[发明专利]一种具有防溢锡结构的三维异构堆叠方法

说明书

本发明公开了一种具有防溢锡结构的三维异构堆叠方法，具体包括如下步骤：101)垫层制作步骤、102)再次处理步骤、103)去除步骤、104)防溢步骤；本发明提供凸点或焊圈和焊盘金属就会有一定的距离为焊锡保留提供足够空间的一种具有防溢锡结构的三维异构堆叠方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种具有防溢锡结构的三维异构堆叠方法。

背景技术

微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。

但是对于高频率的微系统，天线阵列的面积越来越小，且天线之间的距离要保持在某个特定范围，才能使整个模组具备优良的通信能力。但是对于射频芯片这种模拟器件芯片来讲，其面积不能像数字芯片一样成倍率的缩小，这样就会出现特高频率的射频微系统将没有足够的面积同时放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆叠起来。

在实际应用当中，模组堆叠的过程一般是模组上下表面金属围堰做金属熔融键合的过程，对于晶圆级键合工艺和大尺寸的芯片键合工艺，需要极为苛刻的键合条件才能避免两者键合过程中金属围堰或者互联焊盘表面的锡溢出表面，而对于一些面积较大的围堰，则要做到所有芯片都不发生溢锡问题基本没法实现，一旦发生溢锡，围堰表面的锡量就会大大减少，这样对于后面金属熔融过程非常不利。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种具有防溢锡结构的三维异构堆叠方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有防溢锡结构的三维异构堆叠方法，具体包括如下步骤：

101)垫层制作步骤：载板上表面沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成垫层，垫层厚度范围在10nm到100um之间；或者通过物理溅射，磁控溅射、蒸镀工艺或者电镀金属在载板上表面制作垫层；

通过光刻和刻蚀工艺去除部分垫层，剩余垫层形成凸点或焊圈；刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀；

102)再次处理步骤：在垫层上制作种子层，种子层上涂布光刻胶，通过显影工艺去除部分种子层露出待电镀区域，电镀金属柱和顶层焊锡；金属柱上表面为平面；

103)去除步骤：去除光刻胶，湿法去除种子层；涂助焊剂，回流后清洗助焊剂得到表面带有焊锡层的凸点或焊圈；

104)防溢步骤：将上述步骤形成的新芯片模组与传统芯片模组进行焊接，其两者通过焊锡层紧密结合，完成防溢锡结构三维堆叠。

进一步的，垫层本身结构为一层或多层结构，其材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合；种子层、金属柱、焊锡本身结构都为一层或多层结构，厚度范围都在1nm到100um，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合。

本发明相比现有技术优点在于：本发明通过在围堰或者焊接焊盘的周围制作高度不同的保护图形，使晶圆或者芯片在键合的工程中，保护图形会优先接触，形成围堵，这样凸点或焊圈和焊盘金属就会有一定的距离为焊锡保留提供足够空间，进而保证后续的金属熔融提供防溢锡结构三维堆叠。

附图说明

图1为本发明的载板设置垫层示意图；

图2为本发明的图1形成凸点或焊圈、种子层示意图；

图3为本发明的图2设置光刻胶、待电镀区域的示意图；

图4为本发明的图3设置金属柱、顶层焊锡示意图；

图5为本发明的图4去除光刻胶示意图；

图6为本发明的图5去除处理后示意图；