[发明专利]一种系统级封装结构中的新型电镀填孔工艺

说明书

本发明公开了一种系统级封装结构中的新型电镀填孔工艺，包括如下步骤：101）载板处理步骤、102）底座处理步骤、103）最终载板步骤；本发明提供大大减少电镀时间的一种系统级封装结构中的新型电镀填孔工艺。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种系统级封装结构中的新型电镀填孔工艺。

背景技术

随着芯片尺寸的逐渐缩小，传统的单片式封装工艺已经从原来的插槽式过渡到BGA，再到WLCSP最后到Fan-out，但是随着系统级功能模块的提出，系统级封装的方式又逐渐取代了过去的单片式，通过载体，把不同材质和不同功能的芯片集成到一个较小的区域，减少了芯片的单位占用面积，缩短了信号互联线，同时有利于产品的组装。

通过转接板做载板或者盖板来做系统级封装的结构既能在架构上将芯片由平面布局改为堆叠式布局，又能集成无源器件或分立元件等系统构建，使得精度、密度增加，性能大大提高，代表着未来射频集成电路系统级封装的发展趋势，在多方面存在极大的优势特性：

a)三维异构集成系统级封装采用一个芯片壳体来完成一个系统的全部互连，使总的焊点大为减少，也缩短了元件的连线路程，从而使电性能得以提高。

b)三维异构集成系统级封装在同一转接板芯片中叠加两个或更多的芯片，把Z方向的空间也利用起来，又不必增加封装引脚，两芯片叠装在同一壳内与芯片面积比均大于100％，三芯片叠装可增至250％；

c)物理尺寸小，重量轻。例如，最先进的技术可实现4层堆叠芯片只有1mm厚的超薄厚度，三叠层芯片的重量减轻35％；

不同工艺（如MEMS工艺、SiGe HBT、SiGe BiCMOS、Si CMOS、III-V（InP、GaN、GaAs）MMIC工艺等），不同材料（如Si、GaAs、InP）制作的不同功能的芯片（如射频、生物、微机电和光电芯片等）组装形成一个系统，有很好的兼容性，并可与集成无源元件结合。有数据显示，无线电和便携式电子整机中现用的无源元件至少可被嵌入30-50％。

但是在实际应用当中，制作TSV的工艺及其复杂，且在金属填孔工艺中，涉及到化学气相沉积绝缘层和物理气相沉积种子层的工艺，以及后续的电镀和CMP技术，不仅对设备和工艺要求非常严格，还大大增加了工艺成本和制作周期。同时，因为种子层在电镀TSV的整个侧壁都有，因此在电镀时需要严格控制电镀液的辅助剂成分且不能任意使用大电流电镀，防止金属在未填满TSV时就把TSV的孔堵住，这样就造成电镀的TSV孔不能太深且电镀时间超长。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供大大减少电镀时间的一种系统级封装结构中的新型电镀填孔工艺。

本发明的技术方案如下：

一种系统级封装结构中的新型电镀填孔工艺，具体处理包括如下步骤：

101）载板处理步骤：通过光刻、刻蚀工艺在载板上表面制作载板TSV孔，载板TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在载板上表面通过沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化形成绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；

减薄载板下表面，通过研磨、湿法刻蚀和干法刻蚀工艺使载板TSV孔另一端露出；在载板下表面通过沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化形成绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；在载板下表面涂胶，采用旋涂法、喷溅法或贴干膜的工艺，胶采用热熔胶、UV胶或激光裂解胶，其厚度范围为1um到100um；