[發明專利]一種空腔中芯片嵌入工藝

在審

• 申請號: 202010128870.2
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111243970A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 郁發新;馮光建;王永河;馬飛;程明芳
• 申請（專利權）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/52
• 分類號: H01L21/52;H01L21/768;H01L21/60
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博

1.一種空腔中芯片嵌入工藝，其特征在于，包括以下步驟：

A，在SOI硅片表面制作TSV，孔底停在SOI上面，然后繼續刻蝕SOI層，使TSV孔停在硅上；

B，填充TSV孔，減薄硅片另一面，在另一面制作凹槽，凹槽停在SOI層；

C，繼續刻蝕凹槽，使TSV底部金屬露出，在空腔內粘貼底部帶有焊料的芯片；

D，在芯片和空腔的間隙填充膠體固化，去除芯片表面膠體，得到最終嵌有芯片的空腔。

2.如權利要求1所述的空腔中芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟A具體包括：

選取SOI硅片，中間為SOI層；

通過光刻，刻蝕工藝在SOI硅片表面制作TSV孔，孔直徑范圍在1um到1000um，深度在10um到1000um；

刻蝕第一步停留在SOI層上；

轉換氣體繼續刻蝕，使TSV通過SOI界面，底部停在底部硅材質上。

3.如權利要求1所述的空腔中芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟B具體包括：

在硅片上方沉積氧化硅或者氮化硅等絕緣層，或者直接熱氧化，絕緣層厚度范圍在10nm到100um之間；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，種子層厚度范圍在1nm到100um；

電鍍銅，使銅金屬充滿TSV；銅CMP工藝使硅片表面銅去除，使硅片表面只剩下填銅；

如減薄轉接板另一面，用干法刻蝕工藝在減薄面進行干法刻蝕出空腔；空腔深度范圍在100nm到700um之間，形狀包括方形，圓形，橢圓形和三角形，側壁垂直或有斜坡，刻蝕停在SOI上面，使TSV頭部露出。

4.如權利要求1所述的空腔中芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟C具體包括：

繼續刻蝕凹槽，或者用濕法腐蝕工藝使TSV底部金屬露出；

然后用表面帶有焊料的芯片嵌入到空腔內，加熱使焊料跟金屬柱互聯；

芯片跟空腔形成空隙，空隙寬度范圍在10um到1000um之間。

5.如權利要求1所述的空腔中芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟D進一步包括：

通過底部填膠或者表面旋涂的工藝在芯片和空腔的縫隙填膠，固化；

通過干法刻蝕或者濕法腐蝕的工藝去除芯片表面殘膠，最終得到硅空腔中嵌入射頻芯片的結構。