[发明专利]一种基于硅基的砷化镓射频芯片封装结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，包括：

第一硅基底：所述第一硅基底的上表面设有第一金属层；

第二硅基底：所述第二硅基底上分别设有TSV结构、芯片腔体和砷化镓射频芯片，其所述第二硅基底的下表面设有第二金属层，所述砷化镓射频芯片有源面朝外埋入所述芯片腔体中；

介质层：所述介质层覆盖在所述第二硅基底的上表面；

特征通孔：所述特征通孔图形化设置在所述介质层中；

布线层：所述布线层设置在所述介质层的上表面，并连接所述特征通孔。

2.根据权利要求1所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，还包括设置在所述砷化镓射频芯片与所述芯片腔体底面之间的粘结层，所述粘结层为导电胶，金属焊料或其他可以起到导电和粘结作用的材料。

3.根据权利要求2所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，还包括设置在所述第一硅基底和所述第二硅基底之间的金属键合层，所述第一硅基底和所述第二硅基底是通过晶圆与晶圆金属键合连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，所述砷化镓射频芯片包括位于芯片背面的芯片背金接地面，通过导电的所述粘结层和所述金属键合层实现所述砷化镓射频芯片背金接地面与所述TSV结构的连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，所述第一硅基底上表面的所述第一金属层，其金属层材质采用包括但不限于锡、银中的一种或多种低熔点金属。

6.根据权利要求1所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，所述第二硅基底下表面的所述第二金属层，其金属层材质采用包括但不限于铜、铝中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，所述介质层为覆盖在所述第二硅基底的上表面的干膜，其干膜材质为树脂类和聚酰亚胺类在内的聚合物材质，形成所述干膜的方法采用包括压膜法、化学气相沉积法中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，所述特征通孔包括连接至所述TSV结构的通孔和连接至所述芯片有源面焊盘的信号通孔。

9.根据权利要求1所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，所述布线层为一层或多层，其中最外层布线还可以包括焊盘。

10.一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构的制备方法，采用权利要求1-9任一项所述的一种基于硅基的砷化镓射频芯片扇出封装结构，其特征在于，包括如下步骤：

（1）提供第一硅基底，在硅基底表面制作具有一定厚度的第一金属层，金属层材质包括但不限于锡、银中的一种或多种低熔点金属；

（2）提供第二硅基底，第二硅基底尺寸与第一硅基底需相同，在第二硅基底表面制作具有一定深宽比的TSV盲孔，通过金属填充盲孔并在基底表面进行平坦化处理，形成具有一定的厚度的第二金属层；

（3）将第一硅基底的金属面与第二硅基底的金属面进行对准，在一定的温度、压力条件下键合在一起；

（4）通过研磨的方法将第二硅基底背面减薄到TSV盲孔露出，并在减薄面制备出凹槽，所述凹槽刻蚀至所述金属截止层，所述凹槽的大小根据砷化镓射频芯片尺寸决定；

（5）砷化镓射频芯片通过粘结层粘接在凹槽底部，芯片埋入后形成的高度与第二硅基底表面齐平；

（6）通过真空压膜技术将砷化镓射频芯片与硅基间的空隙用干膜材料填充满，并将表面平整化，所述干膜材料包括但不限于树脂类和聚酰亚胺类在内的聚合物材质，在TSV盲孔和芯片有源面焊盘处开口处完成至少一层布线层，按需求制作焊盘和凸点，形成扇出型封装体，按需求进行减薄并划片形成单颗封装体。