一种具有空腔结构的电子器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有空腔结构的电子器件及其制备方法，属于半导体技术领域，解决了现有技术中具有空腔结构的电子器件采用标准的微电子组装技术存在污染或者损坏空腔结构的问题。本发明专利技术的电子器件，包括器件基体和封盖层，器件基体的至少一个表面开设有空腔结构，器件基体设有空腔结构的表面覆盖封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口。本发明专利技术的制备方法包括如下步骤：在器件基体设有空腔结构的表面形成封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口。本发明专利技术的电子器件和制备方法能够保证空腔结构的完整性和洁净度，进而能够提高电子器件的整体稳定性。的整体稳定性。的整体稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有空腔结构的电子器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种具有空腔结构的电子器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶圆级封装技术凭借其高密度、轻薄短小、良好的散热性能和良好的高频性能等优点，逐步引领未来SiP技术发展的方向。近年来，对于智能传感、光电等新型应用领域，出现了越来越多的异质/异构和TSV、fanoμt等先进的晶圆级集成封装技术相结合的需求。而不同于传统的微电子集成，异质或异构的特殊性给晶圆级集成封装带来了新的工艺兼容挑战。
[0003]对于具有空腔结构的电子器件，采用标准的微电子组装技术，例如，回流焊的高温回流、阻焊剂工艺等，存在污染或者损坏空腔结构的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种具有空腔结构的电子器件及其制备方法，解决了现有技术中具有空腔结构的电子器件采用标准的微电子组装技术存在污染或者损坏空腔结构的问题。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种具有空腔结构的电子器件，包括器件基体和封盖层，器件基体的至少一个表面开设有空腔结构，器件基体设有空腔结构的表面覆盖封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口。
[0007]进一步地，具有空腔结构的电子器件为硅光芯片或微环调制器。
[0008]进一步地，上述空腔结构的开口尺寸为1～10μm，空腔结构的深度为20～100μm。
[0009]进一步地，封盖层为氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺树脂(PI)、光敏介质材料、干膜或石墨烯中的一种或多种。
[0010]进一步地，上述封盖层材料为杨氏模量为10～75GPa的材料
[0011]进一步地，上述封盖层材料为折射率为1～1.5的材料。
[0012]进一步地，上述封盖层的厚度大于2μm。
[0013]进一步地，上述封盖层的厚度为2μm～10μm。
[0014]进一步地，后续工艺包括深孔刻蚀，封盖层的厚度为2μm～5μm。
[0015]进一步地，后续工艺仅为封盖层的表层走线工艺，封盖层的厚度为2μm～10μm。
[0016]本专利技术还提供了一种具有空腔结构的电子器件的制备方法，包括如下步骤：
[0017]在器件基体设有空腔结构的表面形成封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口。
[0018]进一步地，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或光刻胶侧向堆积形成封盖层。
[0019]进一步地，采用等离子体增强化学气相沉积形成封盖层，包括如下步骤：
[0020]步骤a：将器件基体传入沉积腔室；
[0021]步骤b：对沉积腔室中的器件基体进行加热；
[0022]步骤c：向沉积腔室内通入反应气体；
[0023]步骤d：反应气体与等离子体反应，形成封盖层。
[0024]进一步地，采用光刻胶喷涂形成封盖层，包括如下步骤：
[0025]步骤A：在器件基体的表面侧向堆积(例如，喷涂)光刻胶；
[0026]步骤B：对光刻胶进行烘烤和固化，形成封盖层。
[0027]进一步地，喷胶角度为70～85度，喷胶速度为10mm/min～100mm/min。
[0028]进一步地，上述在器件基体设有空腔结构的表面形成封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口之后，还包括如下步骤：
[0029]对形成有封盖层的器件基体进行封装工艺。
[0030]进一步地，封装工艺为晶圆级通孔工艺、晶圆级凸点工艺、晶圆临时键合工艺、晶圆级解键合工艺或晶圆级背面工艺。
[0031]进一步地，晶圆级通孔工艺包括光刻胶涂覆、小孔光刻、显影、干法刻蚀深孔、湿法清洗、绝缘层沉积、种子层沉积和/或电镀工艺。
[0032]进一步地，晶圆级凸点工艺包括光刻胶厚胶涂覆，厚胶光刻、厚胶显影、清洗，电镀化镀和/或湿法清洗工艺。
[0033]进一步地，晶圆临时键合工艺、晶圆级解键合工艺配合使用，晶圆级正面临时键合工艺包括键合胶涂覆、烘烤和/或加温加压力压合，晶圆级解键合工艺包括湿法加温浸泡、兆声清洗和/或喷淋冲刷清洗。
[0034]进一步地，晶圆级背面工艺包括正面临时键合、背面减薄、背面TSV露头、背面绝缘层沉积、背面种子层沉积、背面光刻、背面电镀、化学镀和/或背面清洗工艺。
[0035]进一步地，上述对形成有封盖层的器件基体进行封装工艺之后还包括如下步骤：
[0036]去除封盖层。
[0037]进一步地，采用刻蚀、腐蚀、机械研磨或化学机械抛光中的一种或多种去除封盖层。
[0038]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0039]a)本专利技术提供的具有空腔结构的电子器件，在空腔的开口处设有用于封盖的封盖层，在后续工艺(例如，硅通孔技术TSV等工艺)中，能够避免介质层、金属层、键合胶等的进入和沾污空腔，尤其是金属等难以去除的材料，从而能够保证空腔结构的完整性和洁净度，进而能够提高电子器件的整体稳定性。
[0040]b)本专利技术提供的具有空腔结构的电子器件，空腔结构的开口尺寸可以控制在1～10μm范围内，将空腔结构的开口尺寸限定在上述范围内，开口越小，能够保证在封盖层形成过程中，处于空腔结构口的开口处的封盖层能够实现快速封口，避免封盖层的制备材料进入空腔结构中。
[0041]c)本专利技术提供的具有空腔结构的电子器件，封盖层的厚度为2μm～10μm，封盖层的厚度较小，不利于空腔结构开口处的封盖层形成，即使能够形成封盖层，如果力学强度较小，也不利于后续电子器件的使用；而封盖层的厚度过大，则不利于后续工艺的进行。
[0042]d)本专利技术提供的具有空腔结构的电子器件的制备方法，封盖层采用等离子体增强
化学气相沉积或光刻胶喷涂实现，这两种工艺具有表面覆盖特性，只会覆盖到空腔结构的侧壁上部的有限区域，不会造成耦合区的污染。
[0043]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0044]附图仅用于示出具体专利技术的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0045]图1为本专利技术实施例一提供的具有空腔结构的电子器件的局部侧视图；
[0046]图2为本专利技术实施例二提供的具有空腔结构的电子器件的制备方法制得的电子器件的局部侧视图，其中，封装工艺为晶圆级通孔工艺；
[0047]图3为本专利技术实施例二提供的具有空腔结构的电子器件的制备方法制得的电子器件的局部侧视图，其中，封装工艺为晶圆级凸点工艺；
[0048]图4为本专利技术实施例二提供的具有空腔结构的电子器件的制备方法制得的电子器件的局部侧视图，其中，封装工艺为晶圆级正面临时键合工艺；
[0049]图5为本专利技术实施例二提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空腔结构的电子器件，其特征在于，包括器件基体和封盖层，所述器件基体的至少一个表面开设有空腔结构；所述器件基体设有空腔结构的表面覆盖封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口。2.根据权利要求1所述的具有空腔结构的电子器件，其特征在于，具有空腔结构的电子器件为硅光芯片或微环调制器。3.根据权利要求1所述的具有空腔结构的电子器件，其特征在于，所述空腔结构的开口尺寸为1～10μm，所述空腔结构的深度为20～100μm。4.根据权利要求1所述的具有空腔结构的电子器件，其特征在于，所述封盖层为氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺树脂(PI)、光敏介质材料、干膜或石墨烯中的一种或多种。5.根据权利要求1至4所述的具有空腔结构的电子器件，其特征在于，所述封盖层的厚度大于2μm。6.一种具有空腔结构的电子器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在器件基体设有空腔结构的表面形成封盖层，使得封盖层封盖空腔结构的开口。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛海韵，刘丰满，戴凤伟，唐波，杨妍，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：