[發明專利]一種三維堆疊射頻光模塊制作方法

在審

• 申請號: 201910905485.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110739231A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 郁發新;馮光建;王志宇;張兵;周琪
• 申請（專利權）人: 杭州臻鐳微波技術有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/768;H01L25/16;G02B6/42
• 代理公司: 33283 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 董世博

1.一種三維堆疊射頻光模塊制作方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

101)射頻轉接板制作步驟：通過光刻，刻蝕工藝在射頻轉接板上表面制作TSV孔；在射頻轉接板上表面沉積氧化硅或者氮化硅，或者直接熱氧化形成絕緣層，通過物理濺射，磁控濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層上方制作種子層；電鍍金屬使金屬充滿TSV孔，并在200到500度溫度下密化金屬，通過CMP工藝使射頻轉接板表面金屬去除，只剩下填充的金屬；

通過光刻、干法或者濕法刻蝕工藝在射頻轉接板上表面中間區域制作放置射頻芯片的空腔，通過焊接工藝或者膠粘工藝把射頻芯片焊接在空腔內；在射頻轉接板上表面制作RDL；

對射頻轉接板下表面進行減薄，減薄厚度在10um到700um之間，使TSV孔的一端露出，通過沉積氧化硅或者氮化硅在射頻轉接板下表面生成絕緣層，并由CMP工藝使TSV孔的一端在絕緣層表面露出；通過光刻，電鍍工藝在射頻轉接板下表面制作RDL；

102)散熱轉接板制作步驟：通過光刻，刻蝕工藝在散熱器轉接板上表面制作TSV孔；在散熱器轉接板上表面沉積氧化硅或者氮化硅，或者直接熱氧化形成絕緣層，通過物理濺射，磁控濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層上方制作種子層；電鍍金屬使金屬充滿TSV孔，并在200到500度溫度下密化金屬，通過CMP工藝使射頻轉接板表面金屬去除，只剩下填充的金屬；通過光刻，電鍍工藝在散熱器轉接板上表面制作鍵合金屬形成焊盤；

通過光刻、干法或者濕法刻蝕工藝在散熱器轉接板上表面中間區域制作微流道凹槽；通過研磨和刻蝕工藝對散熱器轉接板下表面進行減薄，減薄厚度控制在10um到700um之間，使TSV孔一端露出，通過沉積氧化硅或者氮化硅在散熱器轉接板下表面生成絕緣層，并由CMP工藝使TSV孔的一端在絕緣層表面露出；通過光刻，電鍍工藝在射頻轉接板下表面制作RDL；通過光刻、干法或者濕法刻蝕工藝在射頻轉接板下表面制作微流道通孔，微流道通孔與微流道凹槽聯通；

103)多層鍵合步驟：通過晶圓級鍵合工藝把射頻轉接板和散熱轉接板鍵合得到射頻芯片模組，鍵合溫度控制在100到350度之間；

104)封蓋轉接板制作步驟：封蓋轉接板包括上板和下板，在上板上表面制作TSV孔和RDL；通過光刻和刻蝕工藝在上板下表面制作封蓋芯片凹槽；對上板下表面進行減薄，減薄厚度在10um到700um之間，使TSV孔的一端露出，通過沉積氧化硅或者氮化硅在上板下表面生成絕緣層，并由CMP工藝使TSV孔的一端在絕緣層表面露出；通過光刻，電鍍工藝在上板下表面制作RDL；

在下板上表面制作TSV孔和RDL；對下板下表面進行減薄，減薄厚度在10um到700um之間，使TSV孔的一端露出，通過沉積氧化硅或者氮化硅在下板下表面生成絕緣層，并由CMP工藝使TSV孔的一端在絕緣層表面露出；通過光刻，電鍍工藝在下板下表面制作RDL；

將功能芯片通過FC工藝焊接在下板上表面與上板的封蓋芯片凹槽相對應的位置處，上板與下板焊接，功能芯片封蓋在封蓋芯片凹槽內；

105)芯片聯通步驟：將光電轉換芯片和射頻天線通過焊接工藝固定在封蓋轉接板表面，通過打線工藝使其與功能芯片互聯，形成光傳輸芯片模組；

106)模組鍵合步驟：分別切割光傳輸芯片模組和射頻芯片模組，得到單個的光傳輸模塊和射頻模塊，把光傳輸模塊和射頻模塊通過焊接工藝進行互聯，并將其焊接在PCB板，通過布置光纖模塊，得到具有光信號處理能力的射頻光模塊結構。

2.根據權利要求1所述的一種三維堆疊射頻光模塊制作方法，其特征在于：RDL制作過程包括RDL走線和焊盤，通過沉積氧化硅或者氮化硅制作絕緣層，并通過光刻、干法刻蝕使芯片PAD露出；通過光刻，電鍍工藝進行RDL走線布置，其中RDL走線采用銅、鋁、鎳、銀、金、錫中的一種或多種混合，其結構采用一層或多層結構，厚度范圍為10nm到1000um；通過光刻，電鍍工藝制作鍵合金屬形成焊盤，焊盤開窗直徑在10um到10000um之間。

3.根據權利要求2所述的一種三維堆疊射頻光模塊制作方法，其特征在于：在RDL表面再覆蓋絕緣層，并通過開窗工藝露出焊盤。