[发明专利]芯片堆叠封装方法及芯片堆叠结构

权利要求书

1.一种芯片堆叠封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第一晶圆的多个第一晶片的上表面形成第一外延层，且第一外延层的厚度在0.5-5微米；每一所述第一晶片的上表面具有多个第一金属垫，所述第一外延层的上表面具有多个第一焊盘和多个第二焊盘，且所述第一外延层内具有将所述第一金属垫与所述第一焊盘和第二焊盘导电连接的导电路径；

将多个第二晶片分别以主动表面朝向所述第一外延层的方式粘接固定到所述第一外延层的上表面，所述第二晶片的横截面的面积小于所述第一晶片的横截面的面积，每一所述第二晶片的主动表面具有多个第二金属垫，且每一所述第二金属垫通过导电胶与一个第一焊盘导电连接；

将所述第一晶圆进行切割形成多个集成晶片，每一所述集成晶片包括一个第一晶片和一个通过第一外延层与所述第一晶片导电连接的第二晶片；

所述在第一晶圆的多个第一晶片的上表面形成第一外延层，包括：在高温下通过气相化学反应，在所述第一晶片的上表面生长一层或多层硅单晶薄膜，并由所述一层或多层硅单晶薄膜构成所述第一外延层。

2.根据权利要求1所述的芯片堆叠封装方法，其特征在于，所述第一外延层的上表面具有第一凹槽，所述第一凹槽通过控制硅的生长区域形成或在第一外延层生长完成后通过表面激光蚀刻方式加工而成，且所述第一晶片的垂向投影覆盖所述第一凹槽的垂向投影；所述第一焊盘位于所述第一凹槽内，所述第二焊盘位于所述第一凹槽外，所述第二晶片以嵌入所述第一凹槽的方式粘接固定到所述第一外延层的上表面。

3.根据权利要求2所述的芯片堆叠封装方法，其特征在于，所述第一凹槽的形状和尺寸与所述第二晶片的形状和尺寸相匹配，且所述第二晶片的顶面与所述第一外延层的上表面持平或凹入所述第一外延层的上表面；

所述方法还包括：在所述第一凹槽和第二晶片之间的间隙填充绝缘胶体。

4.根据权利要求1所述的芯片堆叠封装方法，其特征在于，所述第一外延层内的导电路径结合第一外延层内的硅通孔形成。

5.根据权利要求1所述的芯片堆叠封装方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述第一晶圆的多个第一晶片的下表面形成第二外延层，每一所述第一晶片的下表面具有多个第三金属垫，所述第二外延层的下表面具有多个第三焊盘，且所述第二外延层内具有将所述第三金属垫与所述第三焊盘导电连接的导电路径；

将多个第三晶片分别以主动表面朝向所述第二外延层的方式粘接固定到所述第二外延层的下表面，所述第三晶片的横截面的面积小于所述第一晶片的横截面的面积，每一所述第三晶片的主动表面具有多个第四金属垫，且每一所述第四金属垫与一个第三焊盘导电连接；

每一所述集成晶片包括一个第一晶片、一个通过第一外延层与所述第一晶片导电连接的第二晶片以及一个通过第二外延层与所述第一晶片导电连接的第三晶片。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的芯片堆叠封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一外延层的上表面的每一第二焊盘上形成焊球，且所述焊球突出于所述第一外延层的上表面的高度大于所述第二晶片突出于所述第一外延层的上表面的高度。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的芯片堆叠封装方法，其特征在于，所述第二晶片的横截面的面积小于所述第一晶片的横截面的面积的二分之一；所述方法还包括：

将多个第四晶片分别以主动表面朝向所述第一外延层的方式粘接固定到所述第一外延层的上表面，所述第四晶片的横截面的面积小于所述第一晶片的横截面的面积的二分之一，每一所述第四晶片的主动表面具有多个第五金属垫，且每一所述第五金属垫与一个第一焊盘导电连接；

每一所述集成晶片包括一个第一晶片、一个通过第一外延层与所述第一晶片导电连接的第二晶片以及一个通过第一外延层与所述第一晶片导电连接的第四晶片。