[發(fā)明專利]一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法

有效

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• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111370317B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 郁發(fā)新;馮光建;王永河;馬飛;程明芳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/56
• 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

1.一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

101)初步處理步驟：通過光刻和干法刻蝕工藝在上載板下表面刻蝕出空腔；

在下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；光刻定義出下載板上表面設置金屬凸點的位置，電鍍金屬形成金屬凸點，去除光刻膠和種子層；

102)鍵合步驟：上載板、下載版通過直接鍵合和/或膠鍵合的工藝鍵合，減薄上載板上表面，并通過干法刻蝕工藝使空腔底部露出；

103)成型步驟：在步驟102)的空腔表面沉積絕緣層，然后通過濕法腐蝕工藝去除部分絕緣層，使金屬凸點露出；在空腔中用旋涂工藝或者壓合工藝進行填充膠體，然后通過刻蝕或者研磨工藝去除空腔表面的多余膠體，使填充膠體平滑，只留下空腔中的膠體；膠體填滿空腔或填充一部分；

加熱空腔靠近下載版的面，將芯片通過FC工藝焊接在空腔內(nèi)，并與金屬凸點聯(lián)通。

2.一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

101)載板下表面處理步驟：帶有SOI層的載板，通過光刻、刻蝕工藝在SOI層的載板下表面制作TSV孔，刻蝕停在SOI層表面；更換氣體繼續(xù)刻蝕SOI層，使刻蝕停在SOI層下面的材質(zhì)上，且繼續(xù)刻蝕SOI層下面的刻蝕深度控制在在1um到100um之間；

載板下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工藝使載板下表面平整，無溢出的金屬；

102)載板上表面處理步驟：減薄載板上表面，通過直接減薄或者用臨時鍵合的方式先保護金屬柱再減薄；用干法刻蝕工藝在載板上表面進行干法刻蝕出空腔，空腔的刻蝕步驟停在SOI層表面，并且使金屬柱底部露出；

103)成型步驟：在步驟102)的空腔表面沉積絕緣層，然后通過濕法腐蝕工藝去除部分絕緣層，使金屬柱露出；在空腔中用旋涂工藝或者壓合工藝進行填充膠體，然后通過刻蝕或者研磨工藝去除空腔表面的多余膠體，使填充膠體平滑，只留下空腔中的膠體；膠體填滿空腔或填充一部分；

加熱空腔靠近下載版的面，將芯片通過FC工藝焊接在空腔內(nèi)，并與金屬柱聯(lián)通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法，其特征在于，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(jié)構(gòu)為一層或多層結(jié)構(gòu)，每層的金屬材質(zhì)采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或多種混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法，其特征在于，TSV孔直徑范圍在1um到1000um，深度在10um到1000um之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法，其特征在于，載板尺寸為4、6、8、12寸中的一種，轉(zhuǎn)接板厚度為200um到2000um，其采用的材質(zhì)為硅、玻璃、石英、碳化硅、氧化鋁、環(huán)氧樹脂或聚氨酯中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅空腔做載板的芯片嵌入方法，其特征在于，填充材料采用光刻膠、環(huán)氧樹脂、熱固膠、玻璃粉或無機材料。