[發明專利]一種芯片嵌入轉接板凹槽制作方法

有效

• 申請號: 202010132305.3
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111341665B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 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: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/768
• 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

本發明公開了一種芯片嵌入轉接板凹槽制作方法，具體包括如下步驟：101)金屬柱成型步驟、102)空腔制作步驟、103)初次腐蝕處理步驟、104)二次腐蝕成型步驟；本發明提供制作方便、工藝簡化、成本低的一種芯片嵌入轉接板凹槽制作方法。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體的說，它涉及一種芯片嵌入轉接板凹槽制作方法。

背景技術

毫米波射頻技術在半導體行業發展迅速，其在高速數據通信、汽車雷達、機載導彈跟蹤系統以及空間光譜檢測和成像等領域都得到廣泛應用，預計2018年市場達到11億美元，成為新興產業。新的應用對產品的電氣性能、緊湊結構和系統可靠性提出了新的要求，對于無線發射和接收系統，目前還不能集成到同一顆芯片上(SOC)，因此需要把不同的芯片包括射頻單元、濾波器、功率放大器等集成到一個獨立的系統中實現發射和接收信號的功能。

傳統封裝工藝把各種功能芯片和無源器件安裝在基板上，占用面積大，可靠性差，不能滿足封裝系統越來越小型化的趨勢，而基于標準硅工藝的三維異構封裝技術(系統級封裝SIP)運用TSV技術和空腔結構將不同襯底不同功能的芯片集成在一起，能在較小的區域內實現芯片的堆疊和互聯，大大減小了功能件的面積并增加了其可靠性，越來越成為該產業未來發展的方向。

基于空腔結構的三維異構技術，往往需要在空腔內埋置射頻芯片，方便芯片的PAD跟轉接板表面互聯。但是射頻芯片需要對其底部進行散熱和接地互聯，這樣就要求芯片底部需要有TSV銅柱做接觸。對于要把射頻芯片埋入到硅空腔的結構，可以通過金屬腐蝕的工藝把空腔內的銅柱進行去除，但是因為一方面空腔內要同時保留氧化硅絕緣層，另一方面要刻蝕銅金屬柱表面的氧化硅，實際工藝中往往會在刻蝕金屬柱表面絕緣層時，把空腔的絕緣層也破壞掉。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供制作方便、工藝簡化、成本低的一種芯片嵌入轉接板凹槽制作方法。

本發明的技術方案如下：

一種芯片嵌入轉接板凹槽制作方法，具體包括如下步驟：

101)金屬柱成型步驟：通過光刻、刻蝕工藝在載板上表面制作TSV孔，在載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，形成金屬柱，并在200到500度溫度下密化金屬柱，使金屬柱更致密；通過CMP工藝使載板上表面金屬去除，使載板上表面只剩下填充的金屬；

102)空腔制作步驟：對載板的背面進行減薄，減薄后的厚度在100nm到700um之間；其中減薄采用直接在載板背部進行減薄處理，或者用臨時鍵合的工藝保護住載板設置TSV孔的一面，再用載片做支撐減薄載板背面；用干法刻蝕工藝在載板上表面設置TSV孔區域的表面進行干法刻蝕或濕法腐蝕出空腔；空腔的整體形狀為方形、圓形、橢圓形或三角形，空腔的側壁為垂直或傾斜設置；然后用濕法腐蝕工藝去除金屬柱表面的絕緣層；

103)初次腐蝕處理步驟：在載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；通過濕法腐蝕的工藝刻蝕載板上表面，使金屬柱底部的絕緣層全部刻蝕去除，再繼續通過濕法腐蝕的工藝對露出的銅柱進行腐蝕，并在在金屬柱的側面刻蝕出凹槽；

104)二次腐蝕成型步驟：用濕法腐蝕工藝去除載板上表面的絕緣層，再沉積制作新的絕緣層，然后用濕法刻蝕的工藝對空腔內的金屬柱進行二次腐蝕，刻蝕完成后，空腔內部所有金屬柱都被去除掉只留下空腔底部露出一端做互聯用的填充金屬。

進一步的，TSV孔直徑范圍在1um到1000um之間，深度在10um到1000um之間；絕緣層厚度范圍在10nm到100um之間；種子層厚度范圍在1nm到100um之間，其本身結構為一層或多層結構，每層的金屬材質采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或多種混合。