[发明专利]一种底部带焊盘的空腔结构制作方法

说明书

本发明公开了一种底部带焊盘的空腔结构制作方法，具体处理包括如下步骤：101）焊盘准备步骤、102）转接板下表面处理步骤、103）成形步骤；本发明提供空腔底部实现焊盘的制作的一种底部带焊盘的空腔结构制作方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种底部带焊盘的空腔结构制作方法。

背景技术

毫米波射频技术在半导体行业发展迅速，其在高速数据通信、汽车雷达、机载导弹跟踪系统以及空间光谱检测和成像等领域都得到广泛应用，预计2018年市场达到11亿美元，成为新兴产业。新的应用对产品的电气性能、紧凑结构和系统可靠性提出了新的要求，对于无线发射和接收系统，目前还不能集成到同一颗芯片上（SOC），因此需要把不同的芯片包括射频单元、滤波器、功率放大器等集成到一个独立的系统中实现发射和接收信号的功能。

传统封装工艺把各种功能芯片和无源器件安装在基板上，占用面积大，可靠性差，不能满足封装系统越来越小型化的趋势，而基于标准硅工艺的三维异构封装技术（系统级封装SIP）运用TSV技术和空腔结构将不同衬底不同功能的芯片集成在一起，能在较小的区域内实现芯片的堆叠和互联，大大减小了功能件的面积并增加了其可靠性，越来越成为该产业未来发展的方向。

射频芯片需要对其底部进行散热和接地互联，这样就要求芯片底部需要有TSV铜柱做接触，特别是对于芯片底部带焊球的结构，需要有相应的焊盘做焊接动作。但是对于要把射频芯片埋入到硅空腔的结构来讲，如果先做TSV，则需要在转接板的背部做空腔，TSV的底部做空腔的底部，然后做互联，TSV深度会有差异，这样做出来的底部会不平，不利于芯片的接地互联；如果先做空腔，后做TSV，需要在空腔的底部进行TSV刻蚀工艺，电镀完成后还要设置焊盘，工艺成本较高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供空腔底部实现焊盘的制作的一种底部带焊盘的空腔结构制作方法。

本发明的技术方案如下：

一种底部带焊盘的空腔结构制作方法，具体处理包括如下步骤：

101）焊盘准备步骤：转接板上表面通过光刻、刻蚀工艺在制作第一TSV孔，第一TSV孔的深度小于转接板的厚度；在转接板上表面采用沉积氧化硅、沉积氮化硅或直接热氧方法中的一种，形成绝缘层；在绝缘层上物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺选其一制作种子层；电镀金属填充第一TSV孔底部形成一定厚度的金属块，200到500度温度下密化金属块；湿法清洗工艺去除第一TSV孔内种子层；

102）转接板下表面处理步骤：减薄转接板下表面，通过光刻、刻蚀工艺在转接板减薄表面制作第二TSV孔，第二TSV孔直径小于第一TSV孔直径，第二TSV孔的深度加上第一TSV孔的深度等于减薄后转接板厚度；

转接板下表面通过沉积氧化硅、氮化硅或直接热氧化形成绝缘层；绝缘层上通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺选其一制作种子层；电镀金属充满第二TSV孔，形成金属柱，200到500度温度下密化金属柱；CMP工艺去除转接板下表面金属，保留金属柱；

103）成形步骤：在步骤101）处理后的转接板上表面制作TSV孔的区域通过干法刻蚀和/或湿法腐蚀工艺制作空腔，露出金属块形成焊盘。

进一步的，第一TSV孔、第二TSV孔的直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；种子层厚度范围在1nm到100um之间；焊盘厚度范围为10nm到1000um之间。

进一步的，种子层本身结构为一层或多层，种子层的材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种。

进一步的，空腔深度在100nm到700um之间，空腔截面形状为方形、圆形、椭圆形或三角形，空腔的侧壁为垂直或倾斜。