[发明专利]具有金属‑绝缘体‑金属电容器的封装件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及封装件和制造该封装件的方法，更具体而言，涉及具有金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的封装件及其制造方法。

背景技术

射频(RF)和混合信号集成电路利用电容器元件去耦、过滤和振荡。由于金属提供适用于低成本下的高速应用的无耗尽，高电导电极这一优点，金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构已经在模拟、混合信号和RF器件中用作电容器。MIM电容器结构具有将其插入两个中间金属层之间的灵活性的优点。对于日益复杂的混合信号和RF应用，MIM电容器面积受到芯片尺寸参数的限制。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种封装件，包括：芯片，包括形成在第一聚合物层中的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器和形成在所述MIM电容器上的金属柱；围绕所述芯片的模塑料；第二聚合物层，形成在所述芯片和所述模塑料上；第三聚合物层，形成在所述第二聚合物层上；互连结构，形成在所述第二聚合物层和所述第三聚合物层之间并且与所述金属柱和所述MIM电容器电连接；以及凸块，形成在所述互连结构上方并且与所述互连结构电连接。

在所述封装件中，所述MIM电容器包括下金属层、上金属层以及形成在所述下金属层和所述上金属层之间的电容器介电层，并且所述电容器介电层包括氮化物层。

在所述封装件中，所述MIM电容器包括下金属层、上金属层以及形成在所述下金属层和所述上金属层之间的电容器介电层，并且所述金属柱形成在所述上金属层上。

在所述封装件中，所述MIM电容器包括下金属层、上金属层以及形成在所述下金属层和所述上金属层之间的电容器介电层，并且所述金属柱形成在所述下金属层未被所述上金属层和所述电容器介电层覆盖的延伸部分上。

在所述封装件中，所述金属柱形成在所述第一聚合物层中并且位于所述互连结构和所述MIM电容器之间。

在所述封装件中，所述下金属层包括钛层和氮化钛层中的至少一种。

在所述封装件中，所述上金属层包括钛层和氮化钛层中的至少一种。

在所述封装件中，所述金属柱包括铜或铜合金。

在所述封装件中，所述互连结构包括铜或铜合金。

在所述封装件中，所述芯片的顶面与所述模塑料的顶面齐平。

根据本发明的另一方面，提供了一种封装件，包括：形成在模塑料中的芯片，其中，所述芯片包括：位于衬底上的接触焊盘；位于所述衬底上的钝化层，通过所述钝化层暴露所述接触焊盘的一部分；位于所述钝化层上的第一聚合物层；位于所述第一聚合物中的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器；位于所述第一聚合物层中并且与所述接触焊盘相连接的第一金属柱；和位于所述第一聚合物层中并且与所述MIM电容器相连接的第二金属柱；第一互连结构，位于所述第一聚合物层上方并且与所述第一金属柱电连接；第二互连结构，位于所述第一聚合物层上方并且与所述第二金属柱电连接；以及凸块，位于所述第二互连结构上方并且与所述第二互连结构电连接。

在所述封装件中，所述MIM电容器包括下金属层、上金属层以及形成在所述下金属层和所述上金属层之间的电容器介电层，并且所述电容器介电层包括氮化物层。

在所述封装件中，所述MIM电容器包括下金属层、上金属层以及形成在所述下金属层和所述上金属层之间的电容器介电层，并且所述第二金属柱形成在所述上金属层上。

在所述封装件中，所述芯片包括第三金属柱，所述第三金属柱位于所述下金属层未被所述上述金属层和所述电容器介电层覆盖的延伸部分上。

在所述封装件中，还包括位于所述第一聚合物层和所述第二互连结构之间的第二聚合物层。

在所述封装件中，所述下金属层和所述上金属层中的至少一个包括钛。

在所述封装件中，所述第一聚合物层的顶面与所述模塑料的顶面齐平。

根据本发明的又一方面，提供了一种形成封装件的方法，包括：在载具晶圆上设置多个芯片，其中，至少一个芯片包括形成在第一聚合物层中的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器和形成在所述MIM电容器上的金属柱；在所述载具晶圆上形成模塑料，以填充所述多个芯片之间的间隔；在所述多个芯片和所述模塑料上形成第二聚合物层，所述第二聚合物层包括暴露所述金属柱的第一开口；以及在所述第二聚合物层上形成通过所述第一开口与所述金属柱电连接的互连结构。

在所述方法中，还包括：在所述第二聚合物层的上方形成第三聚合物层，其中，所述第三聚合物层包括暴露所述互连结构的第二开口。