[发明专利]封装结构、半导体器件和封装方法

说明书

本发明揭示了一种封装结构、半导体器件和封装方法，该封装结构包括：芯片单元，包括衬底以及位于衬底表面的客户层，定义所述客户层背离所述衬底的表面为第一表面，所述衬底背离所述客户层的表面为第二表面，所述客户层内形成有焊垫；焊接凸起，形成于芯片单元的第二表面；金属布线层，电性连接于所述焊垫和焊接凸起之间；绝缘层，形成于所述金属布线层和芯片单元之间，所述绝缘层包括依次形成于所述芯片单元表面的二氧化硅层和Si₃N₄层。本发明封装结构的绝缘层采用SiO₂+Si₃N₄+环氧树脂三层结构，通过该种结构，不仅可以大大提高湿气的隔绝效果，且本身抗应力强度也大大提高。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种封装结构、半导体器件和封装方法，特别适用于40nm及以下Low-k(低介电损耗常数)芯片TSV(硅通孔技术)封装。

背景技术

晶圆级芯片封装(WaferLevel Chip size Packaging，WLCSP)技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片的技术，封装后的芯片尺寸与裸片一致。晶圆级芯片封装技术颠覆了传统封装如陶瓷无引线芯片载具(Ceramic Leadless ChipCarrier)、有机无引线芯片载具(Organic Leadless ChipCarrier)的模式，顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。经晶圆级芯片封装技术封装后的芯片达到了高度微型化，芯片成本随着芯片的减小和晶圆尺寸的增大而显著降低。晶圆级芯片封装技术是可以将IC设计、晶圆制造、封装测试、整合为一体的技术，是当前封装领域的热点和发展趋势。

现有技术中，TSV封装常以SiO₂或环氧树脂等有机材料作绝缘层。但有机材料CTE(热膨胀系数)较大，对芯片及其焊垫的应力作用比较明显，容易导致焊垫本身的崩裂或附近客户层的断裂。

发明内容

本发明一实施例提供一种封装结构、半导体器件和封装方法，用于解决现有技术中由于绝缘层CTE较大，导致焊垫本身的崩裂或附近客户层的断裂的问题，包括：

一种封装结构，包括：

芯片单元，包括衬底以及位于衬底表面的客户层，定义所述客户层背离所述衬底的表面为第一表面，所述衬底背离所述客户层的表面为第二表面，所述客户层内形成有焊垫；

焊接凸起，形成于芯片单元的第二表面；

金属布线层，电性连接于所述焊垫和焊接凸起之间；

绝缘层，形成于所述金属布线层和芯片单元之间，所述绝缘层包括依次形成于所述芯片单元表面的二氧化硅层和Si₃N₄层。

一实施例中，所述二氧化硅层与焊垫之间连接，和/或

所述Si₃N₄层与焊垫之间连接。

一实施例中，所述绝缘层还包括形成于所述Si₃N₄层和金属布线层之间的环氧树脂层。

一实施例中，还包括贯穿所述衬底的通孔，所述通孔暴露出所述焊垫；

所述绝缘层延伸于所述芯片单元第二表面和所述通孔的侧壁。

一实施例中，还包括阻焊层，阻焊层至少形成于所述金属布线层表面，所述阻焊层具有暴露出部分所述金属布线层的开孔，所述焊接凸起填充所述开孔，并暴露在所述阻焊层表面之外。

一实施例中，所述芯片单元的第一表面具有功能结构，所述封装结构还包括：

基板，覆盖所述芯片单元的第一表面；