[發明專利]超薄芯片及其平整化方法和應用

在審

• 申請號: 202210362697.1
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114823285A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 陳穎;王添博;汪照賢;王禾翎
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院;錢塘科技創新中心
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/48
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 李麗華

本發明涉及一種超薄芯片及其平整化方法和應用。該平整化方法包括以下步驟：提供芯片，所述芯片包括層疊設置的硅襯底以及功能層，所述芯片的邊緣朝所述功能層的方向翹曲；對所述芯片進行預壓縮，使所述芯片的邊緣朝所述硅襯底的方向翹曲；以及在所述硅襯底遠離所述功能層的表面形成厚度小于或等于5μm的薄膜，得到平整化的超薄芯片。該平整化方法能夠提高相同厚度薄膜所引入的永久拉應力，從而在增加較少厚度的基礎上，改善超薄芯片的翹曲程度，進而提高超薄芯片的封裝良率以及可靠性。

技術領域

本發明涉及芯片技術領域，特別是涉及超薄芯片及其平整化方法和應用。

背景技術

超薄芯片具有廣闊的應用前景，當超薄芯片的厚度低于50μm時，超薄芯片具備良好的柔性，可應用于柔性電子。然而，隨著超薄芯片的厚度降低，其彎曲剛度呈指數下降，此時，超薄芯片背面損傷層引入的殘余應力以及正面功能層引入的失配應變均會導致超薄芯片發生翹曲，進而導致封裝良率低，可靠性差等問題。

超薄芯片背面的損傷層可以通過化學機械拋光工藝去除，正面的功能層是超薄芯片的有源區，無法去除，因此，傳統的超薄芯片的平整化方法是在背面沉積薄膜，但是，薄膜的永久拉應力隨著薄膜的厚度增加而提高，因此，在增加較少厚度的基礎上，難以改善超薄芯片的翹曲程度。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種超薄芯片及其平整化方法和應用，該平整化方法能夠提高相同厚度薄膜所引入的永久拉應力，從而在增加較少厚度的基礎上，改善超薄芯片的翹曲程度，進而提高超薄芯片的封裝良率以及可靠性。

本發明提供了一種超薄芯片的平整化方法，包括以下步驟：

提供芯片，所述芯片包括層疊設置的硅襯底以及功能層，所述芯片的邊緣朝所述功能層的方向翹曲；

對所述芯片進行預壓縮，使所述芯片的邊緣朝所述硅襯底的方向翹曲；以及

在所述硅襯底遠離所述功能層的表面形成厚度小于或等于5μm的薄膜，得到平整化的超薄芯片。

在一實施方式中，所述芯片的邊緣朝所述功能層的方向翹曲時，翹曲度為α，α的取值范圍為10μm-1000μm。

在一實施方式中，所述芯片的邊緣朝所述硅襯底的方向翹曲時，翹曲度為β，β的取值范圍為10μm-1000μm。

在一實施方式中，α與β的差的絕對值為小于或等于100μm。

在一實施方式中，對所述芯片進行預壓縮的步驟包括：在所述功能層遠離所述硅襯底的表面形成保護膜，然后用夾具固定所述帶有保護膜的芯片，在所述硅襯底遠離所述保護膜的表面施加壓力進行預壓縮。

在一實施方式中，所述薄膜的材料選自金屬、SiN、SiO₂或高分子材料中的至少一種。

在一實施方式中，所述高分子材料選自晶片黏結薄膜、聚酰亞胺或聚對二甲苯中的至少一種。

在一實施方式中，所述芯片的厚度小于或等于50μm。

一種超薄芯片，由芯片經如上述的平整化方法平整后得到。

一種柔性電子，包括如上述的超薄芯片。

本發明提供的超薄芯片的平整化方法，通過對芯片進行預壓縮，在芯片中引入臨時壓縮應力，從而在硅襯底遠離功能層的表面形成薄膜的步驟中，相同厚度薄膜所引入的永久拉應力提高，芯片背面薄膜的拉應力增大，進而在增加較少厚度的基礎上，改善超薄芯片的翹曲程度，實現超薄芯片的平整化。

附圖說明

圖1為邊緣朝功能層方向翹曲的芯片的示意圖；

圖2為超薄芯片的平整化方法的流程示意圖；