晶圆封装方法、晶圆封装体及晶粒技术

本申请提供一种晶圆封装方法、晶圆封装体及晶粒。该晶圆封装方法包括：提供一晶圆结构，其中，所述晶圆结构包括晶圆和接合在所述晶圆上的多个晶粒；对所述晶圆结构中的所述多个晶粒进行隔离填充和平坦化，以形成平坦面；在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层。该晶圆封装方法能够在封装多个晶粒的同时，使多个晶粒能够通过该散热金属层快速散热降温，以避免产品过热的问题发生。避免产品过热的问题发生。避免产品过热的问题发生。

【技术实现步骤摘要】
晶圆封装方法、晶圆封装体及晶粒


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆封装方法、晶圆封装体及晶粒。

技术介绍

[0002]晶圆级封装(Wafer Level Package，WLP)因其具有尺寸小、电性能优良、散热好、成本低等优势，近年来发展迅速。
[0003]目前，晶圆级封装通常采用复合物(compound)覆盖晶粒表面以进行塑封；然后再切割形成电子元器件。然而，由于复合物覆盖晶粒表面，使晶粒无法快速降温，容易造成产品过热。

技术实现思路

[0004]本申请提供的晶圆封装方法、晶圆封装体及晶粒，旨在解决现有晶圆级封装采用复合物(compound)覆盖晶粒表面，使晶粒无法快速降温，容易造成产品过热的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种晶圆封装方法。该晶圆封装方法包括：提供一晶圆结构，其中，所述晶圆结构包括晶圆和接合在所述晶圆上的多个晶粒；对所述晶圆结构中的所述多个晶粒进行隔离填充和平坦化，以形成平坦面；在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层。
[0006]其中，所述对所述晶圆结构中的所述多个晶粒进行隔离填充和平坦化以形成平坦面，包括：
[0007]在相邻的所述晶粒之间的间隙中填充第一介质材料；
[0008]在所述第一介质材料上进一步填充第二介质材料，以使得相邻的所述晶粒之间的间隙中的填充物与所述晶粒远离所述晶圆的表面处于同一水平面，以形成平坦面；或者，在填充了所述第一介质材料后的所述晶圆结构上形成一层缓冲层，其中，所述缓冲层的部分填充在所述间隙中并位于所述第一介质材料之上，所述缓冲层的其它部分位于所述晶粒远离所述晶圆的表面上，且所述缓冲层远离所述晶圆的表面形成平坦面。
[0009]其中，所述第一介质材料包括环氧基树脂和分散于所述环氧基树脂中的填充物，所述填充物包括纤维、粒子或纤维和粒子的组合，所述第二介质材料包括二氧化硅。
[0010]其中，所述纤维和/或所述粒子包括二氧化硅纤维和/或二氧化硅粒子。
[0011]其中，所述在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层，包括：
[0012]在所述晶圆结构的平坦化的一侧上粘贴带有至少一个散热金属块的胶膜以形成所述散热金属层，其中，每个所述晶粒上分别粘贴有至少一散热金属块。
[0013]其中，所述在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层，包括：
[0014]在所述晶圆结构的平坦化的一侧上形成隔离层；
[0015]在所述隔离层上以沉积的方式形成所述散热金属层，其中，所述散热金属层包括多个散热金属块，每个所述晶粒上分别形成有至少一所述散热金属块。
[0016]其中，进一步包括：
[0017]对所述晶圆结构进行切割，以形成晶粒，其中，所述晶粒包括下层晶粒和接合在所述下层晶粒上的至少一上层晶粒，且每个所述上层晶粒远离所述下层晶粒的一侧形成有至少一散热金属块。
[0018]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种晶圆封装体。该晶圆封装体包括：
[0019]下层晶圆；
[0020]多个上层晶粒，接合在所述下层晶圆上；
[0021]隔离填充平坦物，所述隔离填充平坦物的至少部分填充在相邻所述上层晶粒之间的间隙中，以隔离相邻的所述上层晶粒，且所述隔离填充平坦物与所述上层晶粒远离所述下层晶圆的表面处于同一水平面，以形成平坦面；或所述隔离填充平坦物远离所述下层晶圆的表面形成所述平坦面；
[0022]散热金属层，设置在所述平坦面上。
[0023]其中，所述隔离填充平坦物包括第一介质材料和第二介质材料，所述第一介质材料靠近所述下层晶圆，并包裹所述上层晶粒的部分的周向侧面；所述第二介质材料设置于所述第一介质材料远离所述下层晶圆的一侧表面，并包裹所述上层晶粒的其余部分的周向侧面，且所述第二介质材料与所述晶粒远离所述下层晶圆的表面处于同一水平面，以形成所述平坦面；
[0024]其中，所述第一介质材料包括环氧基树脂和分散于所述环氧基树脂中的填充物，所述填充物包括纤维、粒子或纤维和粒子的组合，所述纤维和/或所述粒子包括二氧化硅纤维和/或二氧化硅粒子，所述第二介质材料包括二氧化硅。
[0025]其中，所述隔离填充平坦物包括第一介质材料和缓冲层，所述第一介质材料靠近所述下层晶圆，并包裹所述上层晶粒的部分的周向侧面；所述缓冲层设置于所述第一介质材料远离所述下层晶圆的一侧表面，并包裹所述上层晶粒的其余部分的周向侧面以及所述上层晶粒背离所述下层晶圆的一侧表面；且所述缓冲层远离所述下层晶圆的表面形成所述平坦面。
[0026]其中，所述平坦面上设置有胶层或胶膜，所述散热金属层设置在所述胶层或所述胶膜背离所述上层晶粒的一侧表面；或者
[0027]在所述缓冲层所形成的所述平坦面上沉积有所述散热金属层；或者
[0028]所述平坦面上设置有隔离层，所述散热金属层设置在所述隔离层背离所述上层晶粒的一侧表面，其中，所述隔离层包括氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)隔离层；或者，
[0029]所述平坦面上依次设置有隔离层，所述隔离层上设置有胶层或者胶膜，所述散热金属层设置于所述胶层或所述胶膜背离所述隔离层的一侧表面。
[0030]为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种晶粒。该晶粒包括：
[0031]下层晶粒；
[0032]至少一上层晶粒，接合在所述下层晶粒上；
[0033]隔离填充平坦物，位于所述下层晶粒的上方，至少包裹所述上层晶粒的周向侧面，所述隔离填充平坦物远离所述下层晶粒的表面形成平坦面；
[0034]散热金属层，设置在所述平坦面上，其中，所述散热金属层包括至少一散热金属
块，每个所述上层晶粒远离所述下层晶粒的一侧设置有至少一所述散热金属块。
[0035]其中，所述隔离填充平坦物包括第一介质材料和第二介质材料，所述第一介质材料靠近所述下层晶粒，并包裹所述上层晶粒的部分的周向侧面；所述第二介质材料设置于所述第一介质材料远离所述下层晶粒的一侧表面，并包裹所述上层晶粒的其余部分的周向侧面，且所述第二介质材料与所述上层晶粒远离所述下层晶圆的表面处于同一水平面，形成所述平坦面。
[0036]其中，所述隔离填充平坦物包括第一介质材料和缓冲层，所述第一介质材料靠近所述下层晶粒，并包裹所述上层晶粒的部分的周向侧面；所述缓冲层设置于所述第一介质材料远离所述下层晶粒的一侧表面，并包裹所述上层晶粒的其余部分的周向侧面以及所述上层晶粒背离所述下层晶粒的一侧表面，且所述缓冲层远离所述下层晶粒的表面形成所述平坦面。
[0037]其中，所述第一介质材料包括环氧基树脂和分散于所述环氧基树脂中的填充物，所述填充物包括纤维、粒子或纤维和粒子的组合，所述纤维和/或所述粒子包括二氧化硅纤维和/或二氧化硅粒子，所述第二介质材料或所述缓冲层分别包括二氧化硅。
[0038]其中，所述平坦面上设置有胶层或者胶膜，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆封装方法，其特征在于，包括：提供一晶圆结构，其中，所述晶圆结构包括晶圆和接合在所述晶圆上的多个晶粒；对所述晶圆结构中的所述多个晶粒进行隔离填充和平坦化，以形成平坦面；在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述晶圆结构中的所述多个晶粒进行隔离填充和平坦化以形成平坦面，包括：在相邻的所述晶粒之间的间隙中填充第一介质材料；在所述第一介质材料上进一步填充第二介质材料，以使得相邻的所述晶粒之间的间隙中的填充物与所述晶粒远离所述晶圆的表面处于同一水平面，以形成平坦面；或者，在填充了所述第一介质材料后的所述晶圆结构上形成一层缓冲层，其中，所述缓冲层的部分填充在所述间隙中并位于所述第一介质材料之上，所述缓冲层的其它部分位于所述晶粒远离所述晶圆的表面上，且所述缓冲层远离所述晶圆的表面形成平坦面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一介质材料包括环氧基树脂和分散于所述环氧基树脂中的填充物，所述填充物包括纤维、粒子或纤维和粒子的组合，所述第二介质材料包括二氧化硅。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纤维和/或所述粒子包括二氧化硅纤维和/或二氧化硅粒子。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层，包括：在所述晶圆结构的平坦化的一侧上粘贴带有至少一个散热金属块的胶膜以形成所述散热金属层，其中，每个所述晶粒上分别粘贴有至少一散热金属块。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述晶圆结构的所述平坦面上形成散热金属层，包括：在所述晶圆结构的平坦化的一侧上形成隔离层；在所述隔离层上以沉积的方式形成所述散热金属层，其中，所述散热金属层包括多个散热金属块，每个所述晶粒上分别形成有至少一所述散热金属块。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：对所述晶圆结构进行切割，以形成晶粒，其中，所述晶粒包括下层晶粒和接合在所述下层晶粒上的至少一上层晶粒，且每个所述上层晶粒远离所述下层晶粒的一侧形成有至少一散热金属块。8.一种晶圆封装体，其特征在于，包括：下层晶圆；多个上层晶粒，接合在所述下层晶圆上；隔离填充平坦物，所述隔离填充平坦物的至少部分填充在相邻所述上层晶粒之间的间隙中，以隔离相邻的所述上层晶粒，且所述隔离填充平坦物与所述上层晶粒远离所述下层晶圆的表面处于同一水平面，以形成平坦面；或所述隔离填充平坦物远离所述下层晶圆的表面形成所述平坦面；散热金属层，设置在所述平坦面上。9.根据权利要求8所述的晶圆封装体，其特征在于，所述隔离填充平坦物包括第一介质
材料和第二介质材料，所述第一介质材料靠近所述下层晶圆，并包裹所述上层晶粒的部分的周向侧面；所述第二介质材料设置于所述第一介质材料远离所述下层晶圆的一侧表面，并包裹所述上层晶粒的其余部分的周向侧面，且所述第二介质材料与所述晶粒远离所述下层晶圆的表面处于同一水平面，以形成所述平坦面；其中，所述第一介质材料包括环氧基树脂和分散于所述环氧基树脂中的填充物，所述填充物包括纤维、粒子或纤维和粒子的组合，所述纤维和/或所述粒子包括二氧化硅纤维和/或二氧化硅粒子，所述第二介质材料包括二氧化硅。10.根据权利要求8所述的晶圆封装体，其特征在于，所述隔离填充平坦物包括第一介质材料和缓冲层，所述第一介质材料靠近所述下层晶圆，并包裹所述上层晶粒的部分的周向侧面；所述缓冲层设置于所述第一介质材料远离所述下层晶圆的一侧表面，并包裹所述上层晶粒的其余部分的周向侧面以及所述上层晶粒背离所述下层晶圆的一侧表面；且所述缓冲层远离所述下层晶圆的表面形成所述平坦面...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志刚，王宁，孙晓琴，孙鹏，杨道虹，胡胜，叶国梁，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：