[发明专利]用于制造具有用于外部封装连接性的贯穿晶片过孔的晶片级封装的方法和相关的结构

说明书

技术领域

本发明通常涉及半导体领域。更具体而言，本发明涉及晶片级封装领域。

背景技术

电子器件例如移动电话和个人数字助理(PDA)不断地减少其尺寸和价格而增加其功能度。结果，这些电子器件要求更小、更低成本的元件，例如集成电路(IC)和微机电系统(MEMS)器件。但是，封装通常耗费IC和MEMS器件的近似40.0％到近似90.0％之间的总制造成本。结果，出现了晶片级封装作为提供同样具有减小的足印的低成本IC和MEMS器件封装的挑战的主要解决方案。

作为背景，在晶片级封装中，特别地对于在其上需要腔的器件，可以使用接合材料层将保护晶片接合到包括IC或者MEMS器件的器件晶片。在一个常规的晶片级封装方法中，丝网印刷、旋涂或者淀积熔结(frit)玻璃化合物以形成接合层图形。然而，在高温下的接合工艺期间，流出的熔化的玻璃可以损坏晶片上器件的有源区域。为了充分的保护器件不受流出的熔化的玻璃的影响，必须在接合层图形与器件之间提供大量的空间，这不希望地增加了产生的晶片级封装的尺寸。

在另一个常规的晶片级封装方法中，使用例如金、基于金的合金、铜、基于铜的合金或者焊料的薄金属层形成接合层。尽管这种方法提供了密封的晶片级封装，但是特别地对于那些不需要密封封装的应用，使用金属接合层不希望地增加了制造成本。

在常规的用于提供非密封晶片级封装的方法中，使用聚合物作为接合层将两个晶片接合在一起，并且使用在该聚合物之下的电馈通(electricalfeedthrough)将由聚合物密封环围绕的器件连接到位于晶片级封装之外的接触衬垫。这些接触衬垫用于线接合以电连接到其它器件。尽管这种常规的封装方法提供了相对低成本的封装，但是线接合在下一级封装中消耗了许多不希望的空间。

因此，本领域中需要实现具有低成本和希望的小足印的晶片级封装的封装方法。

发明内容

本发明旨在一种用于制造具有用于外部封装连接性的贯穿晶片过孔的晶片级封装的方法和相关的结构。本发明处理并解决在本领域中对于实现具有低成本和所希望的小足印的晶片级封装的封装方法的需要。

根据本发明的一个示例性实施例，一种用于制造晶片级封装的方法包括在器件晶片上形成聚合物层，其中所述器件晶片包括至少一个器件晶片接触衬垫和至少一个器件，并且其中所述至少一个器件晶片接触衬垫被电连接到所述至少一个器件。例如，所述聚合物层可以包括感光聚合物。所述方法还包括在所述聚合物层中形成至少一个开口和密封环，其中所述至少一个开口位于所述至少一个器件晶片接触衬垫之上并且所述密封环围绕所述器件。所述方法还包括将保护晶片接合到所述器件晶片。例如，在将所述保护晶片接合到所述器件晶片之前在所述保护晶片中形成至少一个腔。

根据本发明的所述示例性实施例，所述方法还包括执行减薄工艺以获得所述保护晶片的目标厚度。所述方法还包括在所述保护晶片中形成至少一个过孔，其中所述至少一个过孔延伸贯穿所述保护晶片，并且其中所述至少一个过孔位于所述至少一个器件晶片接触衬垫之上。例如，所述至少一个过孔具有在近似10.0微米与近似100.0微米之间的直径。可以使用导电层填充所述至少一个过孔，其中所述导电层与所述至少一个器件晶片接触衬垫接触。所述方法还包括在所述保护晶片上形成至少一个保护晶片接触衬垫，其中所述至少一个保护晶片接触衬垫位于所述至少一个过孔之上并且被电连接到所述至少一个器件晶片接触衬垫。所述方法还包括在所述至少一个保护晶片接触衬垫上形成至少一个焊料凸起。所述方法还包括执行减薄工艺以获得所述器件晶片的目标厚度。

根据一个实施例，本发明是一种通过利用上述方法获得的结构。在阅读下面详细的描述和附图之后，本发明的其它特点和优点将对于本领域普通技术人员变得更显而易见。

附图说明

图1示出了示例了实施本发明的实施例所采取的步骤的流程图；

图2A示例了与图1中的流程图中的初始步骤相对应的截面图，其包括根据本发明的实施例处理的晶片的一部分；

图2B示例了与图1中的流程图中的中间步骤相对应的截面图，其包括根据本发明的实施例处理的晶片的一部分；

图2C示例了与图1中的流程图中的中间步骤相对应的截面图，其包括根据本发明的实施例处理的晶片的一部分；

图2D示例了与图1中的流程图中的中间步骤相对应的截面图，其包括根据本发明的实施例处理的晶片的一部分；

图2E示例了与图1中的流程图中的中间步骤相对应的截面图，其包括根据本发明的实施例处理的晶片的一部分；以及