[发明专利]垂直互连结构及其制造方法

说明书

本申请实施例公开了一种垂直互连结构及其制造方法，属于芯片制造技术领域。该方法包括提供金刚石衬底，所述金刚石衬底具有孔。在所述孔中形成导电柱。所述导电柱与孔壁接触的表面的材料为钛、钨、锰、铁、铬、镍、铂、金、银中的至少一种。金属钛、钨、锰、铁、铬、镍、铂、金、银与金刚石之间的浸润性较好，能够使导电柱与金刚石衬底形成良好的结合，从而避免导电柱脱落。

技术领域

本申请涉及芯片制造技术领域，特别涉及一种垂直互连结构及其制造方法。

背景技术

随着物联网、人工智能等领域的发展，芯片的集成度越来越高，使得芯片的封装技术也不断发展。三维封装技术的应用大大提高了芯片的集成度。

在进行芯片的三维封装时，通常要用到垂直互连结构。垂直互连结构包括衬底和导电柱，衬底成板状，衬底具有多个通孔，导电柱位于通孔中。

相关技术中，衬底通常有硅衬底、陶瓷衬底。导电柱通常由金属铜形成，铜制的导电柱与这些材质的衬底能够形成良好结合，不易脱落。随着技术的发展，出现了金刚石衬底，金刚石衬底具有更优异的散热能力。但是以金刚石衬底制造垂直互连结构时，铜制的导电柱与金刚石的浸润性较差，难以形成良好的结合，导致导电柱容易脱落。

发明内容

本申请实施例提供了一种垂直互连结构及其制造方法，能够克服相关技术中制造垂直互连结构所存在的问题，所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种垂直互连结构的制造方法，该制造方法包括：

提供金刚石衬底，所述金刚石衬底具有孔。在所述孔中形成导电柱。所述导电柱与孔壁接触的表面的材料为钛、钨、锰、铁、铬、镍、铂、金、银中的一种或多种。

在一些示例中，金刚石衬底上的孔包括通孔。在另一些示例中，金刚石衬底上的孔包括盲孔。在又一些示例中，金刚石衬底上的孔包括通孔和盲孔。

金刚石衬底具有相对的第一表面、第二表面和连接第一表面、第二表面的侧面。若金刚石衬底呈多边形板状，则金刚石衬底具有多个侧面，若金刚石衬底呈圆板状，则金刚石衬底具有一个圆柱形的侧面。通孔连通第一表面和第二表面。盲孔与第一表面连通，或者与第二表面连通。

基于上述方法，在制造垂直互连结构时，使形成的导电柱与孔壁接触的表面的材料为钛、钨、锰、铁、铬、镍、铂、金、银中的一种或多种。金属钛、钨、锰、铁、铬、镍、铂、金、银与金刚石之间的浸润性较好，能够使导电柱与金刚石衬底形成良好的结合，从而避免导电柱脱落。

在一些示例中，金刚石衬底通过采用微波辅助化学气相沉积法、直流电弧喷射法、热丝化学气相沉积法、射频化学气相沉积法中的任一种进行生长得到。金刚石衬底的具体生长方式根据不同的要求进行选择，只要能够制得金刚石衬底即可。

在生长出金刚石衬底后，对金刚石衬底进行切割，以得到所需要的形状。示例性地，采用激光切割的方式，对所述金刚石衬底进行切割。

可选地，采用铸铁盘抛光、化学机械抛光、紫外辅助高精度抛光的方式，在所述金刚石衬底进行切割后，对所述金刚石衬底进行抛光，使所述金刚石衬底的粗糙度满足要求。

可选地，在对所述金刚石衬底进行抛光后，通过激光打孔的方式在所述金刚石衬底上形成通孔和盲孔中的至少一种。激光可以是脉冲波激光，脉冲波激光可以是，但不限于是毫秒脉冲激光、纳秒脉冲激光和飞秒脉冲激光。

在一些示例中，在所述孔中填充金属浆料。对填充有所述金属浆料的所述金刚石衬底进行烧结，从而在所述孔中形成所述导电柱。

其中，所述金属浆料包括金属颗粒，所述金属颗粒的材料包括钛、钨、锰、铁、铬、镍、铂、金、银中的一种或多种。在一些示例中，单个金属颗粒由一种材料制成，在另一些示例中，或者单个金属颗粒由两种或两种以上的材料制成。