封装的形成方法技术

一种封装的形成方法包括：提供上面形成有多个第一半导体装置的第一衬底；提供上面形成有多个第二半导体装置的第二衬底；以及通过使所述第一衬底及所述第二衬底各自的虚拟垫接触来将所述第一衬底与所述第二衬底耦合，其中所述第一衬底的所述虚拟垫及所述第二衬底的所述虚拟垫中的至少一者包括多个峰与谷。

【技术实现步骤摘要】
封装的形成方法
本专利技术实施例涉及一种封装的形成方法。
技术介绍
微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem，MEMS)装置(例如加速计、压力传感器及陀螺仪)在现代的许多电子装置中已得到广泛使用。举例来说，微机电系统加速计常见于汽车中(例如，安全气囊展开系统中)、平板计算机中、或智能电话中。对于许多应用，微机电系统装置被电连接到专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，ASIC)，以形成完整的微机电系统。
技术实现思路
本专利技术实施例的一种封装的形成方法包括：提供上面形成有多个第一半导体装置的第一衬底；提供上面形成有多个第二半导体装置的第二衬底；以及通过使所述第一衬底及所述第二衬底各自的虚拟垫接触来将所述第一衬底与所述第二衬底耦合，其中所述第一衬底的所述虚拟垫及所述第二衬底的所述虚拟垫中的至少一者包括多个峰与谷。附图说明结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本专利技术的各方面。应注意，各种特征未必按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1A说明根据一些实施例，待形成微机电系统(MEMS)封装的俯视图。图1B说明根据一些实施例，图1A所示待形成微机电系统封装的剖视图。图1C说明根据一些实施例，图1A所示微机电系统封装的两个粗糙化顶表面的部分的放大视图。图1D说明根据一些实施例，当图1C所示两个粗糙化顶表面接触时所形成的界面的一部分的放大视图。图2说明根据一些实施例，形成图1A所示微机电系统封装的方法的流程图。图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H及图3I是根据一些实施例，通过图2所示方法制作的示例性微机电系统封装的剖视图。图4说明根据一些实施例，图1A所示微机电系统封装的虚拟微机电系统垫的及虚拟互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)垫的多个替代构形。具体实施方式本专利技术提供用于实作本专利技术的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及构造的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。例如，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有额外特征、从而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本专利技术可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...下方(beneath)”、“在...下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所说明的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或其他取向)，且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。传统上，混合式集成技术(hybridintegrationtechnique)使用多个板外(off-board)导线来将微机电系统(MEMS)装置耦合到互补金属氧化物半导体(CMOS)电路。本文中所使用的“板外”导线是指原先在制作微机电系统装置或互补金属氧化物半导体电路时未形成的导线。多年来，已积极地探索出一种使用板上结合垫的单片式集成技术(monolithicintegrationtechnique)，以解决传统混合式集成技术的各种问题，例如高组装与封装成本。一般来说，单片式耦合通常使用在衬底/晶片的顶表面上形成的结合垫，所述顶表面上分别形成有微机电系统装置及互补金属氧化物半导体电路。在微机电系统装置被结合到互补金属氧化物半导体电路(即，各自的晶片彼此耦合)之后，各自的结合垫可被密封。更具体来说，这些被密封的结合垫也充当环绕微机电系统装置的及/或互补金属氧化物半导体电路的有源装置的保护环，以将有源装置与周围环境气密性地隔离并保护有源装置免受不良污染(例如，微粒、空气、电磁场等)。一般来说，结合工艺是在腔室中在高温下执行，以将相应的结合垫退火，从而形成环绕并保护有源装置的“密封式”保护环。举例来说，通常使用共熔结合技术来执行结合工艺，以下将更详细地对此进行论述。然而，由于各种工艺变动(例如，上面分别形成有微机电系统装置及互补金属氧化物半导体电路的晶片的不同热膨胀性)，微机电系统装置或互补金属氧化物半导体电路可出现一种或多种问题，例如，晶片的横向移位。晶片的此种横向移位可不利地影响微机电系统装置的及/或互补金属氧化物半导体电路的本应受到密封式保护环保护的有源装置的良率及/或性能。本专利技术实施例提供一种微机电系统封装及一种形成此种微机电系统封装的相关联方法，所述微机电系统封装包括上面形成有微机电系统装置的第一晶片及上面形成有互补金属氧化物半导体电路的第二晶片，其中所述第一晶片及所述第二晶片中的每一者至少包括各自的结合垫及各自的虚拟垫，所述虚拟垫具有粗糙化顶表面。在一些实施例中，每一粗糙化顶表面包括由峰与谷形成的群组，其中所述由峰与谷形成的群组彼此耦合且包括不规则的高度分布。在一些实施例中，所述虚拟垫被形成为环绕各自晶片的边缘的环状结构。在一些实施例中，所述虚拟垫可被形成为连续或不连续环状结构，以下将参照图4详细地对此进行论述。通过利用此种环绕各自晶片的具有粗糙化顶表面的环状结构，可实质上增加第一晶片与第二晶片之间的横向摩擦力。因此，当在高温下将第一晶片的结合垫与第二晶片的结合垫耦合以形成所公开的微机电系统封装时，各虚拟垫之间的横向摩擦力的增加可有利地消除关于横向移位的问题或可实质上减轻所述问题。在一些实施例中，可在各结合垫被密封之前在虚拟垫上选择性地形成粗糙化顶表面。因此，微机电系统装置的及互补金属氧化物半导体电路的有源装置可保持完整无损。除有利地限制横向移位外，所公开的方法也能简单地并入到现有半导体制造工艺中，且与其他微机电系统材料(例如，块状硅)兼容。图1A及图1B分别说明根据各种实施例，在用以形成微机电系统封装的结合工艺的特定阶段处第一晶片102及第二晶片104的俯视图及剖视图。如图所示，第一晶片102上形成有至少一个微机电系统装置142，且第二晶片104上形成有至少一个互补金属氧化物半导体电路144。如以上所提及，在第一晶片102与第二晶片104被耦合之后，便形成至少一个微机电系统封装。首先参照图1A所说明的实施例，在此种特定阶段期间，将第二晶片104牢固地放置在结合卡盘120上，以便可将第一晶片102调整(移动)成与第二晶片104对准。在一些实施例中，可通过使用耦合到结合卡盘120的真空装置(图中未示出)将第二晶片104固定到结合卡盘120，所述真空装置在第二晶片104的背侧(图1B中的背侧104B)上提供抽吸力。此外，在一些实施例中，在执行将第一晶片102与第二晶片104对准之前，可在第二晶片104的顶表面(图1B中的顶表面104T)的边缘周围设置一个或多个金属板124。在非限制性实例中，此种金属板124用于防止在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装的形成方法，其特征在于，包括：提供上面形成有多个第一半导体装置的第一衬底；提供上面形成有多个第二半导体装置的第二衬底；以及通过使所述第一衬底及所述第二衬底各自的虚拟垫接触来将所述第一衬底与所述第二衬底耦合，其中所述第一衬底的所述虚拟垫及所述第二衬底的所述虚拟垫中的至少一者包括多个峰与谷。

【技术特征摘要】
2016.12.13 US 62/433,645;2017.12.06 US 15/833,0721.一种封装的形成方法，其特征在于，包括：提供上面形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈禹睿，王乙翕，李仁铎，刘人豪，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71