一種硅基轉接板及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及一種硅基轉接板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著微電子技術的不斷發展，用戶對系統的小型化、多功能、低功耗、高可靠性的要求越來越高，尤其是近年來便攜式手持終端市場需求的井噴，如手提電腦、智能手機和平板電腦等，要求更高速的信號傳輸和處理能力，對系統的集成度和性能也提出了更高的要求，為了滿足高互連密度，縮短互連路徑，系統集成師們開始越來越多地轉向2.5D/3D集成電路、系統級集成技術。
[0003]硅轉接板作為2.5D封裝的典型應用，利用硅通孔結構可以實現芯片間電信號的垂直互連，縮短了電信號的傳輸路徑；同時，作為芯片的載體，轉接板的雙面都可以集成不同種類、不同功能的芯片，實現芯片的堆疊，是2.5D系統集成技術的有效支撐，是目前重要的封裝技術，可以廣泛應用于微電子領域。
[0004]再布線技術(RDL)是硅基轉接板上的關鍵技術，再布線層的結構和分布對轉接板上信號傳輸結構的電學特性影響很大，典型的硅基轉接板結構如圖1示。從圖中可以看出，由于硅襯底的半導體特性，為了減少電場能量進入到硅襯底101，減小信號線與襯底的耦合，轉接板上有一個完整的絕緣層結構，該結構由熱氧化的方法制作Si02層。該結構的硅基轉接板雖然工藝流程簡單，但對信號傳輸特性改善效果一般，尤其對高頻信號，傳輸損耗仍然較大，因此，本領域亟需一種具有更優傳輸特性的硅基轉接板。
【發明內容】
[0005](一)要解決的技術問題
[0006]為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種硅基轉接板及其制備方法。
[0007](二)技術方案
[0008]本發明提供了一種硅基轉接板，包括:絕緣層103、第一聚合物層和第一再布線層202，其中，所述第一聚合物層形成于所述絕緣層103上，所述第一再布線層202形成于所述第一聚合物層上，所述絕緣層開設有缺口，所述缺口的位置與第一再布線層地線位置至少部分重疊，以形成一不完整結構的絕緣層103。
[0009]本發明還提供了一種制備上述任一娃基轉接板的方法，包括:步驟A:制作娃基轉接板的基板;步驟B:在所述基板的一表面上形成第一聚合物層201和第一再布線層202;步驟C:在所述第一聚合物層201和第一再布線層202上形成第二聚合物層203和焊盤204;步驟D:在所述基板的另一表面上形成第三聚合物層301、第二再布線層302、第四聚合物層303和銅柱凸點304，完成硅基轉接板的制備。
[0010](三)有益效果
[0011]從上述技術方案可以看出，本發明的硅基轉接板具有以下有益效果:
[0012](I)由于硅基轉接板的絕緣層并非一完整結構的絕緣層，其與第一再布線層地線位置相對處具有缺口，從而改善了轉接板的信號傳輸特性，減小了信號的傳輸損耗，對高頻信號的改善尤其明顯，提高了傳輸線的信號完整性，提升了硅基轉接板的整體性能；
[0013](2)本發明僅通過在絕緣層開設的缺口就提升了硅基轉接板的傳輸性能，結構和工藝流程簡單、易于實現。
【附圖說明】
[0014]圖1為典型的硅基轉接板結構的示意圖；
[0015]圖2為本發明第一實施例的硅基轉接板的示意圖；
[0016]圖3(a)為本發明第一實施例的硅基轉接板和現有技術硅基轉接板的插入損耗S21對比圖；圖3(b)為本發明第一實施例的硅基轉接板和現有技術硅基轉接板的輸入回波損耗SI I對比圖；
[0017]圖4至圖21為本發明第三實施例的制備硅基轉接板方法中執行相應步驟后器件縱剖面的示意圖。
[0018]【符號說明】
[0019]101-硅襯底；102-通孔；103-絕緣層；104-擴散阻擋層；105-缺口 ； 106-地線；107-信號線；108-種子層；109-深孔;110-填充物；
[0020]201-第一聚合物層；202-第一再布線層；203-第二聚合物層；204-焊盤；205-臨時鍵合膠;206-載板；
[0021 ] 301-第三聚合物層;302-第二再布線層;303-第四聚合物層;304-銅柱凸點。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0023]如圖2所示，本發明第一實施例的硅基轉接板，其包括:基板、第一聚合物層(polymer)、第一再布線層202(RDL)、第二聚合物層(polymer)、焊盤、第三聚合物層(polymer)、第二再布線層302(RDL)、第四聚合物層(polymer)和銅柱凸點304。
[0024]其中，基板包括硅襯底101，硅襯底101形成有垂直的通孔102(TSV，ThroughSilicon Via)，在硅襯底的上表面以及通孔的側壁形成有絕緣層103，在通孔側壁的絕緣層103上形成有擴散阻擋層和種子層，通孔102內充滿填充物。
[0025]優選地，該絕緣層103為S12;該填充物為金屬，例如但不限于銅;該擴散阻擋層的材料為鈦(T i )、鉭(Ta)或其氮化物或者至少其中二者的組合，種子層的材料為Cu。
[0026]第一聚合物層形成于硅襯底上表面的絕緣層103上，第一再布線層202形成于第一聚合物層上，第一再布線層202包括地線106和信號線107，其中的信號線107與通孔內的填充物接觸，第二聚合物層形成于第一聚合物層和第一再布線層202上，且第二聚合物層與第一再布線層地線106和信號線107對應位置開有第一過孔，焊盤形成于該第一過孔內且與第一再布線層的地線106和信號線107接觸。在圖2中，硅基轉接板采用GSG傳輸結構，但本發明不限于此，還可以采用GS、GSSG等傳輸結構。
[0027]其中，上述基板絕緣層與第一再布線層地線位置正對處具有缺口 105，以形成一不完整結構的絕緣層103。
[0028]優選地，該缺口的寬度等于與其位置正對的第一再布線層地線的寬度，或者，大于或小于與其位置正對的第一再布線層地線的寬度。
[0029]優選地，第一再布線層202可以為多層再布線層結構，以形成多層再布線層的硅基轉接板。
[0030]第三聚合物層形成于硅襯底的下表面，第二再布線層302形成于第三聚合物層上，第二再布線層302與通孔內的填充物接觸，第四聚合物層形成于第三聚合物層和第二再布線層302上，在第四聚合物層上開有第二過孔，銅柱凸點304形成于第四聚合物層上，并且銅柱凸點304與經通孔內填充物與第一再布線層信號線107連通的第二再布線層302接觸。
[0031]優選地，第二再布線層302可以為多層再布線層結構，以形成多層再布線層的硅基轉接板。
[0032]本發明第一實施例的硅基轉接板，由于基板的絕緣層103并非一完整結構的絕緣層103，其與第一再布線層地線位置正對處具有缺口 105，改善了轉接板的傳輸特性，減小了信號的傳輸損耗，對高頻信號尤其明顯，提高了傳輸線的信號完整性，提升了硅基轉接板的整體性能。
[0033]如圖3(a)和圖3(b)所示，對于第一再布線層的長度為2mm的GSG傳輸線，本發明第一實施例的娃基轉接板的插入損耗S21明顯高于現有技術娃基轉接板的插入損耗S21，輸入回波損耗Sll明顯低于現有技術硅基轉接板的輸入回波損耗S11，本發明第一實施例的硅基轉接板傳輸性能明顯提高。由此可見，現有技術中為了減少電場能量進入到硅襯底101，減小信號線和襯底的耦合，一般通過一個完整的絕緣層結構實現信號線和襯