[發(fā)明專利]一種類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810586370.6
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108996464B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 王瑋;董曉
• 申請（專利權）人: 北京協(xié)同創(chuàng)新研究院
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

1.一種類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)，其特征在于，采用微機電系統(tǒng)芯片和/或集成電路芯片作為器件單元，所述器件單元之間采用由聚合物填充的柔性隔離槽作為柔性連接，所述器件單元之間的電互聯(lián)由金屬布線層實現(xiàn)；所述類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)采用以下步驟制備而成：

在硅片正面制作芯片定位用的圖形；

將硅襯底上多個傳感單元組成的傳感陣列、單個電路芯片或硅襯底上多個電路單元組成的電路陣列正面粘貼到所述硅片正面對應位置；

對所述粘貼了芯片的硅片表面甩膠，并粘貼到另一片作為臨時載片的硅片正面；

剝離掉所述芯片正面的硅片，暴露出芯片正面；

對臨時載片上芯片正面進行光刻，通過深刻蝕方式形成隔離槽，獲得由傳感陣列分離成的陣列式微機電系統(tǒng)芯片以及由電路陣列分離成的陣列式集成電路芯片；

對臨時載片上芯片正面淀積一定厚度的聚合物以填充所述隔離槽形成柔性連接結構；

對臨時載片上芯片正面進行光刻，通過氧等離子體刻蝕所述淀積的聚合物，在芯片正面對應的引線之間形成互連窗口；

對臨時載片上芯片正面進行光刻和濺射種子層，由電鍍金屬制備相應的所述引線之間的金屬布線層，完成微機電系統(tǒng)芯片與集成電路芯片之間的電學互連；

對臨時載片上芯片正面淀積一定厚度的聚合物作為電隔離保護，進行光刻并通過氧等離子體刻蝕所述淀積的聚合物以獲得金屬布線層與外界的引線接口；

將臨時載片上芯片正面粘貼到另一硅襯片上，并剝離掉臨時載片；

對硅襯片上芯片背面進行光刻，刻蝕所述隔離槽下部以及隔離槽之間的殘余硅并淀積一定厚度的聚合物做保護，形成多器件混合集成柔性微系統(tǒng)。

2.如權利要求1所述的類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)，其特征在于，所述微機電系統(tǒng)芯片或集成電路芯片來自于同一批次或不同批次的流片過程；所述微機電系統(tǒng)芯片為硅襯底上多個傳感單元組成的傳感陣列經(jīng)刻蝕后形成的陣列化傳感芯片；所述集成電路芯片為單個電路芯片或硅襯底上多個電路單元組成的電路陣列經(jīng)刻蝕后形成的陣列化電路芯片。

3.如權利要求1所述的類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)，其特征在于，所述聚合物為包括聚對二甲苯在內的任意可化學氣相沉積的柔性材料。

4.如權利要求1所述的類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性隔離槽為以相同的間隔均勻分布于所述器件單元之間的由所述聚合物填充的高深寬比隔離槽；通過對硅襯底進行深刻蝕至釋放所有隔離槽之間的殘余硅，并淀積所述聚合物以實現(xiàn)器件單元之間的全聚合物柔性連接。

5.如權利要求1所述的類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性連接能夠實現(xiàn)剛性器件單元之間的柔性互連和表面平面化功能。

6.如權利要求1所述的類扇出多器件混合集成柔性微系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬布線層是單層或多層，當金屬布線層是多層時，每層之間淀積柔性材料作為電隔離。