[發明專利]一種三維封裝結構及制備方法

在審

• 申請號: 202111385938.6
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114121906A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張春艷;孫鵬
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司;上海先方半導體有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L25/18;H01L23/31;H01L23/367;H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張均瑩

1.一種三維封裝結構，其特征在于，包括：

塑封結構，所述塑封結構包括塑封層和位于所述塑封中的第一芯片；

第二芯片晶圓，與所述塑封結構鍵合在一起，所述第二芯片晶圓與所述第一芯片電連接。

2.根據權利要求1所述的三維封裝結構，其特征在于，所述塑封結構還包括：第一導電鍵合層，所述第一導電鍵合層位于部分所述塑封層的一側；

所述第二芯片晶圓包括：半導體襯底層和集成在所述半導體襯底層中的器件層；第二導電鍵合層，所述第二導電鍵合層位于部分所述器件層的表面，所述第二導電鍵合層與所述第一導電鍵合層相互鍵合。

3.根據權利要求2所述的三維封裝結構，其特征在于，所述第一導電鍵合層包括焊盤，所述第二導電鍵合層包括凸塊。

4.根據權利要求2所述的三維封裝結構，其特征在于，還包括：位于部分所述塑封結構和部分所述第二芯片晶圓之間的熱塑性膜層，所述熱塑性膜層位于所述第一導電鍵合層和所述第二導電鍵合層的側部。

5.根據權利要求4所述的三維封裝結構，其特征在于，所述熱塑性膜層的材料包括熱塑性樹脂。

6.根據權利要求2所述的三維封裝結構，其特征在于，所述第一導電鍵合層的材料包括：銅或銅鎳合金；所述第二導電鍵合層的材料包括：錫銦合金。

7.根據權利要求2所述的三維封裝結構，其特征在于，所述塑封結構還包括：第一重布線結構，所述第一芯片倒裝于所述第一重布線結構上，所述第一芯片與所述第一重布線結構電連接；

所述塑封層位于所述第一重布線結構的一側且包覆所述第一芯片；

第二重布線結構，位于所述塑封層背向所述第一重布線結構的一側表面；

導電柱，貫穿所述塑封層，位于所述第一芯片的側部，所述導電柱與所述第二重布線結構和所述第一重布線結構電連接；

所述第一導電鍵合層位于部分所述第二重布線結構背向所述第一重布線結構的一側表面，所述第一導電鍵合層與所述第二重布線結構電連接。

8.根據權利要求7所述的三維封裝結構，其特征在于，還包括：若干第一焊球，所述第一焊球位于所述第一重布線結構背向所述塑封層一側表面。

9.一種三維封裝結構的制備方法，其特征在于，包括：

形成塑封結構，所述塑封結構包括塑封層和位于所述塑封中的第一芯片；

形成第二芯片晶圓；

將所述第二芯片晶圓和所述塑封結構鍵合在一起，所述第二芯片晶圓與所述第一芯片電連接。

10.根據權利要求9所述的三維封裝結構的制備方法，其特征在于，形成所述塑封結構的步驟包括：在部分所述塑封層的一側形成第一導電鍵合層；

形成所述第二芯片晶圓的步驟包括：提供半導體襯底層；在所述半導體襯底層中集成形成器件層；在部分所述器件層的表面形成第二導電鍵合層；

將所述第二芯片晶圓和所述塑封結構鍵合在一起的步驟包括：通過所述第二導電鍵合層與所述第一導電鍵合層的鍵合，將所述第二芯片晶圓和所述塑封結構鍵合在一起。

11.根據權利要求10所述的三維封裝結構的制備方法，其特征在于，還包括：在所述第二芯片晶圓和所述塑封結構鍵合之前，形成覆蓋所述器件層和所述第二導電鍵合層的初始熱塑性膜；

將所述第二芯片晶圓和所述塑封結構鍵合在一起的步驟包括：在第二導電鍵合層與所述第一導電鍵合層的鍵合之前，將第二芯片晶圓和所述塑封結構相對設置，第一導電鍵合層朝向所述第二導電鍵合層；將第二芯片晶圓和所述塑封結構壓合以使得初始熱塑性膜形成位于所述第一導電鍵合層和第二導電鍵合層側部的熱塑性膜層。