[发明专利]一种三维立体集成结构、制备及组装方法

权利要求书

1.一种三维立体集成结构，其特征在于，包括两块子硅基板，每块子硅基板的一端设置有叉指结构；

所述叉指结构包括多个叉指(2)，每个叉指(2)包括一个叉指头(200)和一个叉指颈(20)，叉指颈(20)一端与叉指头(200)一端固定连接，叉指头(200)的宽度大于叉指颈(20)的宽度，一块子硅基板上的叉指颈(20)和另一块子硅基板上的叉指头(200)交错咬合排列构成叉指铰链结构；

还包括支撑定位结构，所述支撑定位结构包括多个支撑定位柱(4)，沿子硅基板设有叉指结构的一端一一对应设置构成两排支撑定位柱排，所述支撑定位柱(4)的顶端设置有焊帽(10)；

两块子硅基板沿叉指铰链结构折叠状态下，对应的支撑定位柱(4)顶端的焊帽(10)焊接在一起形成焊点(9)，用于固定两块子硅基板间的相对位置，并提供两块子硅基板的电连接。

2.根据权利要求1所述的一种三维立体集成结构，其特征在于，相邻的叉指(2)之间存在间隙；同一块子硅基板上相邻的两个叉指头(200)之间的距离大于叉指颈(20)的宽度且小于叉指头(200)的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种三维立体集成结构，其特征在于，所述支撑定位柱(4)垂直于硅基板(1)表面，支撑定位柱排与叉指铰链结构相平行；

两块子硅基板沿叉指铰链结构折叠状态下，两排对应的支撑定位柱(4)顶端的焊帽(10)相接触或靠近。

4.根据权利要求1所述的一种三维立体集成结构，其特征在于，所述叉指头(200)的形状为矩形、多边形或圆形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种三维立体集成结构，其特征在于，还包括柔性结构(3)，柔性结构(3)与叉指铰链结构交替排布或者柔性结构(3)沿两块子硅基板的对折边布置。

6.根据权利要求5所述的一种三维立体集成结构，其特征在于，所述柔性结构(3)与硅基板(1)下表面的金属再布线层相连，或者为第二金属再布线层(7a)和第四金属再布线层(7b)的一部分，或者为第二金属再布线层(7a)和第四金属再布线层(7b)中的金属层间介质构成的多层介质膜，或者为相对于第二金属再布线层(7a)和第四金属再布线层(7b)独立的有机膜层。

7.根据权利要求5所述的一种三维立体集成结构，其特征在于，所述支撑定位柱(4)与柔性结构(3)分别设置在一块子硅基板相对的两个表面上。

8.一种三维立体集成结构的硅基板晶圆制备方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的三维立体集成结构，包括以下步骤:

从片状硅基板的一个表面制备嵌入硅基板(1)内部的轴向垂直于硅基板(1)表面的导电盲孔(60)；

在硅基板(1)的导电盲孔(60)的开口面制备与导电盲孔(60)形成电连接的多层金属布线层，以及位于多层金属布线层顶部的焊盘或凸点；

将硅基板(1)完成布线面与载板(8)进行临时键合；

将导电盲孔(60)填充材料的底部露出，形成TSV导电通孔(6)；

制备连接TSV导电通孔(6)底部的多层金属布线层，位于多层金属布线层顶部的焊盘或凸点，以及位于多层金属布线层相对边边缘的支撑定位柱(4)；

硅基板晶圆表面涂覆光刻胶，光刻出叉指铰链的俯视图形，干法刻蚀直至硅基板(1)刻透，完成叉指(2)所构成的叉指铰链结构的制备；

解除键合后，去除载板(8)，完成三维立体集成硅基板晶圆制备。

9.一种三维立体集成结构的组装方法，其特征在于，基于权利要求8所述的三维立体集成结构硅基板晶圆的制备方法，

在制备完成的三维立体集成结构硅基板的上下表面组装芯片；

划片分离两块子硅基板，将两块子硅基板沿叉指铰链结构折叠，直至对应的支撑定位柱(4)顶端接触或靠近；

将对应的支撑定位柱(4)顶端的焊帽(10)焊接在一起形成焊点(9)，完成一种三维立体集成结构的组装。

10.根据权利要求9所述的一种三维立体集成结构的组装方法，其特征在于，组装完成后，在两块子硅基板上的叉指结构外侧夹角处施加加固胶。