[发明专利]系统级封装的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及系统级封装的方法。

背景技术

随着便携式电子元件变得越来越小，必须缩小电子元件的半导体封装的尺寸。为了达到上述目的，广泛的使用系统级封装技术，其理由是因为系统级封装技术可增加半导体封装的容量。

系统级封装(system in package，SIP)在一个半导体封装结构内不仅可以组装多个芯片，还可以将不同类型的器件和电路芯片叠在一起，构建成更为复杂的、完整的系统，如申请号为200710127363的中国专利申请中所提供的技术方案。

系统级封装技术的优越性包括：可提供更多新功能，多种工艺兼容性好，灵活性和适应性强，成本低，易于分块测试，以及开发周期较短等。系统级封装采用近十年来快速发展的倒装焊技术，与引线键合相比，倒装焊技术具有直流压降低、互连密度高、寄生电感小、热特性和电学性能好等优点，但费用较高。

现有技术将多块晶圆封装在一起的工艺如图1所示，先在第一晶圆10上形成通孔12；用化学气相沉积法在第一晶圆10上及通孔12内侧形成第一绝缘介质层14，所述第一绝缘介质层14的材料为氧化硅。

如图2所示，在通孔12内填充满导电材料16，所述导电材料16为铜或金，具体工艺为，先用电镀法在第一绝缘介质层14形成导电材料16，且导电材料16填充满通孔12，接着，对导电材料16进行平坦化至露出第一绝缘介质层14。

在导电材料16上形成凸点18，其工艺步骤为：先在导电材料16上形成焊料层，然后对焊料层进行回流，形成凸点18。

如图3所示，将第一晶圆10进行减薄至使通孔12内的导电材料16曝露，即通孔12穿透第一晶圆10，所述减薄的方法为化学机械抛光法，其中减薄的作用使第一晶圆10两面都能与其它晶圆键合连接；然后，将第一晶圆10上的对准标记与第二晶圆20上的对准标记对准，用阳极键合法将第一晶圆10上的第一绝缘介质层14和第二晶圆20上的第二绝缘介质层24进行键合，并通过点焊法将第一晶圆10上的凸点18与第二晶圆20上的焊盘22进行连接，其中第一晶圆10上的凸点18与第二晶圆20上的焊盘22一一对应；切割第一晶圆10和第二晶圆20，形成半导体芯片。

然而用上述工艺进行封装时，由于第一晶圆上的凸点与第二晶圆上的焊盘通过焊接的方式进行连接，这样就会产生热量及压应力，从而影响封装体的可靠性。

为解决上述问题，对工艺进行了改进，如图4所示，将第一晶圆30上的对准标记与第二晶圆40上的对准标记，用阳极键合法将第一晶圆30上的第一绝缘介质层32和第二晶圆40上的第二绝缘介质层44进行键合，其中焊盘42贯穿第二绝缘介质层44，所述第一绝缘介质层32与第二绝缘介质层44的材料为氧化硅等。如图5所示，对第一晶圆30进行减薄，所述减薄的方法为化学机械抛光法；然后，在第一晶圆30上形成光刻胶层(未图示)，定义与焊盘42一一对应的通孔图形；以光刻胶层为掩膜，刻蚀第一晶圆30和第一绝缘介质层32至露出焊盘42，形成通孔36；在第一晶圆30上及通孔36内侧形成第三绝缘介质层34，所述第三绝缘介质层34的材料为氧化硅等。如图6所示，在通孔36内填充满导电材料38，所述导电材料38为铜或金，具体工艺为，先用电镀法在第三绝缘介质层34形成导电材料38，且导电材料38填充满通孔36，接着，对导电材料38进行平坦化至露出第三绝缘介质层34。

然而，上述方法形成与焊盘一一对应的通孔过程中，由于先键合晶圆后形成通孔，使其中一晶圆上的焊盘与另一晶圆上的通孔不能很好的对准，进而影响半导体器件的制作。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种系统级封装的方法，防止一个晶圆上的通孔与另一个晶圆上的焊盘不能对准。

为解决上述问题，本发明提供一种系统级封装的方法，包括：在第一晶圆上形成通孔；在第一晶圆上及通孔内侧形成第一绝缘介质层；在第二晶圆上形成第二绝缘介质层，所述第二绝缘介质层中包括贯穿第二绝缘介质层的焊盘；将第一绝缘介质层与第二绝缘介质层进行键合，使第一晶圆中的通孔与第二晶圆上的焊盘一一对应；减薄第一晶圆至通孔穿透第一晶圆；在第一晶圆中的通孔内填充满导电材料，与第二晶圆上的焊盘电连接。

可选的，所述第一绝缘介质层与第二绝缘介质层的材料为氧化硅。所述第一绝缘介质层的厚度为500埃～10000埃。所述第二绝缘介质层的厚度为500埃～10000埃。所述将第一绝缘介质层与第二绝缘介质层进行键合的方法为阳极键合法。

可选的，减薄第一晶圆的方法为化学机械抛光法。