一种不同厚度芯片嵌入的封装方法技术

本发明专利技术公开了一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，包括以下步骤：A，在硅转接板表面制作TSV，在转接板另一面制作凹槽，使TSV金属露出，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，此处芯片厚度小于凹槽深度，使TSV金属跟芯片PAD互联；B，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满，减薄芯片背面得到嵌有芯片的转接板结构。

A packaging method for different thickness chips

【技术实现步骤摘要】
一种不同厚度芯片嵌入的封装方法
本专利技术属于半导体
，具体涉及一种不同厚度芯片嵌入的封装方法。
技术介绍
随着硅片空腔嵌入式封装工艺的发展，越来越多种类的芯片被嵌入到硅空腔中，形成一个独立的SIP系统，然后再在嵌入的硅片载板上进行布线和制作焊球，使系统具有可以直接贴装的能力。但是实际上构成微系统的各种芯片的大小和厚度各不相同，因此对于SIP系统来说，一般是安装最厚的芯片来判定系统的厚度，这样对于现在越来越薄的应用要求来说显然不能满足需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种不同厚度芯片嵌入的封装方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：本专利技术实施例的第一方面用于提供一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，包括以下步骤：A，在硅转接板表面制作TSV，在转接板另一面制作凹槽，使TSV金属露出，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，此处芯片厚度小于凹槽深度，使TSV金属跟芯片PAD互联；B，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满，减薄芯片背面得到嵌有芯片的转接板结构。优选地，所述步骤A具体包括：通过光刻，刻蚀工艺在底座硅片表面制作TSV孔，孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在硅片上方沉积绝缘层，或者直接热氧化，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；电镀铜，使铜金属充满TSV，200到500度温度下密化使铜更致密；铜CMP工艺使硅片表面铜去除，使硅片表面只剩下填铜；先对带有TSV结构的硅片的背面进行减薄，减薄厚度在100nm到700um；用干法刻蚀工艺在TSV区域表面进行干法刻蚀出空腔，此处对特殊形貌的空腔，还可以采用湿法腐蚀的方式；空腔深度范围在100nm到700um之间，形状可以是方形，圆形，椭圆形，三角形等，其侧壁可以是垂直的，也可以是有斜坡的；在硅片上方沉积氧化硅或者氮化硅等绝缘层，或者直接热氧化，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过湿法腐蚀的工艺刻蚀晶圆正面，使铜柱底部氧化硅被全部刻蚀掉；继续通过湿法腐蚀的工艺对露出的铜柱进行腐蚀，在铜柱侧面刻出凹槽；用湿法腐蚀工艺去除晶圆表面氧化硅钝化层；继续沉积新的钝化层，此处钝化层绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；用湿法刻蚀的工艺对空腔内的TSV铜柱进行腐蚀，刻蚀完成后，空腔内部所有金属柱都被去除掉只留下空腔底部露出一端做互联用；把不同厚度底部带有焊料片的芯片嵌入到凹槽中，加热使TSV金属跟芯片PAD互联。本专利技术实施例的第二方面用于提供一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，包括以下步骤：A，在转接板一面制作凹槽，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满；B，减薄芯片背面，在芯片背面粘贴盖板，减薄转接板另一面，在另一面制作凹槽；C，沉积钝化层，刻蚀钝化层使芯片PAD露出，制作RDL使凹槽中PAD电性被引出。优选地，所述步骤A具体包括：通过光刻，刻蚀工艺在底座硅片刻蚀出空腔，此处对特殊形貌的空腔，采用湿法腐蚀的方式；空腔深度范围在100nm到700um之间，形状可以是方形，圆形，椭圆形，三角形等，其侧壁可以是垂直的，也可以是有斜坡的；把不同厚度的芯片用胶粘的方式嵌入到凹槽中，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满。优选地，所述步骤B具体包括：减薄芯片背面，减薄厚度范围在10um到700um之间，在芯片背面粘贴盖板；减薄转接板另一面，减薄厚度在10um到600um；在另一面制作凹槽，使芯片的PAD露出。本专利技术实施例的第三方面用于提供一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，包括以下步骤：A，在硅转接板表面制作TSV，在转接板另一面制作凹槽，使TSV金属露出，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，此处芯片厚度可大于凹槽深度，使TSV金属跟芯片PAD互联；B，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满，减薄芯片背面得到嵌有芯片的转接板结构。优选地，所述步骤A具体包括：通过光刻，刻蚀工艺在底座硅片表面制作TSV孔，孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在硅片上方沉积氧化硅或者氮化硅等绝缘层，或者直接热氧化，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；电镀铜，使铜金属充满TSV，200到500度温度下密化使铜更致密；此步骤的硅片包括4，6，8，12寸晶圆，厚度范围为200um到2000um，铜CMP工艺使硅片表面铜去除，使硅片表面只剩下填铜；硅片表面绝缘层可以用干法刻蚀或者湿法腐蚀工艺去除；硅片表面绝缘层也可以保留；先对带有TSV结构的硅片的背面进行减薄，减薄厚度在100nm到700um；用干法刻蚀工艺在TSV区域表面进行干法刻蚀出空腔，此处对特殊形貌的空腔，还可以采用湿法腐蚀的方式；空腔深度范围在100nm到700um之间，形状可以是方形，圆形，椭圆形，三角形等，其侧壁可以是垂直的，也可以是有斜坡的；然后用湿法腐蚀工艺去除TSV铜柱表面氧化硅钝化层，此处钝化层也可以不去除；在硅片上方沉积氧化硅或者氮化硅等绝缘层，或者直接热氧化，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；通过湿法腐蚀的工艺刻蚀晶圆正面，使铜柱底部氧化硅被全部刻蚀掉；继续通过湿法腐蚀的工艺对露出的铜柱进行腐蚀，在铜柱侧面刻出凹槽；用湿法腐蚀工艺去除晶圆表面氧化硅钝化层；继续沉积新的钝化层，此处钝化层绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；用湿法刻蚀的工艺对空腔内的TSV铜柱进行腐蚀，此处湿法刻蚀液包括氢氟酸，磷酸，硝酸，硫酸，盐酸，氨水，双氧水的一种或多种，其浓度范围在1％到90％；刻蚀完成后，空腔内部所有金属柱都被去除掉只留下空腔底部露出一端做互联用；把不同厚度底部带有焊料片的芯片嵌入到凹槽中，加热使TSV金属跟芯片PAD互联。本专利技术实施例的第四方面用于提供一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，包括以下步骤：A，在转接板一面制作不同深度的凹槽，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满；B，在芯片正面粘贴保护盖板，减薄芯片背部；C，在芯片背面做TSV刻蚀，通过电镀金属引出电路，在引出电路表面制作BGA焊球，最后去除盖板得到嵌有芯片的转接板结构。采用本专利技术具有如下的有益效果：通过对不同厚度芯片进行减薄处理，实现了不同厚度的芯片能够在较薄的硅转接板中做嵌入式封装，最终得到较薄的SIP封装系统。附图说明图1a为具体实施例1中把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中的结构示意图；图1b为具体实施例1中通过底部填胶或者表面旋涂的工艺在芯片和空腔的缝隙填胶的结构示意图；...

【技术保护点】
1.一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA，在硅转接板表面制作TSV，在转接板另一面制作凹槽，使TSV金属露出，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，此处芯片厚度小于凹槽深度，使TSV金属跟芯片PAD互联；/nB，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满，减薄芯片背面得到嵌有芯片的转接板结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
A，在硅转接板表面制作TSV，在转接板另一面制作凹槽，使TSV金属露出，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，此处芯片厚度小于凹槽深度，使TSV金属跟芯片PAD互联；
B，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满，减薄芯片背面得到嵌有芯片的转接板结构。


2.如权利要求1所述的不同厚度芯片嵌入的封装方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
通过光刻，刻蚀工艺在底座硅片表面制作TSV孔，孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；
在硅片上方沉积绝缘层，或者直接热氧化，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；
电镀铜，使铜金属充满TSV，200到500度温度下密化使铜更致密；
铜CMP工艺使硅片表面铜去除，使硅片表面只剩下填铜；
先对带有TSV结构的硅片的背面进行减薄，减薄厚度在100nm到700um；
用干法刻蚀工艺在TSV区域表面进行干法刻蚀出空腔，此处对特殊形貌的空腔，还可以采用湿法腐蚀的方式；空腔深度范围在100nm到700um之间，形状可以是方形，圆形，椭圆形，三角形等，其侧壁可以是垂直的，也可以是有斜坡的；
在硅片上方沉积氧化硅或者氮化硅等绝缘层，或者直接热氧化，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；
通过湿法腐蚀的工艺刻蚀晶圆正面，使铜柱底部氧化硅被全部刻蚀掉；继续通过湿法腐蚀的工艺对露出的铜柱进行腐蚀，在铜柱侧面刻出凹槽；用湿法腐蚀工艺去除晶圆表面氧化硅钝化层；继续沉积新的钝化层，此处钝化层绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；
用湿法刻蚀的工艺对空腔内的TSV铜柱进行腐蚀，刻蚀完成后，空腔内部所有金属柱都被去除掉只留下空腔底部露出一端做互联用；
把不同厚度底部带有焊料片的芯片嵌入到凹槽中，加热使TSV金属跟芯片PAD互联。


3.一种不同厚度芯片嵌入的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
A，在转接板一面制作凹槽，把不同厚度的芯片嵌入到凹槽中，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满；
B，减薄芯片背面，在芯片背面粘贴盖板，减薄转接板另一面，在另一面制作凹槽；
C，沉积钝化层，刻蚀钝化层使芯片PAD露出，制作RDL使凹槽中PAD电性被引出。


4.如权利要求3所述的不同厚度芯片嵌入的封装方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
通过光刻，刻蚀工艺在底座硅片刻蚀出空腔，此处对特殊形貌的空腔，采用湿法腐蚀的方式；空腔深度范围在100nm到700um之间，形状可以是方形，圆形，椭圆形，三角形等，其侧壁可以是垂直的，也可以是有斜坡的；
把不同厚度的芯片用胶粘的方式嵌入到凹槽中，在凹槽中填充胶体使芯片和凹槽缝隙被填满。


5.如权利要求3所述的不同厚度芯片嵌入的封装方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
减薄芯片背面，减薄厚度范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁发新，冯光建，王永河，马飞，程明芳，
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