[發明專利]一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成結構和集成方法

有效

• 申請號: 202210812604.0
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN114899185B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 李順斌;王偉豪;張汝云;劉勤讓;萬智泉;沈劍良
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: H01L25/18
• 分類號: H01L25/18;H01L25/16;H01L21/60;H01L21/027
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝;楊小凡

1.一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成結構，包括依次連接的異質異構芯粒（1）、晶圓基板（13）以及芯粒配置基板（9），其特征在于：一組異質異構芯粒（1）與硅轉接板（2）連接，形成的標準集成件（3），一組標準集成件（3）再與晶圓基板（13）上配合設置的重復的標準集成區域（4）相連，晶圓基板（13）尺寸≥8寸；

所述硅轉接板（2）上表面設有異構的轉接板微凸點（16），用于鍵合異質異構芯粒（1），下表面設有與晶圓基板標準集成區域（4）相配合的標準化的轉接板微焊盤（15），用于鍵合晶圓基板（13），轉接板微凸點（16）與轉接板微焊盤（15），在硅轉接板（2）內配合連接；

硅轉接板（2）根據芯片功能設計布線線路時，對單一信號傳輸采用直連，或將電源信號類合并；硅轉接板（ 2） 設有不同類型的硅轉接板；硅轉接板（ 2） 上根據不同的異質異構芯粒（ 1） ，又配置不同類型的異構預制件；將第一異質異構芯粒和第二異質異構芯粒與直連的第一硅轉接板鍵合，注塑后研磨減薄，形成第一標準集成件；將第三異質異構芯粒和第四異質異構芯粒與合并的第二硅轉接板鍵合，注塑后研磨減薄，形成第二標準集成件。

2.根據權利要求1所述的一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成結構，其特征在于：所述晶圓基板（13）上表面設有重復的標準化基板微凸點陣列，用于鍵合轉接板微焊盤（15），基板微凸點（14）經硅通孔（5）在晶圓基板（13）下表面引出，引出的硅通孔（5）通過植球（6），與芯粒配置基板（9）貼合。

3.根據權利要求1所述的一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成結構，其特征在于：所述的硅轉接板（2）中設有多層重布線層（7），用于連接異質異構芯粒（1）和/或晶圓基板（13）；和/或所述的晶圓基板（13）中設有多層重布線層（7），用于連接硅轉接板（2）和/或芯粒配置基板（9）。

4.一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟S1：制備晶圓基板（13），通過標準半導體工藝，在晶圓上設置硅通孔陣列，基于硅通孔陣列，在晶圓上表面構建基板微凸點陣列，重復圖形化過程，在晶圓上形成重復的標準集成區域（4），晶圓基板（13）尺寸≥8寸；

步驟S2：制備硅轉接板（2），通過硅轉接板制備工藝，制備上表面設有異構的轉接板微凸點（16），用于鍵合異質異構芯粒（1），下表面設有與晶圓基板標準集成區域（4）相配合的標準化的轉接板微焊盤（15），用于鍵合晶圓基板（13），轉接板微凸點（16）與轉接板微焊盤（15），在硅轉接板（2）內配合連接；根據芯片功能設計布線線路時，對單一信號傳輸采用直連，或將電源信號類合并；硅轉接板（ 2） 設有不同類型的硅轉接板；硅轉接板（ 2） 上根據不同的異質異構芯粒（ 1） ，又配置不同類型的異構預制件；

步驟S3：將一組異質異構芯粒（1）與硅轉接板（2）上表面鍵合，形成標準結構件；將第一異質異構芯粒和第二異質異構芯粒與直連的第一硅轉接板鍵合，注塑后研磨減薄，形成第一標準集成件；將第三異質異構芯粒和第四異質異構芯粒與合并的第二硅轉接板鍵合，注塑后研磨減薄，形成第二標準集成件；

步驟S4：將一組標準集成件（3）與晶圓基板（13）通過芯粒-晶圓鍵合方式集成，得到異質異構集成晶圓；

步驟S5：將異質異構集成晶圓與芯粒配置基板（9）貼合。

5.根據權利要求4所述的一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成方法，其特征在于：步驟S1中，通過通孔背面露頭工藝，利用化學機械拋光將晶圓基板下表面減薄后，使硅通孔（5）從晶圓基板下表面引出。

6.根據權利要求4所述的一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成方法，其特征在于：所述步驟S3中的異質異構芯粒（1），通過下表面設有的芯粒微焊盤（17），與轉接板微凸點（16）鍵合。

7.根據權利要求4所述的一種適用于晶圓級異質異構芯粒的集成方法，其特征在于：所述的硅轉接板（2）中設有多層重布線層（7），用于連接異質異構芯粒（1）和/或晶圓基板（13）；和/或所述的晶圓基板（13）中設有多層重布線層（7），用于連接硅轉接板（2）和/或芯粒配置基板（9）。