[发明专利]键合基底及其形成方法、三维封装结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种应用于三维封装的键合基底及其形成方法，以及一种三维封装结构及其形成方法。

背景技术

随着微电子器件高集成度、多功能化的要求，现有的二维封装技术难以满足封装要求，而三维封装具有尺寸小、重量轻、减小信号延迟等优点，正成为微电子器件封装的主流技术。键合是实现三维封装的关键工艺，应用于三维封装的键合方法有多种，包括：金属-金属键合、氧化物直接键合、阳极键合、粘接键合、基于焊料的键合、超声键合、玻璃介质键合等等。

现有一种利用金属-金属键合方法形成三维封装结构的方法包括：

如图1所示，提供两个键合基底1，键合基底1包括：晶圆11；位于晶圆11上的绝缘层12、及多个焊盘13，相邻两个焊盘13之间被绝缘层12隔开，焊盘13的上表面为平面，该平面高于绝缘层12的上表面。

如图2所示，使两个键合基底1上的焊盘13对准、并进行键合。

在键合过程中，在压力作用下，具有一定延展性的焊盘13会发生变形，使得焊盘13中凸出于绝缘层12上表面外的部分，向位于同一键合基底1上相邻的焊盘13延伸。而随着微电子器件集成度的提高，焊盘13的密度越来越大，键合基底1上相邻两个焊盘13之间的距离越来越小，容易造成同一键合基底1上相邻两个焊盘13之间连接起来，进而造成相邻两个焊盘13短路。当欲键合的两个键合基底上的焊盘尺寸不相等时，尺寸较大的焊盘比尺寸较小的焊盘更容易短路。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有利用金属-金属键合方法形成三维封装结构的方法容易造成相邻两个焊盘短路。

为解决上述问题，本发明提供了一种应用于三维封装的键合基底，包括：

晶圆；

位于所述晶圆上的绝缘层、及多个焊盘，相邻两个所述焊盘被绝缘层隔开，所述焊盘包括：焊盘底部、及位于所述焊盘底部上方的焊盘凸部，所述焊盘底部的上表面低于或齐平于绝缘层的上表面，所述焊盘凸部的上表面高于绝缘层的上表面，所述焊盘凸部在晶圆表面上的投影，位于所述焊盘底部在晶圆表面上的投影内。

可选的，所述焊盘凸部的所有侧壁与对应的焊盘底部侧壁之间均存在间隔。

可选的，所述焊盘凸部宽度占焊盘底部宽度的50%至90%。

可选的，所述焊盘凸部的部分侧壁与对应的焊盘底部侧壁对齐。

可选的，所述焊盘凸部的宽度占焊盘底部的宽度的50%至95%。

可选的，所述焊盘的材料为铜。

可选的，所述焊盘最高点与绝缘层上表面之间的段差为0至10000埃。

另外，本发明还提供了上述任一键合基底的形成方法，包括：

提供晶圆；

在所述晶圆上形成具有多个开口的绝缘层；

形成覆盖所述绝缘层、并填充所述开口的焊盘材料层；

对所述焊盘材料层进行平坦化处理，以去除所述绝缘层上的焊盘材料层，剩余的填充在所述开口内的焊盘材料层的上表面高于绝缘层的上表面；

在所述剩余的填充在开口内的焊盘材料层上方形成掩模层；

以所述掩模层为掩模进行刻蚀，以去除一定厚度的焊盘材料层，形成所述焊盘底部及焊盘凸部；

去除所述掩模层。

另外，本发明还提供了一种三维封装结构，包括：

第一键合基底，所述第一键合基底为上述任一所述的键合基底；

第二键合基底，所述第二键合基底包括：第二晶圆；位于所述第二晶圆上的第二绝缘层、及多个第二焊盘，所述第二焊盘的最高点高于第二绝缘层的上表面；

所述第一键合基底的焊盘与第二焊盘通过键合方法固定在一起。

可选的，所述第二键合基底为上述任一所述的键合基底。

可选的，所述第二焊盘高于第二绝缘层的部分在第二晶圆表面上的投影尺寸，等于所述第二焊盘位于第二绝缘层内的部分在第二晶圆表面上的投影尺寸。

另外，本发明还提供了上述三维封装结构的形成方法，包括：

利用上述方法形成第一键合基底；

形成所述第二键合基底；

使所述第一键合基底的焊盘对准第二焊盘、并进行键合。

可选的，所述键合为低温热压键合。

可选的，利用上述方法形成所述第二键合基。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：