一种半导体器件的制备方法与流程

本申请涉及半导体器件领域，特别是涉及一种半导体器件的制备方法。

背景技术：

1、随着微电子技术的迅猛发展，集成电路复杂度的增加，一个电子系统的大部分功能都可能集成在一个单芯片内，即片上系统。这就相应地要求微电子封装具有更高的性能、更多的引线、更密的内连线、更小的尺寸或更大的芯片腔、更大的热耗散功能、更好的电性能、更高的可靠性、更低的单个引线成本等。

2、目前，晶圆片级芯片尺度封装技术中，微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，电路部分往往设计于集成电路芯片上，微机械结构设计于mems(micro electromechanical system，微机电系统)芯片上，集成电路芯片与msms芯片采用倒装芯片键合(flip chip)，则需在mems芯片上生成flip chip所需的焊球，再通过flip chip技术将mems芯片焊接在集成电路芯片上，但这样会对mems晶圆的工艺过程中的mems器件产生影响。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请公开了一种半导体器件的制备方法，能够使不同大小的第一焊球和第二焊球同时在集成电路晶圆上形成，且mems晶粒在采用倒装键合技术键合时无需形成所需的焊球，从而减少mems晶圆的工艺过程中对mems器件产生的影响。

2、本申请采用的一个技术方案是：提供一种半导体器件的制备方法。该半导体器件的制备方法包括：提供第一晶圆和第一晶粒；在第一晶圆上形成第一焊盘、第二焊盘、第一焊球和第二焊球，第一焊盘电连接第一焊球，第二焊盘电连接第二焊球；将第一晶粒键合于第一晶圆上，以使第一晶粒的第三焊盘和第一焊球电连接，第二焊球用于电连接外部电路；对键合后的第一晶圆进行封装；对封装后的第一晶圆进行切割。

3、其中，在第一晶圆上形成第一焊盘、第二焊盘、第一焊球和第二焊球，第一焊盘电连接第一焊球，第二焊盘电连接第二焊球，包括：在第一晶圆上形成第一焊盘和第二焊盘；在第一焊盘上形成第一重布线层，以及在第二焊盘上形成第二重布线层；在第一重布线层上形成第一凸点下金属层，以及在第二重布线层上形成第二凸点下金属层；在第一凸点下金属层上形成第一焊球，以及在第二凸点下金属层上形成第二焊球。

4、其中，在第一焊盘上形成第一重布线层，以及在第二焊盘上形成第二重布线层，包括：在第一晶圆、第一焊盘和第二焊盘上形成保护层；对保护层进行图形化处理，以使第一焊盘和第二焊盘裸露；在保护层、第一焊盘和第二焊盘上形成第一介质层；对第一介质层进行图形化处理，以使第一焊盘和第二焊盘裸露；在裸露的第一焊盘上形成第一重布线层，以及在裸露的第二焊盘上形成第二重布线层。

5、其中，在第一晶圆、第一焊盘和第二焊盘上形成保护层之后，还包括：对第一晶圆远离保护层的一侧进行减薄处理。

6、其中，在裸露的第一焊盘上形成第一重布线层，以及在裸露的第二焊盘上形成第二重布线层，包括：在裸露的第一焊盘上形成第一种子层，以及在裸露的第二焊盘上形成第二种子层；在第一种子层上形成第一重布线层，以及在第二种子层上形成第二重布线层。

7、其中，在第一重布线层上形成第一凸点下金属层，以及在第二重布线层上形成第二凸点下金属层，包括：在第一重布线层上和第二重布线层上形成第二介质层；对第二介质层进行图形化处理，以使第一重布线层和第二重布线层裸露；在裸露的第一重布线层上形成第一凸点下金属层，以及在裸露的第二重布线层上形成第二凸点下金属层。

8、其中，在所述第一凸点下金属层上形成第一焊球，以及在第二凸点下金属层上形成第二焊球，包括：在第一凸点下金属层上形成第一焊块，以及在第二凸点下金属层上形成第二凸块；将第一凸块经过回流焊形成第一焊球，以及将第二凸块经过回流焊形成第二焊球。

9、其中，在裸露的第一重布线层上形成第一凸点下金属层，以及在裸露的第二重布线层上形成第二凸点下金属层，包括：在裸露的第一重布线层上形成第三种子层，以及在裸露的第二重布线层上形成第四种子层；在第三种子层上形成第一凸点下金属层，以及在第四种子层上形成第二凸点下金属层。

10、其中，在第一凸点下金属层上形成第一焊球，以及在第二凸点下金属层上形成第二焊球，包括：在第一凸点下金属层上形成第一焊块，以及在第二凸点下金属层上形成第二焊块；将第一焊块经过回流焊形成第一焊球，以及将第二焊块经过回流焊形成第二焊球。

11、其中，提供第一晶圆和第一晶粒，包括：提供第一晶圆和第二晶圆；对第二晶圆进行切割，以得到多个第一晶粒。

12、其中，第一晶圆为集成电路晶圆，第二晶圆为mems晶圆。

13、其中，第一焊球大于第二焊球。

14、本申请采用的另一个技术方案是：提供一种半导体器件，该半导体器件采用上述的制备方法得到。

15、本申请提供一种半导体器件的制备方法，其包括：提供第一晶圆和第一晶粒；在第一晶圆上形成第一焊盘、第二焊盘、第一焊球和第二焊球，第一焊盘电连接第一焊球，第二焊盘电连接第二焊球；将第一晶粒键合于第一晶圆上，以使第一晶粒的第三焊盘和第一焊球电连接，第二焊球用于电连接外部电路；对键合后的第一晶圆进行封装；对封装后的第一晶圆进行切割。通过上述方式，能够在集成电路晶圆上同时形成大小不一样的第一焊球和第二焊球，且对于已加工完成的mems晶圆，无需再在其上生长倒装芯片键合技术所需的焊球，可直接通过形成的mems晶粒与集成电路晶圆上的第一焊球键合，从而减小mems晶圆的工艺过程对mems器件的影响，特别是减少对于某些应力敏感的mems谐振器器件的影响。

技术特征：

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在所述第一晶圆上形成第一焊盘、第二焊盘、第一焊球和第二焊球，所述第一焊盘电连接所述第一焊球，所述第二焊盘电连接所述第二焊球，包括：

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在所述第一焊盘上形成第一重布线层，以及在所述第二焊盘上形成第二重布线层，包括：

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在所述第一晶圆、所述第一焊盘和所述第二焊盘上形成保护层之后，还包括：

5.根据权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在裸露的所述第一焊盘上形成第一重布线层，以及在裸露的所述第二焊盘上形成第二重布线层，包括：

6.根据权利要求2所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在所述第一重布线层上形成第一凸点下金属层，以及在所述第二重布线层上形成第二凸点下金属层，包括：

7.根据权利要求6所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在裸露的所述第一重布线层上形成第一凸点下金属层，以及在裸露的所述第二重布线层上形成第二凸点下金属层，包括：

8.根据权利要求2所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在所述第一凸点下金属层上形成第一焊球，以及在所述第二凸点下金属层上形成第二焊球，包括：

9.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述提供第一晶圆和第一晶粒，包括：

10.根据权利要求9所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述第一晶圆为集成电路晶圆，所述第二晶圆为mems晶圆。

技术总结本申请公开了一种半导体器件的制备方法。其中，该半导体器件的制备方法包括：提供第一晶圆和第一晶粒；在第一晶圆上形成第一焊盘、第二焊盘、第一焊球和第二焊球，第一焊盘电连接第一焊球，第二焊盘电连接第二焊球；将第一晶粒键合于第一晶圆上，以使第一晶粒的第三焊盘和第一焊球电连接，第二焊球用于电连接外部电路；对键合后的第一晶圆进行封装；对封装后的第一晶圆进行切割。通过上述方式，能够使不同大小的第一焊球和第二焊球同时在集成电路晶圆上形成，且MEMS晶粒在采用倒装键合技术键合时无需形成所需的焊球，从而减少MEMS晶圆的工艺过程中对MEMS器件产生的影响。技术研发人员：雷永庆,舒赟翌,林友玲受保护的技术使用者：麦斯塔微电子（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/5