本發明專利技術涉及一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構及方法，其包括襯底；襯底內設有貫通襯底的信號線通孔及地線通孔，地線通孔內設置地線連接導體，所述地線連接導體與地線通孔形成地線TSV，且地線連接導體與襯底連接接觸；信號線通孔內設置信號線連接導體，所述信號線連接導體與信號線通孔形成信號線TSV，且信號線連接導體通過設置在信號線通孔內壁的絕緣層與襯底絕緣隔離。本發明專利技術在襯底內設置第一溝槽及第二溝槽，通過第一溝槽形成信號線通孔，通過第二溝槽形成地線通孔，從而使得地線通孔內的地線連接導體與襯底直接接觸連接，信號線通孔內的信號線連接導體通過絕緣層與襯底絕緣隔離，實現信號線TSV和地線TSV的集成，加工集成成本低，安全可靠。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種封裝結構及方法，尤其是一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構及方法，屬于半導體工藝集成
技術介紹
隨著人們對電子產品的要求向小型化、多功能、環保型等方向的發展，人們努力尋求將電子系統越做越小，集成度越來越高，功能越做越多、越來越強，由此產生了許多新技術、新材料和新設計，其中疊層芯片封裝技術以及系統級封裝(System-1n-Package,SiP)技術就是這些技術的典型代表。三維封裝技術，是指在將封裝結構由二維布局拓展到三維布局，在相同封裝體積內實現更高密度、更高性能的系統集成。而娃穿孔(Through Silicon Via, TSV)是實現三維封裝中的關鍵技術之一。這歸因于TSV在現有的硅基工藝基礎上實現了三維堆疊結構，增大元器件密度，減小互連延時問題，實現高速互聯。硅穿孔工藝是一種新興的集成電路制作工藝，適合用作多方面性能提升，在高頻高速以及大功率應用中， 能極大的提高電路的頻率特性和功率特性。硅穿孔工藝將制作在硅片表面的電路通過硅通孔中填充的金屬連接至硅片背面，結合三維封裝工藝，使得IC(集成電路)芯片布局從傳統二維分布發展到更先進三維結構，使封裝結構更為緊湊，芯片引線距離更短，從而可以極大的提高電路的頻率特性和功率特性。但是，傳統的TSV工藝解決方案無法實現對TSV孔內絕緣層的選擇性處理，從而在同一片圓片(wafer)上無法完成信號線TSV和地線TSV的工藝集成，大大限制了 TSV技術應用的進步，尤其是在模擬射頻等對信號完整性和電源完整性要求較高的領域中的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構及方法，其實現信號線TSV和地線TSV的集成，加工集成成本低，安全可靠。按照本專利技術提供的技術方案，所述信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構，包括襯底；所述襯底內設有貫通襯底的信號線通孔及地線通孔，所述地線通孔內設置地線連接導體，所述地線連接導體與地線通孔形成地線TSV，且地線連接導體與襯底連接接觸；信號線通孔內設置信號線連接導體，所述信號線連接導體與信號線通孔形成信號線TSV，且信號線連接導體通過設置在信號線通孔內壁的絕緣層與襯底絕緣隔離。所述襯底包括硅襯底。所述絕緣層覆蓋信號線通孔的內壁，且覆蓋信號線通孔及地線通孔一端外側的襯底表面。一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的方法，所述集成的方法包括如下步驟: a、提供襯底，所述襯底具有兩個相對應的主面，所述主面包括第一主面及與所述第一主面對應的第二主面；在襯底的第一主面上設置掩膜層，選擇性地掩蔽和刻蝕掩膜層，以在襯底的第一主面上方得到貫通掩膜層的第一刻蝕窗口及第二刻蝕窗口；b、利用所述第一刻蝕窗口及第二刻蝕窗口對襯底進行刻蝕，以在襯底內得到第一溝槽及第二溝槽，其中，第二溝槽位于第二刻蝕窗口的正下方，第一溝槽位于第一刻蝕窗口的正下方，第二溝槽在襯底內的深度大于第一溝槽在襯底的深度； C、去除襯底第一主面上的掩膜層； d、在上述襯底的第一主面上設置絕緣層，所述絕緣層覆蓋襯底的第一主面，同時覆蓋第一溝槽及第二溝槽對應的側壁及底壁； e、在襯底的第一主面上設置保護膜，且保護膜封蓋第一溝槽的槽口及第二溝槽的槽Π ； f、利用保護膜對襯底的第二主面進行減薄，以使得第二溝槽減薄后貫通襯底，以在襯底內形成地線通孔，所述地線通孔的側壁覆蓋絕緣層； g、去除上述地線通孔的絕緣層； h、對上述襯底的第二主面進行再次減薄，以使得第一溝槽減薄后貫通襯底，以在襯底內形成信號線通孔， 所述信號線通孔的側壁覆蓋絕緣層； 1、去除上述襯底第一主面的保護膜； j、在上述襯底的第一主面上鍵合基板； k、在上述襯底的信號線通孔與地線通孔內設置金屬材料，以在地線通孔內得到地線連接導體，在信號線通孔內得到信號線連接導體； 1、將基板與襯底解鍵合，以去除襯底上的基板。所述步驟b中，第一溝槽與第二溝槽在襯底內的高度差為2 10 μ m。 所述掩膜層為光刻膠。所述第一刻蝕窗口的開口寬度小于第二刻蝕窗口的開口寬度。所述步驟j中，基板通過鍵合膠與襯底的第一主面鍵合固定。所述基板為玻璃基板。所述襯底包括硅襯底。本專利技術的優點:在襯底內設置第一溝槽及第二溝槽，通過第一溝槽形成信號線通孔，通過第二溝槽形成地線通孔，去除地線通孔內的絕緣層，從而使得地線通孔內的地線連接導體與襯底直接接觸連接，信號線通孔內的信號線連接導體通過絕緣層與襯底絕緣隔離，實現信號線TSV和地線TSV的集成，加工集成成本低，安全可靠。附圖說明圖廣圖12為本專利技術具體實施工藝步驟剖視圖，其中 圖1為本專利技術在襯底第一主面上方得到第一刻蝕窗口及第二刻蝕窗口后的剖視圖。圖2為本專利技術在襯底內得到第一溝槽與第二溝槽后的剖視圖。圖3為本專利技術去除襯底第一主面上掩膜層后的剖視圖。圖4為本專利技術在襯底的第一主面上設置絕緣層后的剖視圖。圖5為本專利技術在襯底的第一主面上設置保護膜后的剖視圖。圖6為本專利技術在襯底內得到地線通孔后的剖視圖。圖7為本專利技術去除地線通孔內的絕緣層后的剖視圖。圖8為本專利技術在襯底內得到信號線通孔后的剖視圖。圖9為本專利技術去除保護膜后的剖視圖。圖10為本專利技術在襯底的第一主面鍵合基板后的剖視圖。圖11為本專利技術在襯底內得到信號線連接導體與地線連接導體后的剖視圖。 圖12為本專利技術去除基板后的剖視圖。附圖標記說明:1-襯底、2-掩膜層、3-第一刻蝕窗口、4-第二刻蝕窗口、5-第一溝槽、6-第二溝槽、7-絕緣層、8-保護膜、9-地線通孔、10-信號線通孔、11-鍵合膠、12-基板、13-地線連接導體及14-信號線連接導體。具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖12所示:在三維封裝的應用中，信號線TSV需要與襯底I用絕緣層隔離，從而實現信號傳輸的功能；而地線TSV需保證TSV內導體與襯底I的直接接觸，從而實現良好的接地效果；為了實現上述目的，本專利技術包括襯底I ;所述襯底I內設有貫通襯底I的信號線通孔10及地線通孔9，所述地線通孔9內設置地線連接導體13，所述地線連接導體13與地線通孔9形成地線TSV，且地線連接導體13與襯底I連接接觸；信號線通孔10內設置信號線連接導體14，所述信 號線連接導體14與信號線通孔10形成信號線TSV，且信號線連接導體14通過設置在信號線通孔10內壁的絕緣層7與襯底I絕緣隔離。具體地，本專利技術實施例中，襯底I可以采用硅襯底，地線通孔9位于信號線通孔10的外圈，絕緣層7除覆蓋信號線通孔10內壁外，還覆蓋襯底I 一側的表面，即絕緣層7還分布在信號線通孔10與地線通孔9的外側。上述結構中，由于地線TSV中，地線連接導體13與襯底I直接接觸，能夠保證良好的接地效果，而信號線TSV中，信號線連接導體14與襯底I通過絕緣層7絕緣隔離，能夠實現信號傳輸的功能。如圖f圖12所示:上述結構的集成結構，可以通過下述具體工藝步驟制備得到，所述工藝步驟具體包括: a、提供襯底1，所述襯底I具有兩個相對應的主面，所述主面包括第一主面及與所述第一主面對應的第二主面；在襯底I的第一主面上設置掩膜層2，選擇性地掩蔽和刻蝕掩膜層2，以在襯底I的第一主面上方得到貫通掩膜層2的第一刻蝕窗口 3及第二刻蝕窗口 4 ； 如本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構，包括襯底（1）；其特征是：所述襯底（1）內設有貫通襯底（1）的信號線通孔（10）及地線通孔（9），所述地線通孔（9）內設置地線連接導體（13），所述地線連接導體（13）與地線通孔（9）形成地線TSV，且地線連接導體（13）與襯底（1）連接接觸；信號線通孔（10）內設置信號線連接導體（14），所述信號線連接導體（14）與信號線通孔（10）形成信號線TSV，且信號線連接導體（14）通過設置在信號線通孔（10）內壁的絕緣層（7）與襯底（1）絕緣隔離。
【技術特征摘要】
1.一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構，包括襯底(I);其特征是:所述襯底(I)內設有貫通襯底(I)的信號線通孔(10)及地線通孔(9)，所述地線通孔(9)內設置地線連接導體(13)，所述地線連接導體(13)與地線通孔(9)形成地線TSV，且地線連接導體(13)與襯底(I)連接接觸；信號線通孔(10)內設置信號線連接導體(14)，所述信號線連接導體(14)與信號線通孔(10)形成信號線TSV，且信號線連接導體(14)通過設置在信號線通孔(10)內壁的絕緣層(7)與襯底(I)絕緣隔離。2.根據權利要求1所述的信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構，其特征是:所述襯底(I)包括硅襯底。3.根據權利要求1所述的信號線TSV和地線TSV工藝集成的結構，其特征是:所述絕緣層(7 )覆蓋信號線通孔(10 )的內壁，且覆蓋信號線通孔(10 )及地線通孔(9 ) 一端外側的襯底(I)表面。4.一種信號線TSV和地線TSV工藝集成的方法，其特征是:所述集成的方法包括如下步驟: (a)、提供襯底(I)，所述襯底(I)具有兩個相對應的主面，所述主面包括第一主面及與所述第一主面對應的第二主面；在襯底(I)的第一主面上設置掩膜層(2)，選擇性地掩蔽和刻蝕掩膜層(2)，以在襯底(I)的第一主面上方得到貫通掩膜層(2)的第一刻蝕窗口(3)及第二刻蝕窗口(4)； (b)、利用所述第一刻蝕窗口(3)及第二刻蝕窗口(4)對襯底(I)進行刻蝕，以在襯底Cl)內得到第一溝槽(5)及第二溝槽(6)，其中，第二溝槽(6)位于第二刻蝕窗口(4)的正下方，第一溝槽(5)位于第一刻蝕窗口(3)的正下方，第二溝槽(6)在襯底(I)內的深度大于第一溝槽(5)在襯底(I)的深度； (c )、去除襯底(I)第一主面上的掩膜層(2 ); (d)、在上述襯底(I)的第一主面上設置絕緣層(7)，所述絕緣層(7 )覆蓋襯底(I)的第一主面，同時覆蓋第一溝槽(5)及第二溝槽(6)對應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：薛愷，于大全，
申請(專利權)人：江蘇物聯網研究發展中心，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。