[发明专利]一种垂直互连晶圆级封装方法及结构

说明书

本发明公开一种垂直互连晶圆级封装方法及结构，属于集成电路晶圆级封装技术领域。该垂直互连晶圆级封装结构包括裸硅基体及其双面多层再布线的钝化层和金属线路。通过晶圆级双面再布线后，通过划片技术分离成单颗垂直互连通道单元，此垂直互连通道单元可以替代TSV、TMV和TGV等通孔被应用在三维硅基扇出型封装和2.5D转接板，制备方法简单、成本低，适合大规模量产应用。

技术领域

本发明涉及集成电路晶圆级封装技术领域，特别涉及一种垂直互连晶圆级封装方法及结构。

背景技术

随着微电子技术的不断发展，用户对系统的小型化、多功能、低功耗、高可靠性的要求越来越高。尤其是近年来便携式手持终端市场需求的井喷，如手提电脑、智能手机和平板电脑等，要求更高的集成度和互连能力。为了满足高密度互连，实现更高的集成度，实现系统的高频高速性能，减小传输延时，三维堆叠封装具有较好的应用前景。

三维堆叠中最重要的垂直互连结构有TSV（Through Silicon Via，硅通孔）、TMV（Through Molding Via，塑封通孔）和TGV（Through Glass Via，玻璃通孔）。其中TSV的深宽比一般可以做到最高，在TSV转接板中，常规的TSV转接板的标准厚度在100微米到300微米之间，TSV孔径可以做到10-100微米。但是，当通孔深度过大，容易导致孔洞的缺陷，从而影响产品的良率以及可靠性，并且深宽比和通孔集成度越高难度、成本都迅速提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直互连晶圆级封装方法及结构，以解决目前的封装工艺中容易因通孔深度过大导致孔洞缺陷，从而影响产品良率及可靠性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种垂直互连晶圆级封装方法，包括：

提供第一裸硅基体，在其正、背面制作n层再布线并切割成垂直互连通道单元，其中n≥1；

提供第二裸硅基体，通过临时键合胶与玻璃载板键合，刻蚀出凹槽并埋入垂直互连通道单元；

在第二裸硅基体正、背面制作n层再布线；

在第二裸硅基体背面焊接若干个第一异构或异质芯片并在底部填充底填料，在正面生长凸点；

切割分离形成单颗三维系统级封装单元。

可选的，刻蚀出凹槽并埋入垂直互连通道单元后，所述垂直互连晶圆级封装方法还包括：在所述凹槽中埋入第二异构或异质芯片，所述第二异构或异质芯片的焊垫朝外。

可选的，通过在裸硅正面和背面进行精细研磨，以形成第一裸硅基体；所述第一裸硅基体的厚度不小于1μm。

可选的，所述n层再布线包括钝化层和金属线路层；所述钝化层为无机材料或聚酰亚胺或树脂，所述金属线路层为金属材质的一种或多种；

所述无机材料包括SiO2、SiN和SiC；所述金属材质包括Ti、W、Cu、Ni和Au。

可选的，在第二裸硅基体正、背面制作n层再布线包括：

在第二裸硅基体正面制作n层再布线；

拆卸所述玻璃载板并清洗干净键合胶，在所述第二裸硅基体背面制作n层再布线。

可选的，利用倒装焊接技术通过微凸点将若干个第一异构或异质芯片焊接在所述第二裸硅基体背面。

本发明还提供了一种垂直互连晶圆级封装结构，包括：

第二裸硅基体，所述第二裸硅基体开有凹槽；

垂直互连通道单元，埋在所述凹槽中；

所述第二裸硅基体正、背面均制作有n层再布线；所述第二裸硅基体背面通过微凸点焊接有若干个第一异构或异质芯片，正面生长有凸点。