电子装置中改进的堆叠结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及特定的半导体封装应用的键合堆叠结构。
【背景技术】
[0002]一些半导体芯片封装使用金属凸块以允许与其他装置电连接。这些凸块形成在各自半导体芯片上的保护层的开口上。
【发明内容】
[0003]根据一些实现方式，本公开涉及一种堆叠结构，包含在基板上实现的焊盘，该焊盘包含具有聚合物层，该聚合物层的侧面与该焊盘的另一层形成界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面。该堆叠结构还包含在该上部金属层上实现的钝化层，该钝化层包含图案，其配置为在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，该图案限定多个开口以露出该上部金属层的该上表面。
[0004]在一些实施例中，该堆叠结构还包含在该焊盘上实现的金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。在一些实现方式中，该焊盘的另一层是金属层，以使该界面在该聚合物层和该金属层之间。在一些实施例中，该金属层在该上部金属层下方，并且在一些实施方式中，该上金属层是与该聚合物层形成界面的金属层。
[0005]在一些实施例中，该堆叠结构的该聚合物层具有张力薄膜应力特性，并且在一些实施例中该薄膜层包含聚酰亚胺、苯并环丁稀(benzocyclobutene，BCB)、或聚苯并恶挫(polybenzoxazole，PB0)。在一些实施例中，该堆叠结构的该钝化层包含氮化娃层。
[0006]在一些实施例中，该图案限定该钝化层的该多个开口，其配置为用作该上部金属层上的带子或网，从而在该上部金属层上提供该压缩力。在一些实施例中，该图案的该带子或该网基本上与该多个开口的周围相邻。
[0007]在一些实现方式中，该基板是半导体基板，并且在一些实施例中，该半导体基板是倒装芯片基板。在一些实施例中，该堆叠结构的该焊盘是凸块焊盘并且该金属结构是金属凸块。在一些实现方式中，该半导体基板是具有集成电路(IC)的基体晶片层，并且在一些实施例中，该堆叠结构配置为在该基体晶片层上形成环形，该环形限定内部区域，其具有容纳装置的尺寸，该环形还配置为允许安装帽盖晶片以基本上封闭该内部区域。
[0008]本公开还涉及一种制造堆叠结构的方法。该方法包含步骤:提供基板，在该基板上形成焊盘，以使该焊盘包含具有侧面的聚合物，该侧面形成与该焊盘的另一层的界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面；在该上部金属层上形成钝化层；以及图案化该钝化层，以产生多个开口以露出该上部金属层的该上表面，并且在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性。
[0009]在一些实现方式中，该方法还包括在该焊盘上形成金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。
[0010]根据一些实现方式，公开了一种具有基板层的芯片其。该芯片还包含在该基板层的表面上实现的多个连接结构，每个连接结构包含焊盘，其中该焊盘包含聚合物层，该聚合物层的侧面与该焊盘的另一层形成界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面，该连接结构还包含在该上部金属层上实现的钝化层，该钝化层包含图案，其配置为在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，该图案限定多个开口以露出该上部金属层的该上表面，该连接结构还包含在该焊盘上实现的金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。
[0011]在一些实施例中，该芯片是倒装芯片，并且在一些实施例中，该芯片是MEMS装置。在一些实施例中，该芯片是集成无源装置(integrated passive device，IPD)。在一些实现方式中，该基板层包含半导体裸片，同时在一些实现方式中，该半导体裸片包含集成电路(integrated circuit，IC)，并且在一些实现方式中，该IC配置为提供射频(rad1-frequency, RF)功會泛。
[0012]在一些实施例中，该芯片的该基板层包含半绝缘层，并且在一些实施例中，该半绝缘层包含无源电路。在一些实施例中，该半绝缘层包含砷化镓(gallium arsenide，GaAs)。在一些实施例中，该芯片的该基板层包含绝缘层，并且在一些实施例中，该绝缘层包含玻璃或蓝宝石。
[0013]本公开还涉及一种制造倒装芯片的方法。该方法包含提供具有集成电路(integrated circuit，IC)的半导体裸片，并且在该裸片的表面上形成多个连接结构，每个连接结构包含焊盘，该焊盘包含具有侧面的聚合物层，该侧面形成与该焊盘的另一层的界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，其中该上部金属层具有上表面。该方法还包含在该上部金属层上形成钝化层，图案化钝化层，以产生多个开口而露出该上部金属层的该上表面，并且在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，并且在该焊盘上形成金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。
[0014]本公开的另一个方面包含一种射频(rad1-frequency，RF)装置，其包含具有集成电路(integrated circuit，IC)的基体晶片，该IC配置为提供RF功能和在该基体晶片上实现的帽盖晶片。该RF设备包含实现的环形结构以将该帽盖晶片连接到该基体晶片以产生密封空腔，该环形结构包含焊盘，该焊盘包含具有侧面的聚合物层，该侧面形成与该焊盘的另一层的界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面，该环形结构还包含在该上部金属层上实现的钝化层，该钝化层包含图案，其配置为在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，该图案限定多个开口以露出该上部金属层的该上表面，该环形结构还包含在该焊盘上实现的金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。
[0015]在一些实施例中，该RF设备的该帽盖晶片包含1C，并且在一些实施例中，该帽盖晶片的该IC通过该环形结构至少部分电连接至该基体晶片的该1C。在一些实现方式中，该RF设备还包含在该密封空腔内实现的装置。
[0016]在一些实施例中，该装置建立在该RF设备的该基体晶片的该IC上，或是其一个部件上。在一些实施例中，该装置是MEMS装置，并且在一些实施例中，该装置安装在该基体晶片上。在一些实施例中，该RF设备的该装置是表面声波(acoustic wave, SAW)装置、体声波(bulk acoustic wave, BAff)装置、或者薄膜体声波谐振器(film bulk acousticresonator, FBAR)装置。在一些实施例中，该装置是RF滤波器。
[0017]根据一些实现方式，本公开涉及制造射频(rad1-frequency，RF)设备的方法。该方法包含提供具有集成电路(integrated circuit, IC)的基体晶片，该IC配置为提供RF功能。该方法还包含在该基体晶片上形成环形结构，以使该环形结构包含焊盘，该焊盘包含具有侧面的聚合物层，该侧面形成与该焊盘的另一层的界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面，该环形结构还包含在该上部金属层上实现的钝化层，该钝化层包含图案，其配置为在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，该图案限定多个开口以露出该上部金属层的该上表面，该环形结构还包含在该焊盘上实现的金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接，并且在该环形结构上安装帽盖晶片以产生密封空腔。
[0018]在一些实现方式中，该方法包含在安装该帽盖晶片前在该基体晶片上安装该装置。在一些实施例中，安装该装置包含在该基体晶片上安装表面声波(acoustic wave,SAW)装置、体声波(bulk acoustic wave, BAff)装置、或者薄膜体声波谐振器(film bulkacoustic resonator，FBAR)装置。
[0019]本公开还描述一种包含封装基板和在封装基板上安装的RF设备的射频(rad1-frequency, RF)模块，该封装基板配置为接收多个元件，该RF设备包含具有焊盘的堆叠结构，该焊盘包含具有侧面的聚合物层，该侧面与该焊盘的另一层形成界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面，该堆叠结构还包含在该上部金属层上实现的钝化层，该钝化层包含图案，其配置为在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，该图案限定多个开口以露出该上部金属层的该上表面，该堆叠结构还包含在该焊盘上实现的金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。
[0020]在一些实施例中，该RF模块的该RF设备是倒装芯片。在一些实施例中，该RF设备的该堆叠结构是连接结构，其配置为便于安装该倒装芯片。在一些实现方式中，该RF设备是具有密封空腔的设备。在一些实现方式中，该堆叠结构是环形结构，其将基体晶片和帽盖晶片互连以产生该密封空腔。
[0021]根据一些实现方式，本公开涉及一种无线装置，其包括天线和射频设备，该天线配置为传送或接收射频(rad1-frequency，RF)信号，该射频设备配置为处理该RF信号，该RF设备包含具有焊盘的堆叠结构，该焊盘包含具有侧面的聚合物，该侧面与该焊盘的另一层形成界面，该焊盘还包含在该界面上的上部金属层，该上部金属层具有上表面，该堆叠结构还包含在该上部金属层上实现的钝化层，该钝化层包含图案，其配置为在该上部金属层上提供压缩力从而减少在该界面分层的可能性，该图案限定多个开口以露出该上部金属层的该上表面，该堆叠结构还包含在该焊盘上实现的金属结构，以使该金属结构通过该钝化层的该多个开口与该上部金属层的该露出的上表面连接。
[0022]在一些实现方式中，该无线装置的该RF设备是倒装芯片。在一些实现方式中，该RF设备的该堆叠结构是连接结构，其配置为便于安装该倒装芯片。在一些实施例中，该RF设备是具有密封空腔的设备。在一些实施例中，RF设备的该堆叠结构是环形结构，其将基体晶片和帽盖晶片互连以产生该密封空腔。在一些实施例中，该无线装置的该RF设备具有一个或多个其他特性的RF设备、堆叠结构或芯片，如本公开中所述。
[0023]为了概括本公开的目的，本发明的优点和新颖性特征已经在这里描述。可以理解的是，根据本发明的任何特定实施例不必要获得所有的这种优点。因此，本发明可以以获得或优化如这里教导的一个优点或一组优点而不必要获得这里教导或建议的其他优点的方式实施或完成。
【附图说明】
[0024]图1是根据一些实施例的示例的堆叠结构，其具有形成在半导体基板上的多个层。
[0025]图2是根据一些实施例的由于剪切力剥离堆