[发明专利]一种GaN微波单片集成电路的晶圆级封装工艺

说明书

一种GaN微波单片集成电路的晶圆级封装工艺，涉及芯片封装技术领域，包括晶圆准备、晶圆正面工序、晶圆背面工序和封装工序，晶圆正面工序完成后进行晶圆封装工序，最后完成晶圆背面工序，所述封装工序包括以下步骤，降低了GaN基射频器件和微波单片集成电路的生产成本，性能方面由于去掉的传统封装工艺中键合引线环节，降低了在微波信号传输过程中损耗，有效提高了GaN基射频器件和微波单片集成电路性能，而且封装后的芯片体积更小并且大幅度提高了散热性能。

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，具体是涉及了一种GaN微波单片集成电路的晶圆级封装工艺。

背景技术

在众多的新型封装技术中，晶圆级封装技术最具创新性、微型化程度高、使用方便和成本低等特点，是封装技术取得革命性突破的标志，晶圆级封装技术是在整片晶圆上进行封装的生产工艺，是在晶圆上完成了的封装工作，实现了电子产品对轻薄短小特性的需求，现有的工艺是芯片正面、背面工序完成后进行切割，形成单颗管芯，最后进行封装，导致封装效率低，而且由于体积轻薄，造成散热性能的受限。

目前晶圆级封装主要应用中加速传感器与陀螺仪等MEMS组件的封装中及数字电路中，在微波领域由于连接线产生的寄生参量对微波性能的影响较大，无法满足微波领域对芯片的需求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种GaN微波单片集成电路的晶圆级封装工艺，降低了GaN基射频器件和微波单片集成电路的生产成本，性能方面由于去掉的传统封装工艺中键合引线环节，降低了在微波信号传输过程中损耗，有效提高了GaN基射频器件和微波单片集成电路性能，而且封装后的芯片体积更小并且大幅度提高了散热性能。

本发明采用的技术方案是，提供了一种GaN微波单片集成电路的晶圆级封装工艺，包括晶圆准备、晶圆正面工序、晶圆背面工序和封装工序，晶圆正面工序完成后进行晶圆封装工序，最后完成晶圆背面工序，所述封装工序包括以下步骤，

A、完成晶圆正面GaN基射频器件和微波单片集成电路所需工序；

B、利用旋转式涂胶台在已完成正面工序的晶圆正面依次涂敷BCB和光刻胶并烘干；

C、根据单颗芯片的尺寸制作第一个光刻板，利用光刻板去除未覆盖集成电路的多余光刻胶；

D、利用烘箱把光刻胶的表面进行曲面化；

E、利用反应离子刻蚀设备对未被光刻胶覆盖区域进行刻蚀，去除未覆盖包裹集成电路的BCB，刻蚀完成后用去离子水进行清洗，然后用N₂气吹干；

F、再次利用旋转式涂胶台涂敷光刻胶，根据单颗芯片的尺寸制作第二个光刻板，去除覆盖在BCB上的光刻胶；

G、利用电子束蒸发台进行蒸发玻璃，在BCB外表面形成玻璃膜；

H、蒸发完成后，利用剥离机对晶圆进行剥离，去除覆盖在光刻胶上的玻璃膜以及光刻胶，完成封装。

所述步骤A中，在衬底上增加导热层再进行晶圆生长，最后完成晶圆正面GaN基射频器件和微波单片集成电路。

所述导热层为石墨烯层或金刚石层。

所述步骤D中，烘箱温度110℃，时间为25min。

所述步骤B中，BCB涂覆的工艺参数为，旋转式涂胶台转速为4000r/s，BCB粘稠度为40cps，BCB厚度为8-10μm，前烘温度为90℃，时间为1.5min。

所述步骤C中，制作光刻板的工艺参数为，曝光能量为200mJ，厚度为1-3μm，后烘时温度为100℃，时间为30min，显影时温度为室温，时间为2min。