[发明专利]一种半导体堆叠封装结构及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）：提供第一载体基板，在所述载体基板上设置第一半导体芯片，所述第一半导体芯片的有源功能面朝向所述第一载体基板；

步骤（2）：接着对所述第一半导体芯片进行刻蚀处理，在所述第一半导体芯片的四个侧面分别形成多个平行排列的第一凸起，并在所述第一半导体芯片的上表面形成第一凹槽，并形成从所述第一凹槽分别延伸至所述第一半导体芯片的四个侧面的四个第一凹槽延伸部；

步骤（3）：接着对每个所述第一凸起的上表面进行刻蚀处理，以在每个所述第一凸起的上表面均形成一第一键合槽；

步骤（4）：接着在第一凹槽和所述第一凹槽延伸部形成第一导热层，接着在所述第一导热层上形成第一隔热层；

步骤（5）：提供第二载体基板，在所述载体基板上设置第二半导体芯片，所述第二半导体芯片的有源功能面朝向所述第二载体基板；

步骤（6）：接着对所述第二半导体芯片进行刻蚀处理，在所述第二半导体芯片的四个侧面分别形成多个平行排列的第二凸起，并在所述第二半导体芯片的上表面形成第二凹槽，并形成从所述第二凹槽分别延伸至所述第二半导体芯片的四个侧面的四个第二凹槽延伸部；

步骤（7）：接着对每个所述第二凸起的上表面以及所述第二半导体芯片的上表面进行刻蚀处理，以在每个所述第二凸起的上表面均形成一第一键合凸起；

步骤（8）：接着在第二凹槽和所述第二凹槽延伸部形成第二导热层，接着在所述第二导热层上形成第二隔热层；

步骤（9）：接着将所述第二半导体芯片接合至所述第一半导体芯片，使得所述第一键合凸起嵌入到相应的所述第一键合槽；

步骤（10）：接着形成第一封装层，所述第一封装层包裹所述第一半导体芯片的下侧，接着在所述第一封装层上形成第一导热件，所述第一导热件嵌入到相邻第一凸起之间的间隙中以接触所述第一导热层；

步骤（11）：接着形成第二隔热封装层，所述第二隔热封装层覆盖所述第一导热件的上表面，接着在所述第二隔热封装层上形成第二导热件，所述第二导热件嵌入到相邻第二凸起之间的间隙中以接触所述第二导热层，接着在所述第二隔热封装层上形成第三封装层，所述第三封装层覆盖所述第二导热件。

2.根据权利要求1所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（2）中，所述刻蚀处理是湿法刻蚀或干法刻蚀，利用掩膜在同一刻蚀处理工艺中形成所述第一凹槽和所述第一凹槽延伸部，所述第一凹槽延伸部的深度大于所述第一凹槽的深度。

3.根据权利要求1所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，通过激光烧蚀工艺形成所述第一键合槽，所述第一键合槽的深度与所述第一凸起的厚度的比值为0.3-0.5。

4.根据权利要求1所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（4）和（8）中，所述第一、第二导热层的材质是铜、铝、银、石墨烯、碳纳米管中的一种，所述第一、第二隔热层的材质是二氧化硅、环氧树脂、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（6）中，所述刻蚀处理是湿法刻蚀或干法刻蚀，利用掩膜在同一刻蚀处理工艺中形成所述第二凹槽和所述第二凹槽延伸部，所述第二凹槽延伸部的深度大于所述第二凹槽的深度。

6.根据权利要求1所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（7）中，第一键合凸起的高度与所述第一键合槽的深度的比值为0.8-0.95。

7.根据权利要求1所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（10）中，所述第一封装层包括环氧树脂和导热填料，所述第一导热件的材质是铜或铝。

8.根据权利要求7所述的半导体堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤（11）中，所述第二隔热封装层为环氧树脂层，所述第二导热件的材质是铜或铝，所述第三封装层包括环氧树脂和导热填料。

9.一种半导体堆叠封装结构，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法形成的。