電子裝置中改進(jìn)的堆疊結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特定的半導(dǎo)體封裝應(yīng)用的鍵合堆疊結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]一些半導(dǎo)體芯片封裝使用金屬凸塊以允許與其他裝置電連接。這些凸塊形成在各自半導(dǎo)體芯片上的保護(hù)層的開口上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，本公開涉及一種堆疊結(jié)構(gòu)，包含在基板上實(shí)現(xiàn)的焊盤，該焊盤包含具有聚合物層，該聚合物層的側(cè)面與該焊盤的另一層形成界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面。該堆疊結(jié)構(gòu)還包含在該上部金屬層上實(shí)現(xiàn)的鈍化層，該鈍化層包含圖案，其配置為在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，該圖案限定多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面。
[0004]在一些實(shí)施例中，該堆疊結(jié)構(gòu)還包含在該焊盤上實(shí)現(xiàn)的金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該焊盤的另一層是金屬層，以使該界面在該聚合物層和該金屬層之間。在一些實(shí)施例中，該金屬層在該上部金屬層下方，并且在一些實(shí)施方式中，該上金屬層是與該聚合物層形成界面的金屬層。
[0005]在一些實(shí)施例中，該堆疊結(jié)構(gòu)的該聚合物層具有張力薄膜應(yīng)力特性，并且在一些實(shí)施例中該薄膜層包含聚酰亞胺、苯并環(huán)丁稀(benzocyclobutene，BCB)、或聚苯并惡挫(polybenzoxazole，PB0)。在一些實(shí)施例中，該堆疊結(jié)構(gòu)的該鈍化層包含氮化娃層。
[0006]在一些實(shí)施例中，該圖案限定該鈍化層的該多個(gè)開口，其配置為用作該上部金屬層上的帶子或網(wǎng)，從而在該上部金屬層上提供該壓縮力。在一些實(shí)施例中，該圖案的該帶子或該網(wǎng)基本上與該多個(gè)開口的周圍相鄰。
[0007]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該基板是半導(dǎo)體基板，并且在一些實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基板是倒裝芯片基板。在一些實(shí)施例中，該堆疊結(jié)構(gòu)的該焊盤是凸塊焊盤并且該金屬結(jié)構(gòu)是金屬凸塊。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該半導(dǎo)體基板是具有集成電路(IC)的基體晶片層，并且在一些實(shí)施例中，該堆疊結(jié)構(gòu)配置為在該基體晶片層上形成環(huán)形，該環(huán)形限定內(nèi)部區(qū)域，其具有容納裝置的尺寸，該環(huán)形還配置為允許安裝帽蓋晶片以基本上封閉該內(nèi)部區(qū)域。
[0008]本公開還涉及一種制造堆疊結(jié)構(gòu)的方法。該方法包含步驟:提供基板，在該基板上形成焊盤，以使該焊盤包含具有側(cè)面的聚合物，該側(cè)面形成與該焊盤的另一層的界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面；在該上部金屬層上形成鈍化層；以及圖案化該鈍化層，以產(chǎn)生多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面，并且在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性。
[0009]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該方法還包括在該焊盤上形成金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。
[0010]根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，公開了一種具有基板層的芯片其。該芯片還包含在該基板層的表面上實(shí)現(xiàn)的多個(gè)連接結(jié)構(gòu)，每個(gè)連接結(jié)構(gòu)包含焊盤，其中該焊盤包含聚合物層，該聚合物層的側(cè)面與該焊盤的另一層形成界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面，該連接結(jié)構(gòu)還包含在該上部金屬層上實(shí)現(xiàn)的鈍化層，該鈍化層包含圖案，其配置為在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，該圖案限定多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面，該連接結(jié)構(gòu)還包含在該焊盤上實(shí)現(xiàn)的金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。
[0011]在一些實(shí)施例中，該芯片是倒裝芯片，并且在一些實(shí)施例中，該芯片是MEMS裝置。在一些實(shí)施例中，該芯片是集成無源裝置(integrated passive device，IPD)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該基板層包含半導(dǎo)體裸片，同時(shí)在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該半導(dǎo)體裸片包含集成電路(integrated circuit，IC)，并且在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該IC配置為提供射頻(rad1-frequency, RF)功會(huì)泛。
[0012]在一些實(shí)施例中，該芯片的該基板層包含半絕緣層，并且在一些實(shí)施例中，該半絕緣層包含無源電路。在一些實(shí)施例中，該半絕緣層包含砷化鎵(gallium arsenide，GaAs)。在一些實(shí)施例中，該芯片的該基板層包含絕緣層，并且在一些實(shí)施例中，該絕緣層包含玻璃或藍(lán)寶石。
[0013]本公開還涉及一種制造倒裝芯片的方法。該方法包含提供具有集成電路(integrated circuit，IC)的半導(dǎo)體裸片，并且在該裸片的表面上形成多個(gè)連接結(jié)構(gòu)，每個(gè)連接結(jié)構(gòu)包含焊盤，該焊盤包含具有側(cè)面的聚合物層，該側(cè)面形成與該焊盤的另一層的界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，其中該上部金屬層具有上表面。該方法還包含在該上部金屬層上形成鈍化層，圖案化鈍化層，以產(chǎn)生多個(gè)開口而露出該上部金屬層的該上表面，并且在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，并且在該焊盤上形成金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。
[0014]本公開的另一個(gè)方面包含一種射頻(rad1-frequency，RF)裝置，其包含具有集成電路(integrated circuit，IC)的基體晶片，該IC配置為提供RF功能和在該基體晶片上實(shí)現(xiàn)的帽蓋晶片。該RF設(shè)備包含實(shí)現(xiàn)的環(huán)形結(jié)構(gòu)以將該帽蓋晶片連接到該基體晶片以產(chǎn)生密封空腔，該環(huán)形結(jié)構(gòu)包含焊盤，該焊盤包含具有側(cè)面的聚合物層，該側(cè)面形成與該焊盤的另一層的界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面，該環(huán)形結(jié)構(gòu)還包含在該上部金屬層上實(shí)現(xiàn)的鈍化層，該鈍化層包含圖案，其配置為在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，該圖案限定多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面，該環(huán)形結(jié)構(gòu)還包含在該焊盤上實(shí)現(xiàn)的金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。
[0015]在一些實(shí)施例中，該RF設(shè)備的該帽蓋晶片包含1C，并且在一些實(shí)施例中，該帽蓋晶片的該IC通過該環(huán)形結(jié)構(gòu)至少部分電連接至該基體晶片的該1C。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該RF設(shè)備還包含在該密封空腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的裝置。
[0016]在一些實(shí)施例中，該裝置建立在該RF設(shè)備的該基體晶片的該IC上，或是其一個(gè)部件上。在一些實(shí)施例中，該裝置是MEMS裝置，并且在一些實(shí)施例中，該裝置安裝在該基體晶片上。在一些實(shí)施例中，該RF設(shè)備的該裝置是表面聲波(acoustic wave, SAW)裝置、體聲波(bulk acoustic wave, BAff)裝置、或者薄膜體聲波諧振器(film bulk acousticresonator, FBAR)裝置。在一些實(shí)施例中，該裝置是RF濾波器。
[0017]根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，本公開涉及制造射頻(rad1-frequency，RF)設(shè)備的方法。該方法包含提供具有集成電路(integrated circuit, IC)的基體晶片，該IC配置為提供RF功能。該方法還包含在該基體晶片上形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，以使該環(huán)形結(jié)構(gòu)包含焊盤，該焊盤包含具有側(cè)面的聚合物層，該側(cè)面形成與該焊盤的另一層的界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面，該環(huán)形結(jié)構(gòu)還包含在該上部金屬層上實(shí)現(xiàn)的鈍化層，該鈍化層包含圖案，其配置為在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，該圖案限定多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面，該環(huán)形結(jié)構(gòu)還包含在該焊盤上實(shí)現(xiàn)的金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接，并且在該環(huán)形結(jié)構(gòu)上安裝帽蓋晶片以產(chǎn)生密封空腔。
[0018]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該方法包含在安裝該帽蓋晶片前在該基體晶片上安裝該裝置。在一些實(shí)施例中，安裝該裝置包含在該基體晶片上安裝表面聲波(acoustic wave,SAW)裝置、體聲波(bulk acoustic wave, BAff)裝置、或者薄膜體聲波諧振器(film bulkacoustic resonator，F(xiàn)BAR)裝置。
[0019]本公開還描述一種包含封裝基板和在封裝基板上安裝的RF設(shè)備的射頻(rad1-frequency, RF)模塊，該封裝基板配置為接收多個(gè)元件，該RF設(shè)備包含具有焊盤的堆疊結(jié)構(gòu)，該焊盤包含具有側(cè)面的聚合物層，該側(cè)面與該焊盤的另一層形成界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面，該堆疊結(jié)構(gòu)還包含在該上部金屬層上實(shí)現(xiàn)的鈍化層，該鈍化層包含圖案，其配置為在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，該圖案限定多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面，該堆疊結(jié)構(gòu)還包含在該焊盤上實(shí)現(xiàn)的金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。
[0020]在一些實(shí)施例中，該RF模塊的該RF設(shè)備是倒裝芯片。在一些實(shí)施例中，該RF設(shè)備的該堆疊結(jié)構(gòu)是連接結(jié)構(gòu)，其配置為便于安裝該倒裝芯片。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該RF設(shè)備是具有密封空腔的設(shè)備。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該堆疊結(jié)構(gòu)是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其將基體晶片和帽蓋晶片互連以產(chǎn)生該密封空腔。
[0021]根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，本公開涉及一種無線裝置，其包括天線和射頻設(shè)備，該天線配置為傳送或接收射頻(rad1-frequency，RF)信號(hào)，該射頻設(shè)備配置為處理該RF信號(hào)，該RF設(shè)備包含具有焊盤的堆疊結(jié)構(gòu)，該焊盤包含具有側(cè)面的聚合物，該側(cè)面與該焊盤的另一層形成界面，該焊盤還包含在該界面上的上部金屬層，該上部金屬層具有上表面，該堆疊結(jié)構(gòu)還包含在該上部金屬層上實(shí)現(xiàn)的鈍化層，該鈍化層包含圖案，其配置為在該上部金屬層上提供壓縮力從而減少在該界面分層的可能性，該圖案限定多個(gè)開口以露出該上部金屬層的該上表面，該堆疊結(jié)構(gòu)還包含在該焊盤上實(shí)現(xiàn)的金屬結(jié)構(gòu)，以使該金屬結(jié)構(gòu)通過該鈍化層的該多個(gè)開口與該上部金屬層的該露出的上表面連接。
[0022]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該無線裝置的該RF設(shè)備是倒裝芯片。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該RF設(shè)備的該堆疊結(jié)構(gòu)是連接結(jié)構(gòu)，其配置為便于安裝該倒裝芯片。在一些實(shí)施例中，該RF設(shè)備是具有密封空腔的設(shè)備。在一些實(shí)施例中，RF設(shè)備的該堆疊結(jié)構(gòu)是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其將基體晶片和帽蓋晶片互連以產(chǎn)生該密封空腔。在一些實(shí)施例中，該無線裝置的該RF設(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)其他特性的RF設(shè)備、堆疊結(jié)構(gòu)或芯片，如本公開中所述。
[0023]為了概括本公開的目的，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和新穎性特征已經(jīng)在這里描述?？梢岳斫獾氖牵鶕?jù)本發(fā)明的任何特定實(shí)施例不必要獲得所有的這種優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明可以以獲得或優(yōu)化如這里教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)而不必要獲得這里教導(dǎo)或建議的其他優(yōu)點(diǎn)的方式實(shí)施或完成。
【附圖說明】
[0024]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的示例的堆疊結(jié)構(gòu)，其具有形成在半導(dǎo)體基板上的多個(gè)層。
[0025]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的由于剪切力剝離堆