[发明专利]一种带有支撑保护结构的封装方法

摘要

本发明涉及一种带有支撑保护结构的封装方法，该封装方法运用了铜凸点及TSV的技术实现了对接及电性互连，并且应用金属共晶键合的方法，实现了第二层芯片通过堆叠结构堆叠在第一层芯片上，并在第一层芯片和第二层芯片之间形成密闭的空腔，从而得到集成度更高的封装模块。本发明实现了多层芯片的晶圆级堆叠封装，提升了封装的信赖性及稳定性，芯片间形成的密封的空腔增加了多种保护选择，并且此种垂直连接缩短了连线距离，对功耗要求较低的功率芯片及电源管理芯片提供了解决方案，降低了信噪比，同时有助于减小多层芯片的外形尺寸，提供了更高的空间利用率及更高的电性互连密度。

主权项

一种带有支撑保护结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在第一层芯片的焊垫和芯片钝化层上生长形成第一钝化层，并在第一钝化层的相对应焊垫位置经过光刻形成焊垫开口，然后生长及电镀第一金属层，第一金属层经过光刻图形转移，形成需要的线路；（2）在第一金属层上涂布第二钝化层，经过光刻形成开口，然后进行第二金属层的生长和电镀，第二金属层将作为铜凸点及支撑结构的电镀种子层；（3）在第二金属层上涂布厚光刻胶，此光刻胶经过光刻图形转移后在对应生长铜凸点的位置暴露出深孔，并且完全漏出深孔底部的电镀种子层，在此深孔配合电镀种子层的结构上做铜电镀，生长铜凸点，铜凸点生长完成后，在铜凸点顶部生长锡帽，并去除厚光刻胶，并在第二金属层上形成支撑结构；（4）在第二层芯片上制作铜凸点，通过第一层芯片的第一层金属和第二层芯片的重布线使得第二层芯片的铜凸点的布局和第一层芯片的铜凸点的布局形成镜像；（5）第二层芯片翻转180度，实现第一层芯片和第二层芯片的对位，通过键合机的夹具进行预对位，键合机压合后，支撑结构及铜凸点以金属共晶的方式实现了共晶互连层，并且在两层芯片之间形成了空腔，即共晶互连层、第一层芯片和第二层芯片之间形成密闭的空腔；（6）在第二层芯片背面进行光刻，以漏出第二层芯片的焊垫对应的硅区域，通过干法刻蚀做出硅孔，并且漏出第二层芯片的焊垫，经过化学气相沉积一层二氧化硅层，经过光刻后暴露出焊垫，再次溅射第三金属层，第三金属层经过图形转移后形成线路导通至背面，并形成焊盘，经过一层光刻胶涂覆，在焊盘区域形成图形，在焊盘区域生长对外电性连接结构。