜层。

5.根据权利要求2-4任一所述的晶圆级多芯片堆叠互连结构，其特征在于，还包括：

塑封层，基于基板级的包覆所述芯片键合体。

6.一种晶圆级芯片结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在晶圆的第一表面依次制备有源区、硅通孔、多层再分布线层及凸点；

对晶圆第二表面进行减薄抛光处理，直至所有硅通孔均露出；

利用深反应离子刻蚀工艺，在晶圆第二表面实现无掩膜刻蚀，使硅通孔相对于晶圆第二表面整体凸起；

在晶圆第二表面实现绝缘介质层沉积，并通过刻蚀掩膜层制备锥台型盲孔；

在晶圆第二表面，依次进行阻挡层、种子层及凸点下金属化层的制备，形成所述晶圆级芯片结构；

其中，锥台过渡结构一端开口直径根据与之相连的硅通孔尺寸确定，另一端开口直径根据键合凸点尺寸确定；其中，所述锥台过渡结构的下开口和与之相连的硅通孔尺寸相同，所述锥台过渡结构的上开口直径与键合凸点下金属化层的直径一致。

7.一种晶圆级多芯片堆叠互连结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在晶圆的第一表面依次制备有源区、硅通孔、多层再分布线层及凸点，形成第一芯片结构；

在第一芯片结构的基础上，对晶圆第二表面进行减薄抛光处理，直至所有硅通孔均露出，形成第二芯片结构；

根据权利要求6所述的晶圆级芯片结构的制备方法，形成第三芯片结构；

在基板第一表面依次将第二芯片结构、至少一个第三芯片结构、第一芯片结构基于凸点连接键合堆叠；

在基板第二表面制备引出端子，形成晶圆级多芯片堆叠互连结构。

8.根据权利要求7所述的晶圆级多芯片堆叠互连结构的制备方法，其特征在于，在制备第一芯片结构及第二芯片结构时，在晶圆的第一表面依次制备有源区、硅通孔、多层再分布线层及凸点的步骤之后，还包括：制备非导电胶膜层，包覆所述凸点，所述非导电胶膜层的厚度大于所述凸点的高度；

形成第三芯片结构的步骤之后，还包括：制备非导电胶膜层，包覆所述凸点，所述非导电胶膜层的厚度大于所述凸点的高度。