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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103904022103904022A(43)申请公布日2014.07.02(21)申请号201210570600.2(22)申请日2012.12.25(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人祝清省刘志权郭敬东张磊曹丽华(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人许宗富周秀梅(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称一种基于化学镀镍合金的通孔填充方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种基于化学镀镍合金的通孔填充方法及其应用,属于微电子和微机电系统封装技术领域。该方法首先在基体上制备通孔,然后在通孔的侧壁表面上直接或间接地通过化学镀的方法制备化学镀镍合金层,再以化学镀镍合金层作为种子层进行电镀填充。本发明提出一种通过化学镀镍合金作为通孔的阻挡层和电镀的种子层的技术,此技术可以实现阻挡层和种子层的一体化,可以简化传统的工艺流程,大大节省成本;通过化学镀的方法,在高深径比的通孔内可以使镀膜分布更加均匀,有效避免离子溅射方法产生的“盲区”,这有利于获得完整的电镀填充效果。该方法用于微电子三维封装的硅通孔互连技术,或者用于玻璃或树脂基体的通孔连接技术。CN103904022ACN103942ACN103904022A权利要求书1/1页1.一种基于化学镀镍合金的通孔填充方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)在基体上制备通孔;所述基体材质为硅、玻璃或树脂;(2)当基体为玻璃或树脂时,在通孔的侧壁表面上制备化学镀镍合金层;当基体为硅时,先在通孔的侧壁表面上沉积二氧化硅绝缘层,然后在绝缘层表面制备化学镀镍合金层,或者在二氧化硅绝缘层表面制备钛、镍、钨或铬金属层,然后在金属层表面制备化学镀镍合金层;(3)以化学镀镍合金层作为种子层进行电镀填充。2.一种基于化学镀镍合金的通孔填充方法,其特征在于:步骤(2)中通过化学镀的方法制备化学镀镍合金层,所述化学镀的镀液组成和含量为:硫酸镍10-30g/L,次亚磷酸钠8-15g/L,柠檬酸钠5-20g/L,醋酸钠10-18g/L,十二烷基硫酸钠0.1-1g/L,其余为水;其中:镀液PH值为6.5。3.根据权利要求2所述的通孔填充方法,其特征在于:所述化学镀时间0.5-2小时,化学镀温度60-85℃。4.根据权利要求1-3任一所述的通孔填充方法,其特征在于:所述化学镀镍合金层厚度为100-1000nm。5.根据权利要求2所述的通孔填充方法,其特征在于:在化学镀之前,先对欲化学镀的表面进行活化处理。6.根据权利要求1所述的通孔填充方法,其特征在于:所述电镀填充,其填充金属为铜、铜合金、镍、镍合金、锡或锡合金。7.根据权利要求1所述的通孔填充方法,其特征在于:所述通孔为盲孔或贯穿孔。8.根据权利要求1-7任一所述的通孔填充方法的应用,其特征在于:该方法用于微电子三维封装的硅通孔互连技术,或者用于玻璃或树脂基体的通孔连接技术。2CN103904022A说明书1/5页一种基于化学镀镍合金的通孔填充方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及微电子和微机电系统封装技术领域,具体涉及一种基于化学镀镍合金的通孔填充方法及其应用。该方法适用于芯片/晶圆或其它功能器件在三维叠层封装过程中通过通孔实现互连的技术领域。背景技术[0002]随着微电子器件向微型化和多功能化发展趋势,要求电子封装密度不断加大。因此,三维封装技术成为电子封装发展的方向。在三维封装中,要求芯片在垂直方向叠层并实现电和机械的连接。TSV(throughsiliconvia)技术,即穿透硅通孔技术的缩写,一般简称硅通孔技术,是三维集成电路中堆叠芯片实现互连的一种新的技术解决方案。如图1所示,芯片a(2)、芯片b(3)、芯片c(4)和芯片d(5)上分别制备通孔(6),然后各个芯片上的通孔(6)填充后通过微焊球(7)电连接,实现基板(1)上多个芯片的层叠。与以往的IC封装键合和使用凸点的叠加技术不同,TSV能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大,外形尺寸最小,并且大大提高芯片速度和降低芯片功耗,成为目前电子封装技术中最引人注目的一种技术。因此,常把TSV称为继线键合(WireBonding)、载带自动连接(TAB)和倒装芯片(FC)之后的第四代封装技术。TSV技术的优势:1、缩小封装尺寸;2、高频特性出色,减小传输延时、降低噪声;3、降低芯片功耗,据称,TSV可将硅锗芯片的功耗降低大约40%;4、热膨胀可靠性高。[0003]TSV技术的核心在于通孔的制备和填充,包含以下技术:硅通孔刻蚀,绝缘层(介质