[发明专利]一种多层芯片堆叠的射频结构及其制作方法

权利要求书

1.一种多层芯片堆叠的射频结构的制作方法，其特征在于，射频结构包括散热载板和底座载板，散热载板和底座载板键合，形成模组，模组与模组之间堆叠焊接；其中散热载板上表面设置安置芯片的凹槽，散热载板的凹槽区域设置金属柱，周围设置竖向通孔；底座载板与散热载板的凹槽区域对应位置处设置金属柱，并与散热载板的金属柱连接；底座载板金属柱设置区域靠近散热载板处设置流通口，流通口两端设置通孔，该通孔与散热载板的通孔联通；芯片包括数字射频综合芯片；通孔直径范围在1um到1000um，深度范围在1um到500um；凹槽、流通口宽度范围在1um到1000um，深度在1um到500um之间；具体处理包括如下步骤：

101）散热载板处理步骤：散热载板上表面通过刻蚀工艺制作TSV孔，TSV孔深度小于散热载板厚度；散热载板上表面采用沉积氧化硅、沉积氮化硅或者直接热氧化方法中的一种，形成绝缘层；绝缘层上采用磁控溅射或者蒸镀工艺中的一种，制作种子层；电镀金属，填满TSV孔，形成金属柱，200到500度温度下密化金属柱；CMP工艺去除散热载板上表面的表面金属，留下金属柱；

散热载板上表面对应金属柱的区域，通过刻蚀工艺制作凹槽，使金属柱露出，凹槽内沉积氧化硅或者氮化硅形成一定厚度的绝缘层，通过湿法刻蚀工艺去除凹槽内露出的金属柱；

凹槽内通过磁控溅射或者蒸镀工艺中的一种，制作种子层；电镀金属，填充凹槽底部，形成连接金属，200到500度温度下密化连接金属；CMP工艺去除凹槽表面金属，留下连接金属；凹槽内通过共晶键合工艺焊接芯片，芯片引脚与连接金属连接；在散热载板上表面制作RDL和焊盘；

102）散热载板流通处理步骤：将步骤101）处理后的散热载板上表面的金属柱周围，通过光刻刻蚀工艺制作盲孔，散热载板上表面与临时载板临时键合；通过研磨工艺减薄散载板下表面，露出盲孔；散载板下表面沉积氧化硅或者氮化硅形成的绝缘层，CMP工艺使金属柱和盲孔露出；

103）底座载板处理步骤：底座载板上表面与散热载板金属柱对应的位置，通过刻蚀工艺制作TSV孔，TSV孔深度小于底座载板厚度；底座载板上表面采用沉积氧化硅、沉积氮化硅或者直接热氧化方法中的一种，形成绝缘层；绝缘层上采用磁控溅射或者蒸镀工艺中的一种，制作种子层；电镀金属，填满TSV孔形成金属柱，200到500度温度下密化金属柱；CMP工艺去除散热载板下表面的表面金属，留下金属柱；

104）底座载板流通处理步骤：将步骤103）处理后的底座载板上表面金属柱区域通过光刻刻蚀工艺设置流通口，流通口使金属柱露出；流通口上方沉积氧化硅或者氮化硅形成绝缘层，干法刻蚀或湿法刻蚀工艺使金属柱表面的绝缘层去除；底座载板上表面通过光刻干刻蚀工艺在流通口两端制作盲孔，减薄底座载板下表面，露出盲孔底部和金属柱；底座载板下表面沉积氧化硅或者氮化硅形成绝缘层，CMP工艺使金属柱和盲孔露出；底座载板下表面通过光刻、电镀工艺制作RDL和焊盘；

105）键合步骤：将散热载板下表面和底座载板上表面键合，形成模组；其中，散热载板的金属柱和底座载板的金属柱相连接；

106）成形步骤：根据以上步骤制作嵌入不同芯片的模组，通过晶圆级键合工艺进行多层模组堆叠；切割多层模组堆叠堆形成多层模组堆叠的射频结构；

散热载板、底座载板采用4、6、8、12寸中的一种，厚度范围为200um到2000um，材料采用硅片、玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂、聚氨酯中的一种；

TSV孔直径范围在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，种子层的材料采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者多种，种子层本身结构为一层或多层；

盲孔直径范围在1um到1000um，深度范围在1um到500um；凹槽、流通口宽度范围在1um到1000um，深度在1um到500um；金属焊盘厚度在100nm到1000um之间；金属焊盘采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种；金属焊盘本身结构为一层或多层；

键合工艺的温度控制在100度到350度之间。