可转移的柔性互联结构的制备方法以及结构技术

本发明专利技术提供了一种可转移的柔性互联结构的制备方法，包括如下步骤：提供一转移衬底，所述转移衬底表面具有均苯型聚酰亚胺薄膜层、连续的金属导电层、图形化的聚酰亚胺薄膜层；提供一器件衬底，所述器件衬底表面具有图形化金属电极；以所述图形化金属电极和所述图形化聚酰亚胺薄膜层为中间层，将所述器件衬底与所述支撑衬底键合；去除转移衬底和部分的均苯型聚酰亚胺薄膜层，至暴露出所述连续的金属导电层。层。层。

【技术实现步骤摘要】
可转移的柔性互联结构的制备方法以及结构


[0001]本专利技术涉及柔性电子学领域，尤其涉及一种可转移的柔性互联结构的制备方法以及结构。

技术介绍

[0002]随着半导体产业的快速发展，电子封装正在扮演着越来越重要的角色。对集成电路制造商而言，保持其在更小尺寸、更低成本和更高性能等多方面的领先优势，需要将更先进的芯片封装技术整合到整个制造流程中，通常称为系统级封装(SIP)。这也对电子封装材料的可延展性和可转移技术提出了新的要求和挑战，所谓可延展性是指使得电子封装器件无论面临着拉、压、弯、扭转等一系列可能出现的变形下仍然能维持自身良好性能，大大提高电子器件的易携带性和较高的环境适应性，可转移技术降低了封装工艺的难度，增加了其灵活性。随着半导体技术发展，通过传统的缩小晶体管尺寸的方式来提高集成度已经变得非常困难。异质集成系统成为一种可以超越摩尔定律发展的重要途径。同时，它的发展也推动了可转移技术和微纳柔性互连集成的进步。
[0003]异质集成技术的发展可以提高系统的性能。降低加工、封装的成本。但是目前对于异质集成技术来说，集成度高，技术难度大，节省封装所带来的成本优势却可能被增加的工艺复杂度和难度所抵消
[0004]现有柔性封装的问题。随着系统工作频率的增加，信号通道的设计变得困难。在高频通道中，信号衰减，通道之间的耦合以及电磁干扰(EMI)会变成十分关键的问题。此外，对于柔性芯片，通道的电特性可以由于重复弯曲而由于机械应力和疲劳而改变。进而影响整体的性能。
[0005]H.Sharifi在2007年报告了SAWLIT先前的工作。这项工作中的柔性互连是直接在具有嵌入式组件的晶圆上制造的。但是，PDMS将其封装温度限制为200℃。因此，如何提高柔性互联的耐温性能是现有技术需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可转移的柔性互联结构的制备方法以及结构，提高柔性互联的耐温性能。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种可转移的柔性互联结构的制备方法，包括如下步骤：提供一转移衬底，所述转移衬底表面具有表面呈现起伏状的均苯型聚酰亚胺薄膜层，所述均苯型聚酰亚胺薄膜层的表面具有连续的金属导电层，所述金属导电层继承所述均苯型聚酰亚胺薄膜层表面的起伏状形貌，在所述金属导电层表面具有图形化的聚酰亚胺薄膜层，所述图形化的聚酰亚胺薄膜层部分的覆盖具有起伏状形貌的所述金属导电层的凸起部；提供一器件衬底，所述器件衬底表面具有图形化金属电极，所述图形化金属电极的图形与所述图形化聚酰亚胺薄膜层的图形为互补图形；以所述图形化金属电极和所述图形化聚酰亚胺薄膜层为中间层，将所述器件衬底与所述支撑衬底键合，键合后所述图形化金
属电极与通过图形化聚酰亚胺薄膜层暴露出的连续的金属导电层相互贴合；去除转移衬底和部分的均苯型聚酰亚胺薄膜层，至暴露出所述连续的金属导电层。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种可转移的柔性互联结构，包括：一器件衬底；设置在所述器件衬底表面的图形化金属电极；与所述金属电极贴合的连续的金属导电层，所述金属导电层在平行于所述器件衬底表面的方向具有起伏状形貌，所述起伏状形貌通过均苯型聚酰亚胺薄膜填平而形成连续的平坦的薄膜导电层。
[0009]上述技术方案在牺牲层之上制造柔性互连。使用旋涂，溅射和光刻技术制造嵌入图案化聚酰亚胺中的铝互连。证明了聚酰亚胺前体与PPC牺牲材料不相容。无法克服收缩和对不准问题。但是，膜与PPC材料具有更好的兼容性，并且已通过接触电阻测量验证了转移互连理论。最终的转移互连通过接触电阻结构与器件晶圆上的金属层相结合进行测试，并在转移晶圆上制造了转移的柔性互连。
附图说明
[0010]附图1所示是本专利技术一具体实施方式所述步骤的示意图。
[0011]附图2A至附图2F、附图3A至附图3C，附图4以及附图5所示为本专利技术一具体实施方式所述工艺流程图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术提供的一种可转移的柔性互联结构的制备方法以及结构的具体实施方式做详细说明。
[0013]附图1所示是上述具体实施方式所述步骤的示意图，包括：步骤S101，提供一转移衬底；步骤S102，在所述转移衬底表面形成聚碳酸亚丙酯薄膜层；步骤S103，将所述聚碳酸亚丙酯薄膜裁切成预设形状，并贴敷在所述聚碳酸亚丙酯薄膜层的表面，形成均苯型聚酰亚胺薄膜层；步骤S104，图形化所述均苯型聚酰亚胺薄膜层，在所述均苯型聚酰亚胺薄膜层表面形成起伏；步骤S105，在图形化的所述均苯型聚酰亚胺薄膜表面形成连续的金属导电层，所述金属导电层继承所述均苯型聚酰亚胺薄膜层表面的起伏状形貌；步骤S106，在所述金属导电层表面形成图形化的聚酰亚胺薄膜层，所述图形化的聚酰亚胺薄膜层部分的覆盖具有起伏状形貌的所述金属导电层的凸起部；步骤S111，提供一器件衬底；步骤S112，在所述器件衬底表面采用溅射工艺形成连续的Al/Si层；步骤S113，采用刻蚀工艺，用Cl2和HBr进行干法蚀刻，形成图形化金属电极；步骤S120，以所述图形化金属电极和所述图形化聚酰亚胺薄膜层为中间层，将所述器件衬底与所述支撑衬底键合，键合后所述图形化金属电极与通过图形化聚酰亚胺薄膜层暴露出的连续的金属导电层相互贴合；步骤S130，去除转移衬底和部分的均苯型聚酰亚胺薄膜层，至暴露出所述连续的金属导电层。
[0014]附图2A所示，参考步骤S101，提供一转移衬底200。所述转移衬底200的材料可以是任何一种常见的半导体衬底材料，包括但不限于单晶硅。
[0015]附图2B所示，参考步骤S102，在所述转移衬底200表面形成聚碳酸亚丙酯薄膜层201。将聚碳酸亚丙酯(PPC)溶液旋涂在转移衬底200上作为牺牲层。在真空中于180℃烘烤2小时后，大部分溶剂被去除，并获得3μm厚的聚碳酸亚丙酯薄膜层201。在这种情况下，聚碳酸亚丙酯薄膜层201不仅用作牺牲材料，而且用作粘合材料。
[0016]附图2C所示，参考步骤S103，将聚碳酸亚丙酯薄膜裁切成预设形状，并贴敷在所述聚碳酸亚丙酯薄膜层201的表面，形成均苯型聚酰亚胺薄膜层202。在本具体实施方式中，所述均苯型聚酰亚胺薄膜层202可以采用美国杜邦公司生产的Kapton薄膜。将其切成合适的形状，并将PPC放在转移晶圆上。粘接剂用于薄膜附着。作为一种具体实施方式，将转移衬底200在粘接剂上以500N的压力在真空环境下从室温升至70℃持续10分钟。然后在聚碳酸亚丙酯薄膜层201的帮助下将Kapton膜牢固地附着在晶片上。由于膜的厚度仍然太厚而不能用于涂覆，因此首先对膜进行均匀的干法蚀刻。在干法蚀刻机中以每3分钟3.5μm的蚀刻速率进行蚀刻。这种等离子蚀刻还可以去除未被均苯型聚酰亚胺薄膜层202薄膜覆盖的聚碳酸亚丙酯薄膜层201。均匀蚀刻6分钟后，在晶圆上保留了5.7μm的薄膜层。
[0017]上述步骤实施完毕后，即在所述转移衬底200表面布置了均苯型聚酰亚胺薄膜层202。在其他的具体实施方式中，也可以采用不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可转移的柔性互联结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一转移衬底，所述转移衬底表面具有表面呈现起伏状的均苯型聚酰亚胺薄膜层，所述均苯型聚酰亚胺薄膜层的表面具有连续的金属导电层，所述金属导电层继承所述均苯型聚酰亚胺薄膜层表面的起伏状形貌，在所述金属导电层表面具有图形化的聚酰亚胺薄膜层，所述图形化的聚酰亚胺薄膜层部分的覆盖具有起伏状形貌的所述金属导电层的凸起部；提供一器件衬底，所述器件衬底表面具有图形化金属电极，所述图形化金属电极的图形与所述图形化聚酰亚胺薄膜层的图形为互补图形；以所述图形化金属电极和所述图形化聚酰亚胺薄膜层为中间层，将所述器件衬底与所述支撑衬底键合，键合后所述图形化金属电极与通过图形化聚酰亚胺薄膜层暴露出的连续的金属导电层相互贴合；去除转移衬底和部分的均苯型聚酰亚胺薄膜层，至暴露出所述连续的金属导电层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转移衬底表面的结构采用如下步骤形成：在所述转移衬底表面布置均苯型聚酰亚胺薄膜层；图形化所述均苯型聚酰亚胺薄膜层，在所述均苯型聚酰亚胺薄膜层表面形成起伏；在图形化的所述均苯型聚酰亚胺薄膜表面形成连续的金属导电层，所述金属导电层继承所述均苯型聚酰亚胺薄膜层表面的起伏状形貌；在所述金属导电层表面形成图形化的聚酰亚胺薄膜层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盼，李健，唐久阳，张靖，樊嘉杰，张国旗，
申请(专利权)人：光华临港工程应用技术研发上海有限公司，
类型：发明
国别省市：