[發明專利]一種凹槽芯片嵌入工藝

有效

• 申請號: 202010855312.6
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111952243B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 馮光建;黃雷;高群;郭西;顧毛毛
• 申請（專利權）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，包括以下步驟：

(a)、提供硅片，并在硅片上表面刻蝕多個TSV孔，形成TSV區，然后在硅片上表面形成第一鈍化層，在第一鈍化層上形成至少一層種子層；

(b)、在種子層上電鍍金屬，使金屬充滿TSV孔形成金屬柱，拋光去除硅片表面的金屬和種子層，在設置TSV孔的硅片上表面臨時鍵合載片，保護硅片的TSV區；

(c)、將硅片下表面做減薄處理，使得金屬柱在硅片下表面露出，并在硅片下表面形成第二鈍化層，拋光使得硅片下表面的金屬柱露出，在硅片下表面刻蝕凹槽，其中凹槽設置在TSV區，使金屬柱豎立在凹槽內；

(d)、去除金屬柱表面的第一鈍化層，然后在硅片下表面形成第三鈍化層，在第三鈍化層上涂布光刻膠，曝光顯影，使金屬柱頂部露出；

(e)、去除金屬柱表面第三鈍化層，并去除金屬柱，然后去除上一步第三鈍化層上涂布的光刻膠；

(f)、在凹槽底部填焊錫，嵌入芯片，回流完成芯片焊接，在凹槽和芯片之間的縫隙填充材料，然后在硅片下表面形成第四鈍化層和RDL,使芯片信號PAD引出，拆臨時鍵合得到芯片嵌入結構。

2.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（a）TSV孔的直徑范圍為1um～1000um，深度為10um～1000um；所述第一鈍化層、第二鈍化層、第三鈍化層的材質均為氧化硅或氮化硅，厚度為0.01um～100um；所述種子層厚度為0.001um～100um，所述種子層材質選自鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳的一種。

3.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（b）金屬充滿TSV孔形成金屬后還包括將硅片在200～500℃密化的步驟。

4.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（c）減薄厚度為0.1um～700um，所述凹槽寬度為1um～1000um，深度為10um～1000um。

5.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（c）凹槽設置在TSV區域，金屬柱露出凹槽底面距離為1um～50um。

6.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（d）還包括在第三鈍化層上形成至少一層金屬層的步驟，然后在金屬層上涂布光刻膠，所述金屬層的厚度為0.001um～100um，所述金屬層的材質選自鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種；所述光刻膠的厚度為1um～100um。

7.如權利要求6所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（e）去除金屬柱表面第三鈍化層前還包括去除金屬柱表面金屬層的步驟。

8.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（f）凹槽底部填焊錫的厚度為1um～50um；所述材料為光刻膠或環氧樹脂，在凹槽和芯片之間的縫隙填充材料，然后通過拋光或者光刻顯影的方式去除芯片和晶圓表面膠體，固化使縫隙內材料硬化。

9.如權利要求1所述的凹槽芯片嵌入工藝，其特征在于，所述步驟（f）第四鈍化層的材質是氧化硅或聚酰亞胺。