[发明专利]一种基于石墨烯做散热涂层的三维异构模组的制作方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯做散热涂层的三维异构模组的制作方法，具体包括如下步骤：101)散热转接板制作步骤、102)涂布石墨烯层步骤、103)键合步骤；本发明通过结合设置薄层石墨烯做散热材质，使发热芯片与石墨烯涂层充分接触，将表面发热部分的热量能快速的被石墨烯传导到整个表面，避免芯片局部过热的问题的一种基于石墨烯做散热涂层的三维异构模组的制作方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种基于石墨烯做散热涂层的三维异构模组的制作方法。

背景技术

微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。

对于大功率射频芯片来讲，芯片的散热是一个重要的问题，目前业内一般都是采用在芯片底部设置液相微流道散热技术来实现芯片和模组的整体散热。但是芯片表面产生热的器件主要集中在发射和接收部分，如果液相散热在这两个部分不及时就会出现芯片发热部分局部过热提前失效的问题，进而影响整个模组的寿命。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于石墨烯做散热涂层的三维异构模组的制作方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于石墨烯做散热涂层的三维异构模组的制作方法，具体包括如下步骤：

101)散热转接板制作步骤：通过光刻，刻蚀工艺在散热转接板的下表面制作TSV孔，在散热转接板下表面沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成绝缘层，通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，电镀金属，使金属填满TSV孔形成金属柱，在200到500度温度下密化金属；通过CMP工艺使散热转接板下表面金属去除，使散热转接板下表面只剩下填充的金属柱；

102)涂布石墨烯层步骤：通过旋涂，气相沉积工艺在TSV孔的开口面涂布石墨烯涂层；通过光刻和刻蚀工艺去除覆盖在金属柱上的石墨烯涂层，其中刻蚀工艺包括干法刻蚀、湿法刻蚀和电子束刻蚀中的一种或多种；

用临时载片与散热转接板设置石墨烯图层的面进行临时键合，通过研磨工艺减薄散热转接板的正面，使金属柱的底部露出；对散热转接板的正面通过沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成钝化层覆盖，再CMP工艺使金属柱露出，拆除临时载片；

103)键合步骤：在发热芯片表面制作微凸点，通过热压键合的工艺把发热芯片键合在散热转接板的下表面上，使芯片底部跟散热转接板上的石墨烯涂层直接接触，形成三维异构模组。

进一步的，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um之间；绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；种子层厚度范围在1nm到100um，其本身结构为一层或多层结构，其材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合；。

进一步的，石墨烯涂层厚度范围在100nm到1000μm之间。

进一步的，散热转接板采用4、6、8、12寸中的一种尺寸，厚度范围为200um到2000um之间，材质采用硅、玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂、聚氨酯中的一种。

进一步的，还包括底板，通过光刻、刻蚀工艺在底板下表面制作微流沟槽，通过光刻和电镀工艺在底板该表面制作RDL和焊盘；

对步骤102)散热转接板的上表面制作与底板下表面相对应的微流沟槽，通过光刻和电镀工艺在该面制作RDL和焊盘；