[发明专利]一种利用穿硅通孔的微波多芯片封装结构及其制作方法

摘要

本发明提供一种利用穿硅通孔的微波多芯片封装结构及其制作方法，该方法利用TSV实现双面集成的系统级封装结构，在需要集成MMIC芯片时，不必在布线之前就埋入衬底，其性能、可靠性、以及成品率将得到改善。同时，在制作过程中的注入腐蚀、释放和高温退火等工艺可以在MMIC集成之前使用，需要使用特殊工艺的元器件可以在衬底的另一面事先组装和集成。因而包括有源和无源器件、MEMS器件、以及光电器件等的衬底在集成MMIC之前可以很方便地大规模制造，并且工艺相对简单，成本降低，是目前极为先进、可靠的制造方法。

主权项

一种利用穿硅通孔的微波多芯片封装结构的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1）提供一高阻双抛硅晶圆，在所述硅晶圆表面热生长一层SiO2层；2）在所述SiO2层上进行光刻形成通孔图形，并利用HF腐蚀掉所述通孔图形对应的SiO2以暴露出其下方的硅晶圆，然后以SiO2层为掩膜，利用反应离子刻蚀工艺对露出的硅晶圆进行刻蚀以形成穿硅通孔，并在所述穿硅通孔内壁热氧化生成一层SiO2层；3）在所述硅晶圆一面上的SiO2层上进行光刻以形成埋置槽图形，并利用HF腐蚀掉所述埋置槽图形对应的SiO2以暴露出其下方的硅晶圆，然后将所述硅晶圆浸入KOH腐蚀液进行湿法刻蚀以形成预定深度的埋置槽，并在所述埋置槽底部及侧壁热氧化生成一层SiO2层；4）在所述硅晶圆上无所述埋置槽的一面制备依次包含有TiW层、Au层的第一种子 层；5）提供一陪片，在所述陪片一面制备依次包含有TiW层、Au层的第二种子层，然后将该第二种子层Au面与所述第一种子层Au面进行键合；6）利用电镀工艺在所述穿硅通孔中形成高于所述硅晶圆表面的铜柱，然后利用湿法刻蚀和化学机械抛光工艺去除所述陪片，接着利用离子束刻蚀工艺去除所述硅晶圆表面的第一种子层和第二种子层键合形成的金属层；7）在所述硅晶圆双面分别制备依次包含有TiW层、Au层的第三种子层，然后在所述第三种子层上喷涂一层光刻胶进行光刻形成特定的布线图形，接着通过电镀工艺在显影后的所述第三种子层上沉积一定厚度的Au层以形成特定的地屏蔽布线层，最后利用离子束刻蚀工艺去除没有被所述电镀Au层所覆盖的第三种子层；8）在所述硅晶圆上无埋置槽的一面制备多层包含光敏BCB层、布线层、层间互连线、与所述布线层相连接的各种无源器件、以及形成于最顶层的若干焊盘或焊球；9）在所述硅晶圆上具有埋置槽的一面使用导电胶将芯片背面粘接于所述埋置槽底部，实现该芯片和所述硅晶圆的粘合；10）在所述硅晶圆上具有埋置槽的一面制备多层包含光敏BCB层、布线层、层间互连线、与所述布线层相连接的各种无源器件、以及形成于最顶层的若干焊盘或焊球；11）在所述焊盘上表贴元器件或倒装芯片。