一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺，包括如下步骤：101）盖板处理步骤、102）底座处理步骤、103）封装步骤；本发明专利技术提供具有良好电磁屏蔽的效果的一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺。

A Fabrication Process of Radio Frequency Module with Electromagnetic Shielding Function

【技术实现步骤摘要】
一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺
本专利技术涉及半导体
，更具体的说，它涉及一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺。
技术介绍
毫米波射频技术在半导体行业发展迅速，其在高速数据通信、汽车雷达、机载导弹跟踪系统以及空间光谱检测和成像等领域都得到广泛应用，预计2018年市场达到11亿美元，成为新兴产业。新的应用对产品的电气性能、紧凑结构和系统可靠性提出了新的要求，对于无线发射和接收系统，目前还不能集成到同一颗芯片上（SOC），因此需要把不同的芯片包括射频单元、滤波器、功率放大器等集成到一个独立的系统中实现发射和接收信号的功能。传统封装工艺把各种功能芯片和无源器件安装在基板上，占用面积大，可靠性差，不能满足封装系统越来越小型化的趋势，而基于标准硅工艺的三维异构封装技术（系统级封装SIP）运用TSV技术和空腔结构将不同衬底不同功能的芯片集成在一起，能在较小的区域内实现芯片的堆叠和互联，大大减小了功能件的面积并增加了其可靠性，越来越成为该产业未来发展的方向。然而对于通信行业来讲，高频的射频芯片逐渐替代了原来的低频产品，这样射频芯片与射频芯片之间，射频芯片与其他功能芯片之间以及射频系统级模块跟其他射频系统级模块之间的电磁波干扰问题就越来越被重视起来。为了应对这个问题，电磁屏蔽层的增加是目前的主流手段，也是防止电磁波污染所必须的防护手段，一般IC芯片塑胶体是不导电的，对电磁场几乎没有屏蔽作用。目前比较多的是在封装体外面放置金属屏蔽罩，这种方式屏蔽性能好，但是比重大，占用面积大，成本高，且不耐腐蚀。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供具有良好电磁屏蔽的效果的一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺。本专利技术的技术方案如下：一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺，结构上包括盖板、底座和载体，具体处理包括如下步骤：101）盖板处理步骤：在盖板的表面制作焊垫，其过程包括制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层材料采用氧化硅或者氮化硅；再通过光刻、电镀工艺在绝缘层的一面制作键合金属形成焊盘，焊盘高度范围在10nm到1000um，焊盘的金属采用铜，铝，镍，银，金，锡中的一种或者几种，本身结构为一层或者几层；通过光刻、干法刻蚀在盖板与焊垫相对的一面上制作空腔，空腔采用立方形、倒梯形、圆柱形或者半球形，空腔的尺寸范围在10um到10000um之间，其尺寸包括立方形、倒梯形的长宽高或者圆柱形、半球形的直径、高度；在有空腔的一面制作绝缘层，绝缘层采用沉积的氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构采用一层或者多层结构，种子层的金属材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者多种；通过电镀铜方法，使铜金属覆盖空腔表面，CMP工艺或者湿法刻蚀工艺使盖板表面种子层去除铜，使盖板的表面只剩下绝缘层和焊垫；102）底座处理步骤：通过光刻、刻蚀工艺在底座表面制作TSV孔，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在底座上方通过沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化来形成绝缘层，，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构为一层或者多层，种子层的金属采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者几种；通过电镀铜，使铜金属充满TSV孔，200到500度温度下密化；CMP工艺使底座表面铜去除；在底座的表面制作RDL，其过程包括制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层采用氧化硅或者氮化硅材料；通过光刻、干法刻蚀工艺开窗，使TSV孔内的铜柱能与RDL连接；通过光刻、电镀工艺在底座表面制作RDL；RDL包括走线和键合功能；通过光刻、电镀工艺在硅片表面制作键合金属形成焊盘，焊盘高度范围在10nm到1000um，键合金属采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或者多种，键合金属本身结构采用一层或者多层；此处焊盘和RDL位于TSV铜柱露出的同一面；对底座的另一面进行减薄，通过研磨、湿法腐蚀、干法刻蚀的工艺使铜柱另一端露出；在露出的铜柱表面覆盖绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层采用氧化硅或者氮化硅；通过光刻、刻蚀工艺在绝缘层表面开窗使铜柱露出；在该表面同样制作RDL和键合金属；103）封装步骤：把功能芯片置于底座晶圆的焊盘上，通过打线工艺将功能芯片联通，把盖板置于载板上，通过金属键合的工艺把盖板和底座键合在一起，把其他功能芯片焊接在底座上，切割完成单个模组工艺。进一步的，盖板采用4，6，8，12寸中的一种尺寸，厚度范围为200um到2000um，盖板材料采用硅片、玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂或聚氨酯。进一步的，底座表面绝缘层用干法刻蚀或者湿法腐蚀工艺去除。进一步的，在RDL表面覆盖绝缘层，在绝缘层上开窗露出焊盘；此处RDL的金属采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或者多种，RDL本身结构采用一层或多层，RDL的厚度范围为10nm到1000um；焊盘开窗直径为10um到10000um。进一步的，步骤103）键合温度在200到500度之间。本专利技术相比现有技术优点在于：本专利技术用半导体工艺制作出带有金属层的硅空腔结构，通过晶圆级键合将该空腔盖住射频芯片，从而达到射频芯片和其他功能芯片之间产生电磁屏蔽的效果。附图说明图1为本专利技术的盖板结构剖面图；图2为本专利技术的底座结构剖面图；图3为本专利技术的功能芯片置于底座的结构剖面图；图4为本专利技术的盖板置于载板上的结构剖面图；图5为本专利技术的结构剖面图；图6为本专利技术的另一种盖板结构剖面图；图7为本专利技术的另一种底座结构剖面图；图8为本专利技术的另一种功能芯片置于底座的结构剖面图；图9为本专利技术的另一种功能芯片置于底座的结构剖面图。图中标识：盖板101、空腔102、铜层103、盖板TSV孔104、散热金属块105、底座201、底座RDL202、底座TSV孔203、载板301、胶302、功能芯片401、连接线402、射频芯片403。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术而不能作为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科技术语）具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本专利技术的专利技术目的。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。实施例1：如图1至5所示，一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺，结构上包括盖板101、底座201和载板301，此盖板101、底座201和载板301一般都采用硅片，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺，其特征在于，结构上包括盖板、底座和载体，具体处理包括如下步骤：101）盖板处理步骤：在盖板的表面制作焊垫，其过程包括制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层材料采用氧化硅或者氮化硅；再通过光刻、电镀工艺在绝缘层的一面制作键合金属形成焊盘，焊盘高度范围在10nm到1000um，焊盘的金属采用铜，铝，镍，银，金，锡中的一种或者几种，本身结构为一层或者几层；通过光刻、干法刻蚀在盖板与焊垫相对的一面上制作空腔，空腔采用立方形、倒梯形、圆柱形或者半球形，空腔的尺寸范围在10um到10000um之间，其尺寸包括立方形、倒梯形的长宽高或者圆柱形、半球形的直径、高度；在有空腔的一面制作绝缘层，绝缘层采用沉积的氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构采用一层或者多层结构，种子层的金属材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者多种；通过电镀铜方法，使铜金属覆盖空腔表面，CMP工艺或者湿法刻蚀工艺使盖板表面种子层去除铜，使盖板的表面只剩下绝缘层和焊垫；102）底座处理步骤：通过光刻、刻蚀工艺在底座表面制作TSV孔，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在底座上方通过沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化来形成绝缘层，，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构为一层或者多层，种子层的金属采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者几种；通过电镀铜，使铜金属充满TSV孔，200到500度温度下密化；CMP工艺使底座表面铜去除；在底座的表面制作RDL，其过程包括制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层采用氧化硅或者氮化硅材料；通过光刻、干法刻蚀工艺开窗，使TSV孔内的铜柱能与RDL连接；通过光刻、电镀工艺在底座表面制作RDL；RDL包括走线和键合功能；通过光刻、电镀工艺在硅片表面制作键合金属形成焊盘，焊盘高度范围在10nm到1000um，键合金属采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或者多种，键合金属本身结构采用一层或者多层；此处焊盘和RDL位于TSV铜柱露出的同一面；对底座的另一面进行减薄，通过研磨、湿法腐蚀、干法刻蚀的工艺使铜柱另一端露出；在露出的铜柱表面覆盖绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层采用氧化硅或者氮化硅；通过光刻、刻蚀工艺在绝缘层表面开窗使铜柱露出；在该表面同样制作RDL和键合金属；103）封装步骤：把功能芯片置于底座晶圆的焊盘上，通过打线工艺将功能芯片联通，把盖板置于载板上，通过金属键合的工艺把盖板和底座键合在一起，把其他功能芯片焊接在底座上，切割完成单个模组工艺。...

【技术特征摘要】
1.一种具有电磁屏蔽功能的射频模块制作工艺，其特征在于，结构上包括盖板、底座和载体，具体处理包括如下步骤：101）盖板处理步骤：在盖板的表面制作焊垫，其过程包括制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层材料采用氧化硅或者氮化硅；再通过光刻、电镀工艺在绝缘层的一面制作键合金属形成焊盘，焊盘高度范围在10nm到1000um，焊盘的金属采用铜，铝，镍，银，金，锡中的一种或者几种，本身结构为一层或者几层；通过光刻、干法刻蚀在盖板与焊垫相对的一面上制作空腔，空腔采用立方形、倒梯形、圆柱形或者半球形，空腔的尺寸范围在10um到10000um之间，其尺寸包括立方形、倒梯形的长宽高或者圆柱形、半球形的直径、高度；在有空腔的一面制作绝缘层，绝缘层采用沉积的氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构采用一层或者多层结构，种子层的金属材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者多种；通过电镀铜方法，使铜金属覆盖空腔表面，CMP工艺或者湿法刻蚀工艺使盖板表面种子层去除铜，使盖板的表面只剩下绝缘层和焊垫；102）底座处理步骤：通过光刻、刻蚀工艺在底座表面制作TSV孔，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在底座上方通过沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化来形成绝缘层，，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构为一层或者多层，种子层的金属采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者几种；通过电镀铜，使铜金属充满TSV孔，200到500度温度下密化；CMP工艺使底座表面铜去除；在底座的表面制作RDL，其过程包括制...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯光建，郭丽丽，郑赞赞，陈雪平，刘长春，丁祥祥，王永河，郁发新，
申请(专利权)人：浙江集迈科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33