[发明专利]一种用于半导体器件的叠加封装工艺及半导体器件

说明书

本发明的实施例提出了一种用于半导体器件的叠加封装工艺及半导体器件，该工艺包括以下步骤：制备主晶圆，主晶圆的正面预留有封装键合区域；制备副晶圆，副晶圆的正面预留有封装键合区域，并且在副晶圆的正面加工出若干凹槽；将主晶圆和副晶圆的封装键合区域键合在一起来实现两个晶圆的叠加；以及对副晶圆的背面进行研磨或打薄直到主晶圆的至少部分区域从凹槽暴露出。该工艺非常适用于制造二合一和双工器芯片，尤其适用于制造声波滤波器。本发明提出了一种新的晶圆级叠加封装结构，实现die叠加方式的晶圆级封装，同时具备两颗芯片的功能，能够大幅地减少封装体积和芯片面积，和两颗独立封装的芯片的体积相比仅为其60％左右。

技术领域

本申请属于半导体器件领域，特别是一种用于半导体器件的叠加封装工艺及半导体器件。

背景技术

滤波器作为一种半导体器件广泛应用在许多无线蜂窝终端(包括2G/3G/4G/5G的手机，WiFi，Pad，智能手表，IOT，汽车等终端场景)中。在移动通信系统的发射端(TX)和接收端(RS)必须经过滤波器滤波后才能发挥作用，由于其工作频段一般在800MHz～2GHz、带宽为17MHz～30MHz，故要求滤波器具有低插损、高阻带抑制和高镜像衰减、承受大功率、低成本、小型化等特点。相比于压电陶瓷滤波器和单片晶体滤波器，声表面波滤波器在工作频段、体积和性能价格比等方面具有明显的优势，因此在移动通信系统的应用中独占鳌头。

滤波器芯片是利用声表面波或体声波原理来进行设计的一种射频器件芯片，因此，声表面波滤波器芯片在封装的时候必须在谐振电路单元一侧(非晶圆衬底侧的另外一侧)形成一个没有任何介质接触的空气腔来保证声波不会被传导和耗散，保证声波是按照设计的模式来进行谐振以得到所需要的输出频率，因此所有的滤波器芯片封装的时候谐振单元一侧需要一个空腔。

目前，滤波器芯片大多采用WLP晶圆级封装来进行制造，主要分为晶圆键合封装和薄膜封装。采用晶圆键合封装的方式集成到模块时对注塑压力不敏感，产品厚度大，而且走线复杂需要进行TSV导通，因此工艺控制难度大、成本较高。采用薄膜封装的方式可以使产品做得很薄，但是涉及到多次光刻和薄膜沉积等制程导致工艺难度大、成本高，对注塑压力较为敏感，无法用于两颗die的叠加封装。

发明内容

针对现有技术中的以上问题，本申请提出了一种新的用于半导体器件的叠加封装工艺，以及根据以上叠加封装工艺制备的半导体器件。

根据本发明的一方面，提出了一种用于半导体器件的叠加封装工艺，包括以下步骤：

a)制备主晶圆，主晶圆的正面预留有封装键合区域；

b)制备副晶圆，副晶圆的正面预留有封装键合区域，并且在副晶圆的正面加工出若干凹槽；

c)将主晶圆和副晶圆的封装键合区域键合在一起来实现两个晶圆的叠加；以及

d)对副晶圆的背面进行研磨或打薄直到主晶圆的至少部分区域从凹槽暴露出。

上述的叠加封装工艺采用简单成熟工序，能够高效、低成本地制造半导体器件，并且能够大幅度减小封装后的芯片体积和占用面积。

在一些实施例中，凹槽的位置邻近副晶圆的封装键合区域，使得所述副晶圆的封装键合区域部分裸露在凹槽的侧面上。凹槽的设置可以有利于主晶圆和副晶圆上的封装键合区域部分裸露出来以便于后续的工艺处理等。

在一些实施例中，在键合后凹槽的位置正对主晶圆上需要暴露的引线区域。凹槽的位置有利于后续主晶圆和副晶圆在引线区域做电路连接。

在一些实施例中，凹槽为直方形凹槽，并且具有100um-200um的宽度，并且具有20-50um的深度。凹槽设置为直方形有利于后续电镀铜柱完成封装。

在一些实施例中，凹槽为深弧形凹槽，并且具有150um-250um的开口宽度。凹槽设置为深弧形，方便后续植入锡球完成封装。