一种晶圆级封装方法及封装结构技术

本发明专利技术涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种晶圆级封装方法及封装结构，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆级封装方法及封装结构


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体涉及一种晶圆级封装方法及封装结构
。

技术介绍

[0002]由于具备成本低
、
产量大等优点，晶圆级封装在半导体封装中的应用越来越广泛
。
晶圆级封装结构主要由芯片和窗口组成，通过在盖板晶圆上蚀刻深腔来形成封装腔体，一般需要在盖帽上镀膜，确保特定波段的光学透过率
。
[0003]由于蚀刻工艺蚀刻深度有限，一般仅为
0.1mm
，造成窗口与成像焦平面距离很近，导致窗口上的微小缺陷以及外部的微小灰尘极易引起成像质量问题
。
窗口微小缺陷造成成像不良导致窗口加工工艺窗口窄，良率低；外部灰尘影响成像导致用户体验差
。
[0004]因此有必要设计一种晶圆级封装方法及封装结构，以克服上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种晶圆级封装方法及封装结构，可以简化工艺，降低成本，适用于工业大批量生产
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种晶圆级封装方法，包括如下步骤：
[0007]S1、
将盖板晶圆和芯片晶圆键合：先在相互键合的两个第一键合面上分别镀第一金属层，并在其中一个第一金属层上镀第二金属层，将两个第一键合面对准，然后熔融第二金属层，将两侧的第一金属层连接；
[0008]S2、
划片，得到晶圆级封装结构
。
[0009]作为一种实施方式，所述盖板晶圆和
/
或所述芯片晶圆为组合结构，所述组合结构包括相互键合的晶圆本体和中间结构圆片，所述中间结构圆片的背离所述晶圆本体的端面为所述第一键合面
。
[0010]作为一种实施方式，所述中间结构圆片和所述晶圆本体的相对面为第二键合面，两个第二键合面的键合方法与步骤
S1
中的键合方法相同
。
[0011]作为一种实施方式，所述组合结构先期制作完成，再执行步骤
S1。
[0012]作为一种实施方式，所述第一金属层为高熔点金属层，所述第二金属层为低熔点金属层；低熔点金属层熔融后向高熔点金属层扩散，形成金属间化合物层，将两侧残留的高熔点金属层连在一起
。
[0013]作为实施方式之一，残留的高熔点金属层的厚度不小于
0.1
μ
m。
[0014]作为另一种实施方式，所述第一金属层为金属浸润层，所述第二金属层为焊料层；焊料层熔融后，将两侧的金属浸润层焊接在一起
。
[0015]作为实施方式之一，所述焊料层为采用蒸镀
、
溅射或电镀工艺制备的焊料薄膜
。
[0016]作为实施方式之一，在镀第一金属层之前，在第一键合面和
/
或第二键合面上依次镀粘附层和阻挡层，形成复合金属基层
。
[0017]本专利技术还提供一种采用以上任一项所述的晶圆级封装方法制作的晶圆级封装结
构
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019](1)
本专利技术通过熔融第二金属层，将两侧的第一金属层连接，从而实现盖板晶圆和芯片晶圆的键合，不仅工艺简单
、
成本低，而且适用于工业大批量生产；
[0020](2)
本专利技术通过在芯片晶圆与盖板晶圆之间增加中间结构圆片，可以增加芯片晶圆与盖板晶圆之间的距离，减小窗口上的微小缺陷以及外部的微小灰尘对光学器件的成像质量的影响，提高窗口良率，同时提升用户体验；
[0021](3)
本专利技术通过熔融低熔点金属层，使低熔点金属层熔融后向高熔点金属层中扩散形成金属间化合物层，将两侧残留的高熔点金属层连在一起，实现芯片的封装，不仅可以在低温下键合，工艺成本低，而且生成的金属间化合物层熔点高，封装结构可以在高温下使用，适用范围更广
。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图
。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的盖板晶圆
、
中间结构
、
芯片晶圆的一种示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的一种晶圆级封装方法的流程图；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的盖板晶圆
、
中间结构
、
芯片晶圆的另一种示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例提供的另一种晶圆级封装方法的流程图；
[0027]图5为图2和图4中形成的单个晶圆级封装结构的示意图；
[0028]图中：
1、
盖板晶圆；
2、
中间结构圆片；
3、
芯片晶圆；
4、
复合金属基层；
5、
高熔点金属层；
6、
低熔点金属层；
7、
金属间化合物层；
8、
吸气剂
。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
[0031]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上
。
[0032]如图1‑
图5所示，本实施例提供一种晶圆级封装方法，具体为一种红外探测器的晶
圆级封装方法，包括如下步骤：
[0033]S1、
将盖板晶圆1和芯片晶圆3键合：先在相互键合的两个第一键合面上分别镀第一金属层，并在其中一个第一金属层上镀第二金属层，将两个第一键合面对准，然后熔融第二金属层，将两侧的第一金属层连接；本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶圆级封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
将盖板晶圆和芯片晶圆键合：先在相互键合的两个第一键合面上分别镀第一金属层，并在其中一个第一金属层上镀第二金属层，将两个第一键合面对准，然后熔融第二金属层，将两侧的第一金属层连接；
S2、
划片，得到晶圆级封装结构
。2.
如权利要求1所述的晶圆级封装方法，其特征在于：所述盖板晶圆和
/
或所述芯片晶圆为组合结构，所述组合结构包括相互键合的晶圆本体和中间结构圆片，所述中间结构圆片的背离所述晶圆本体的端面为所述第一键合面
。3.
如权利要求2所述的晶圆级封装方法，其特征在于：所述中间结构圆片和所述晶圆本体的相对面为第二键合面，两个第二键合面的键合方法与步骤
S1
中的键合方法相同
。4.
如权利要求2所述的晶圆级封装方法，其特征在于：所述组合结构先期制作完成，再执行步骤
S1。5.
如权利要求1‑4中任一项所述的晶圆级封装方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，黄晟，周黄鹤，孙爱发，高健飞，王春水，魏禹，万欢，张严，蔡静，李来，
申请(专利权)人：武汉鲲鹏微纳光电有限公司，
类型：发明
国别省市：