CN113078132B - 用于传导高频信号的转接板及其制备方法 - Google Patents

用于传导高频信号的转接板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于传导高频信号的转接板及其制备方法，通过将TSV柱的端部转化形成圆弧化TSV端部或切角化TSV端部，并将圆弧化TSV端部或切角化TSV端部作为RDL层与TSV柱的连接处，从而可在不增加金属线宽的前提下，解决TSV柱与RDL层在信号转接时的适配问题。

Description

用于传导高频信号的转接板及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种用于传导高频信号的转接板及其制备方法。
背景技术
毫米波射频技术在半导体行业发展迅速，其在高速数据通信、汽车雷达、机载导弹跟踪系统以及空间光谱检测和成像等领域都得到了广泛应用。新的应用对产品的电气性能、紧凑结构和系统可靠性提出了新的要求，对于无线发射和接收系统，目前还不能集成到同一颗芯片上（SOC），因此需要把不同的芯片包括射频单元、滤波器、功率放大器等集成到一个独立的系统中以实现发射和接收信号的功能。
射频信号在高频段进行传播时，在经过具有转折点的金属传输线时，往往会出现信号插损增大的问题，通常解决该问题一般要对金属连接处的转折部分进行仿真，通过适当增大金属线宽的方式来匹配电阻。
对于TSV柱与RDL层之间的互联部分，由于存在连接转折部分，一般设计时需要对拐点进行仿真，增大互联的线宽来匹配电阻，而实际上随着现在射频模组集成度越来越高，已经没有足够的面积来设置更宽的互联。
因此，提供一种用于传导高频信号的转接板及其制备方法，实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于传导高频信号的转接板及其制备方法，用于解决现有技术中信号转接的适配问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于传导高频信号的转接板，所述转接板包括：
基底；
TSV柱，所述TSV柱位于所述基底中，且所述TSV柱的端部为圆弧化TSV端部；
RDL层，所述RDL层位于所述基底中，所述RDL层与所述TSV柱相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处；
介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述基底；
互联金属柱，所述互联金属柱位于所述介电层中，所述互联金属柱与所述RDL层相接触。
可选地，所述介电层覆盖所述圆弧化TSV端部。
本发明还提供一种用于传导高频信号的转接板，所述转接板包括：
基底；
钝化层，所述钝化层覆盖所述基底；
TSV柱，所述TSV柱位于所述基底中，所述TSV柱的端部凸出于所述基底并贯穿所述钝化层，且所述TSV柱的端部为圆弧化TSV端部；
RDL层，所述RDL层位于所述钝化层上，所述RDL层与所述TSV柱相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处；
介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述钝化层；
互联金属柱，所述互联金属柱位于所述介电层中，所述互联金属柱与所述RDL层相接触。
可选地，所述TSV柱的端部为切角化TSV端部，且所述切角化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处。
本发明还提供一种用于传导高频信号的转接板的制备方法，包括以下步骤：
提供基底；
于所述基底中形成TSV柱，且所述TSV柱的端部为圆弧化TSV端部；
自所述基底的背面减薄所述基底，于所述基底中形成显露所述圆弧化TSV端部的凹槽，并于所述凹槽中形成与所述TSV柱相接触的RDL层，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处；
于所述基底上形成介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述基底；
于所述介电层中形成与所述RDL层相接触的互联金属柱。
可选地，形成的所述介电层覆盖所述圆弧化TSV端部。
本发明还提供一种用于传导高频信号的转接板的制备方法，包括以下步骤：
提供基底；
于所述基底中形成TSV柱；
自所述基底的正面去除部分所述基底，显露所述TSV柱的端部；
采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述TSV柱的端部，形成圆弧化TSV端部；
于所述基底上形成钝化层，所述钝化层覆盖所述基底，并显露所述圆弧化TSV端部；
于所述钝化层上形成RDL层，所述RDL层与所述TSV柱相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处；
形成介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述钝化层；
于所述介电层中形成与所述RDL层相接触的互联金属柱。
可选地，刻蚀所述TSV柱的端部采用干法刻蚀工艺，以形成切角化TSV端部。
可选地，形成所述圆弧化TSV端部的步骤包括：
提供基底；
于所述基底中形成TSV柱；
于所述基底的正面形成与所述TSV柱相接触的金属凸块；
采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述金属凸块，形成圆弧化TSV端部。
可选地，刻蚀所述金属凸块采用干法刻蚀工艺，以形成切角化TSV端部。
如上所述，本发明的用于传导高频信号的转接板及其制备方法，通过将TSV柱的端部转化形成圆弧化TSV端部或切角化TSV端部，并将圆弧化TSV端部或切角化TSV端部作为RDL层与TSV柱的连接处，从而可在不增加金属线宽的前提下，解决TSV柱与RDL层在信号转接时的适配问题。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中形成TSV柱后的结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中减薄基底后的结构示意图。
图3显示为本发明实施例一中形成凹槽后的结构示意图。
图4显示为本发明实施例一中形成RDL层后的结构示意图。
图5显示为本发明实施例一中形成互联金属柱后的结构示意图。
图6显示为本发明实施例二中形成凹槽后的结构示意图。
图7显示为本发明实施例二中形成RDL层后的结构示意图。
图8显示为本发明实施例二中形成互联金属柱后的结构示意图。
图9显示为本发明实施例三中形成TSV柱后的结构示意图。
图10显示为本发明实施例三中形成圆弧化TSV端部后的结构示意图。
图11显示为本发明实施例三中形成钝化层后的结构示意图。
图12显示为本发明实施例三中形成RDL层后的结构示意图。
图13显示为本发明实施例三中形成互联金属柱后的结构示意图。
图14显示为本发明实施例四中形成互联金属柱后的结构示意图。
元件标号说明
110、120、130、140-基底；111、121-凹槽；210、220、230、240-TSV柱；310、320、330、340-RDL层；410、420、430、440-介电层；510、520、530、540-互联金属柱；630、640-钝化层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征 “之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
参阅图1~图5，本实施例提供一种用于传导高频信号的转接板，所述转接板包括：
基底110；
TSV柱210，所述TSV柱210位于所述基底110中，且所述TSV柱210的端部为圆弧化TSV端部；
RDL层310，所述RDL层310位于所述基底110中，所述RDL层310与所述TSV柱210相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层310与所述TSV柱210的连接处；
介电层410，所述介电层410覆盖所述RDL层310及所述基底110；
互联金属柱510，所述互联金属柱510位于所述介电层410中，所述互联金属柱510与所述RDL层310相接触。
本实施例通过将所述TSV柱210的圆弧化TSV端部作为所述RDL层310与所述TSV柱210的连接处，从而可在不增加金属线宽的前提下，解决所述TSV柱210与所述RDL层310在信号转接时的适配问题。
本实施例还提供一种用于传导高频信号的转接板的制备方法，以下结合附图，对本实施中的所述转接板的具体结构及制备方法进行介绍。
首先，参阅图1，提供基底110。
具体的，所述基底110可包括硅基底，且所述基底110可采用晶圆级基底，也可以是其他材质，如玻璃、石英、碳化硅、氧化铝等无机材料，也可以是环氧树脂、聚氨酯等有机材料。有关所述基底110的材质、厚度及尺寸等，此处不作过分限制。
接着，于所述基底110中形成TSV柱210，且所述TSV柱210的端部为圆弧化TSV端部。
具体的，于所述基底110中形成所述TSV柱210的步骤可包括：
首先，通过光刻、刻蚀工艺在所述基底110中制作TSV孔。
接着，沉积如氧化硅或氮化硅等的绝缘层（未图示），或者直接进行热氧化，以形成氧化硅的绝缘层。
接着，通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在所述绝缘层上方制作种子层（未图示）。
接着，沉积金属，所述金属的材质可为铜，以形成铜材质的所述TSV柱210，但并非局限于此。其中，所述TSV柱210的底端为圆弧化TSV端部。
接着，参阅图2~图4，自所述基底110的背面减薄所述基底110，于所述基底110中形成显露所述圆弧化TSV端部的凹槽111，并于所述凹槽111中形成与所述TSV柱210相接触的RDL层310，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层310与所述TSV柱210的连接处。具体可包括：
首先，参阅图2，自所述基底110的背面减薄所述基底110直至显露所述TSV柱210的顶端，其中，可采用如CMP工艺进行减薄，但并非局限于此。
接着，参阅图3，于所述基底110中形成显露所述圆弧化TSV端部的凹槽111，本实施例中，所述凹槽111仅显露部分所述圆弧化TSV端部，即自所述TSV柱210的低端延伸的局部的所述圆弧化TSV端部，但并非局限于此，在另一实施例中，所述凹槽也可完全显露所述圆弧化TSV端部，此处暂不作介绍。
接着，参阅图4，于所述凹槽111中形成与所述TSV柱210相接触的RDL层310，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层310与所述TSV柱210的连接处。其中，在沉积金属形成所述RDL层310后，还可包括平坦化处理的步骤，以得到平整表面。所述RDL层310的材质可采用铜金属，但并非局限于此。
而后，参阅图5，于所述基底110上形成介电层410，所述介电层410覆盖所述RDL层310及所述基底110。
而后，于所述介电层410中形成显露所述介电层410的过孔（未图示），并在所述过孔中形成与所述RDL层310相接触的互联金属柱510，所述互联金属柱510的材质可包括铜金属，但并非局限于此。
实施例二
如图6~图8，本实施例提供一种用于传导高频信号的转接板及其制备方法，本实施例中的所述转接板与实施例一中的所述转接板的区别主要在于：在形成凹槽121时，所述凹槽121完全显露TSV柱220的圆弧化TSV端部。
具体的，所述转接板包括基底120、TSV柱220、RDL层320、介电层420及互联金属柱520，且本实施例中所述介电层420覆盖所述圆弧化TSV端部。
本实施例通过将所述TSV柱220的圆弧化TSV端部作为所述RDL层320与所述TSV柱220的连接处，从而可在不增加金属线宽的前提下，解决所述TSV柱220与所述RDL层320在信号转接时的适配问题。
有关所述转接板的结构及制备可参阅实施例一，此处不作赘述，以下仅针对与实施例一的区别之处作介绍，具体包括：
参阅图6，于所述基底120中形成显露所述圆弧化TSV端部的凹槽121，本实施例中，所述凹槽121完全显露所述圆弧化TSV端部。
接着，参阅图7，于所述凹槽121中形成与所述TSV柱220相接触的RDL层320，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层320与所述TSV柱220的连接处。
而后，参阅图8，于所述基底120上形成介电层420，所述介电层420覆盖所述RDL层320及所述基底120，且所述介电层420覆盖所述圆弧化TSV端部。
而后，于所述介电层420中形成显露所述介电层420的过孔（未图示），并在所述过孔中形成与所述RDL层320相接触的互联金属柱520。
实施例三
参阅图9~图13，本实施例提供一种用于传导高频信号的转接板，所述转接板包括：
基底130；
钝化层630，所述钝化层630覆盖所述基底130；
TSV柱230，所述TSV柱230位于所述基底130中，所述TSV柱230的端部凸出于所述基底130并贯穿所述钝化层630，且所述TSV柱230的端部为圆弧化TSV端部；
RDL层330，所述RDL层330位于所述钝化层630上，所述RDL层330与所述TSV柱230相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层330与所述TSV柱230的连接处；
介电层430，所述介电层430覆盖所述RDL层330及所述钝化层630；
互联金属柱530，所述互联金属柱530位于所述介电层430中，所述互联金属柱530与所述RDL层330相接触。
本实施例还提供一种用于传导高频信号的转接板的制备方法，以下结合附图，对本实施中的所述转接板的具体结构及制备方法进行介绍，其中，有关所述转接板的材质、结构及制备等均可参阅实施例一。
首先，参阅图9，提供基底130，于所述基底130中形成TSV柱230。其中，图9仅显示部分所述TSV柱230，有关所述TSV柱230的底部未在图中显示。
接着，自所述基底130的正面去除部分所述基底130，以显露所述TSV柱230的端部。
接着，参阅图10，采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述TSV柱230的端部，形成圆弧化TSV端部。
接着，参阅图11，于所述基底130上形成钝化层630，所述钝化层630覆盖所述基底130，并显露所述圆弧化TSV端部。其中，所述钝化层630的材质可为氧化硅、氮化硅等，此处不作过分限制。
接着，参阅图12，于所述钝化层630上形成RDL层330，所述RDL层330与所述TSV柱230相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层330与所述TSV柱330的连接处。
接着，参阅图13，形成介电层430，所述介电层430覆盖所述RDL层330及所述钝化层630。
接着，于所述介电层430中形成与所述RDL层330相接触的互联金属柱530。
作为示例，形成所述圆弧化TSV端部的步骤还可包括：
提供基底130；
于所述基底130中形成TSV柱230；
于所述基底130的正面形成与所述TSV柱230相接触的金属凸块，如图9中的凸出于所述基底130的部分；
采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述金属凸块，形成圆弧化TSV端部。
其中，所述金属凸块可为微凸点或者金属线，材质可与所述TSV柱230相同或不同，如铜材质，但并非局限于此。
实施例四
参阅图14，本实施例提供一种用于传导高频信号的转接板及其制备方法，本实施例中的所述转接板与实施例三中的所述转接板的区别主要在于：刻蚀TSV柱240的端部时，采用干法刻蚀工艺，以形成切角化TSV端部。
具体的，所述转接板包括基底140、钝化层640、TSV柱240、RDL层340、介电层440及互联金属柱540。其中，所述TSV柱240的端部为切角化TSV端部，且所述切角化TSV端部作为所述RDL层340与所述TSV柱240的连接处。
本实施例通过将所述TSV柱240的切角化TSV端部作为所述RDL层340与所述TSV柱240的连接处，从而可在不增加金属线宽的前提下，解决所述TSV柱240与所述RDL层340在信号转接时的适配问题。
有关所述转接板的结构及制备可参阅实施例三，区别仅在于：刻蚀所述TSV柱240的端部采用干法刻蚀工艺，以形成切角化TSV端部。形成所述TSV柱240的步骤及方法以及其其他相关结构均可参阅实施例三，此处不作赘述。
综上所述，本发明的用于传导高频信号的转接板及其制备方法，通过将TSV柱的端部转化形成圆弧化TSV端部或切角化TSV端部，并将圆弧化TSV端部或切角化TSV端部作为RDL层与TSV柱的连接处，从而可在不增加金属线宽的前提下，解决TSV柱与RDL层在信号转接时的适配问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种用于传导高频信号的转接板，其特征在于，所述转接板包括：
基底；
TSV柱，所述TSV柱位于所述基底中，且所述TSV柱的端部为圆弧化TSV端部；
RDL层，所述RDL层位于所述基底中，所述RDL层与所述TSV柱相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处，使得所述RDL层与所述TSV柱具有圆弧化的连接拐点；
介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述基底；
互联金属柱，所述互联金属柱位于所述介电层中，所述互联金属柱与所述RDL层相接触。
2.根据权利要求1所述的转接板，其特征在于：所述介电层覆盖所述圆弧化TSV端部。
3.一种用于传导高频信号的转接板，其特征在于，所述转接板包括：
基底；
钝化层，所述钝化层覆盖所述基底；
TSV柱，所述TSV柱位于所述基底中，所述TSV柱的端部凸出于所述基底并贯穿所述钝化层，且所述TSV柱的端部为圆弧化TSV端部，或所述TSV柱的端部为切角化TSV端部；
RDL层，所述RDL层位于所述钝化层上，所述RDL层与所述TSV柱相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处，使得所述RDL层与所述TSV柱具有圆弧化的连接拐点，或对应的所述切角化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处，使得所述RDL层与所述TSV柱具有切角化的连接拐点；
介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述钝化层；
互联金属柱，所述互联金属柱位于所述介电层中，所述互联金属柱与所述RDL层相接触。
4.一种用于传导高频信号的转接板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供基底；
于所述基底中形成TSV柱，且所述TSV柱的端部为圆弧化TSV端部；
自所述基底的背面减薄所述基底，于所述基底中形成显露所述圆弧化TSV端部的凹槽，并于所述凹槽中形成与所述TSV柱相接触的RDL层，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处，使得所述RDL层与所述TSV柱具有圆弧化的连接拐点；
于所述基底上形成介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述基底；
于所述介电层中形成与所述RDL层相接触的互联金属柱。
5.根据权利要求4所述的转接板的制备方法，其特征在于：形成的所述介电层覆盖所述圆弧化TSV端部。
6.一种用于传导高频信号的转接板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供基底；
于所述基底中形成TSV柱；
自所述基底的正面去除部分所述基底，显露所述TSV柱的端部；
采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述TSV柱的端部，形成圆弧化TSV端部，或采用干法刻蚀工艺刻蚀所述TSV柱的端部，以形成切角化TSV端部；
于所述基底上形成钝化层，所述钝化层覆盖所述基底，并显露所述圆弧化TSV端部或对应的显露所述切角化TSV端部；
于所述钝化层上形成RDL层，所述RDL层与所述TSV柱相接触，且所述圆弧化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处，使得所述RDL层与所述TSV柱具有圆弧化的连接拐点，或对应的所述切角化TSV端部作为所述RDL层与所述TSV柱的连接处，使得所述RDL层与所述TSV柱具有切角化的连接拐点；
形成介电层，所述介电层覆盖所述RDL层及所述钝化层；
于所述介电层中形成与所述RDL层相接触的互联金属柱。
7.根据权利要求6所述的转接板的制备方法，其特征在于：形成所述圆弧化TSV端部的步骤包括：
提供基底；
于所述基底中形成TSV柱；
于所述基底的正面形成与所述TSV柱相接触的金属凸块；
采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述金属凸块，形成圆弧化TSV端部，或刻蚀所述金属凸块采用干法刻蚀工艺，以形成切角化TSV端部。
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