[发明专利]用于三维集成晶圆系统散热的流量可测的微流道制造方法

权利要求书

1.一种用于三维集成晶圆系统散热的流量可测的微流道制造方法，其特征在于，包括：

压阻式流量计制造步骤：在绝缘体上硅晶圆的上表面构造第一力敏应变结构并构造力敏电阻和测温电阻；

埋氧层二氧化硅释放步骤：在所述绝缘体上硅晶圆的上表面刻蚀释放孔，并用湿法腐蚀所述释放孔下方的埋氧层二氧化硅，形成微流道；

释放孔电镀铜封闭步骤：在所述绝缘体上硅晶圆的上表面和所述释放孔的侧壁沉积种子层金属，基于所述种子层电镀铜形成铜柱封闭所述微流道的上表面；

微流道内壁无机镀铜步骤：使用化学法在所述微流道的内壁上下表面镀上铜散热层；

其中，所述埋氧层二氧化硅释放步骤包括：

在所述绝缘体上硅晶圆的上表面光刻刻蚀释放孔和冷却液进出孔；

在所述冷却液进出孔的外侧侧壁和所述绝缘体上硅上表面的第一钝化层二氧化硅上涂布厚光刻胶，其中所述厚光刻胶的厚度≥10微米；

通过所述释放孔和冷却液进出孔将所述释放孔下方的埋氧层二氧化硅湿法腐蚀，形成供冷却液水平方向流动的微流道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘体上硅晶圆为带有有源集成电路的背面或已完成硅垂直通孔和重布线层的硅晶圆转接板的背面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压阻式流量计制造步骤包括：

在所述绝缘体上硅晶圆的上表面光刻刻蚀形成第一力敏应变结构，所述第一力敏应变结构为悬臂梁、折叠梁-平板或带孔薄膜；

在所述第一力敏应变结构上通过离子注入形成半导体力敏电阻；

在所述力敏电阻的附近通过沉积金属形成测温电阻；

溅射铬/金形成所述力敏电阻的欧姆接触电极及所述测温电阻的互连线，等离子增强化学气相淀积沉积第一钝化层二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述释放孔电镀铜封闭步骤包括：

在所述绝缘体上硅晶圆的上表面和所述释放孔的侧壁沉积铬/铜种子层；

通过电镀的方法在所述释放孔中生长铜形成铜柱热沉；

剥离表面的厚光刻胶，其中所述厚光刻胶的厚度≥10微米；

在所述绝缘体上硅晶圆的下表面沉积第二钝化层二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微流道内壁无机镀铜步骤包括：

将所述绝缘体上硅晶圆浸入化学镀铜溶液中，则在所述微流道的内壁的上下表面形成上表面铜沉积层和下表面铜沉积层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述化学镀铜溶液包括激活液和反应溶液，所述绝缘体上硅晶圆先浸入所述激活液中激活，再浸入所述反应溶液中镀铜，其中所述激活液的成分包括去离子水、氢氟酸和氯化钯，所述反应溶液的成分包括硫酸铜和甲醛。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括震动补偿步骤，所述震动补偿步骤设置在所述埋氧层二氧化硅释放步骤之前，该步骤包括：

在所述微流道外侧，在所述绝缘体上硅晶圆的上表面构造第二力敏应变结构，以消除震动对流体压力测量产生的误差。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述微流道内壁无机镀铜步骤之后，去除所述第二钝化层二氧化硅。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的方法制造得到的用于三维集成晶圆系统散热的流量可测的微流道的应用，其特征在于，用于制备带有硅垂直通孔或重布线层的硅晶圆转接板，以用于多层集成电路芯片或晶圆的三维垂直堆叠集成。