一种NAND闪存芯片的边缘封装工艺及其结构的制作方法

一种nand闪存芯片的边缘封装工艺及其结构
技术领域
1.本发明涉及nand闪存芯片的技术领域，尤其涉及一种nand闪存芯片的边缘封装工艺及其结构。


背景技术：

2.nand闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备，在不超过4gb的低容量应用中表现得尤为明显。随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品，nand被证明极具吸引力。nand闪存是一种非易失性存储技术，即断电后仍能保存数据。封装技术对于nand闪存芯片来说是必须的，也是至关重要的。因为nand闪存芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的nand闪存芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的pcb（印制电路板）的设计和制造，因此它是至关重要的。
3.现有技术中常使用薄膜封装的方法来保证nand闪存芯片中的材料和电极不受外界环境中水汽和氧气的侵蚀，常采用有机/无机交叠的膜层结构作为薄膜封装材料。由于有机层材料具有流动性，在采用喷墨打印的方式形成有机层时，有机层材料易向外扩散溢出，导致封装效果差。现有技术中采用将边缘区中的某些功能膜层的厚度逐渐减薄，增加了容纳有机层的体积，可有效的防止有机层材料向外扩散溢出。但减薄的边缘区会减小其余边缘挡墙的夹角，使得在采用喷墨打印的方式形成有机层时，有机层材料无法完全浸润其夹角，产生空气隙，最终导致封装信赖性失效。
4.因此，有必要提供一种nand闪存芯片的边缘封装工艺及其结构，以防止有机层材料向外扩散溢出，同时具有较高的封装信赖性。


技术实现要素：

5.本发明解决的问题是提供一种nand闪存芯片的边缘封装工艺及其结构，通过将边缘区域的功能层设计成厚度先减小后增加，可有效防止有机层材料向外扩散溢出，同时具有较高的封装信赖性。
6.为解决上述问题，本发明提供一种nand闪存芯片的边缘封装结构，包括存储区和围绕所述存储区的边缘区；所述封装结构还包括衬底基板；缓冲绝缘层，所述缓冲绝缘层位于所述衬底基板上的一侧表面上，且所述缓冲绝缘层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；电路布线层，所述电路布线层位于所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述电路布线层包括第一介电层，金属层，第二介电层；所述第一介电层位于所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，且所述第一介电层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；所述第二介电层位于所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上，且所述第二介电层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；所述金属层位于所述第一介电层与所述第二介电层之间，且所述金属层仅位于所述存储区内未延伸至所述边缘区；边缘区功能层包括覆盖所述边缘区的所述缓冲绝缘层、所述第一介电层以及所述第二
介电层，其中所述边缘区功能层中的至少一层，沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大；nand闪存芯片，所述nand闪存芯片位于所述电路布线层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上，且所述nand闪存芯片仅位于所述存储区内未延伸至所述边缘区；薄膜封装层，所述薄膜封装层包括层叠设置的有机层和无机层，所述薄膜封装层为位于所述nand闪存芯片与所述电路布线层上方，且所述薄膜封装层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区。
7.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层以及所述第一介电层的厚度配置为均匀的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大。
8.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层的厚度配置为均匀的，所述第一介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层的表面。
9.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第一介电层配置为共形的设置在所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上。
10.可选的，还包括位于所述边缘区内且围绕所述存储区设置的一挡墙结构，所述挡墙结构的截面形状配置为正梯形。
11.可选的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐减小的表面与水平方向形成第一夹角，所述第一夹角的大小配置为13
°
至24
°
；所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与水平方向形成第二夹角，所述第二夹角的大小配置为13
°
至24
°
；且所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与所述挡墙面向于所述存储区方向的侧壁表面形成第三夹角，所述第三夹角的大小配置为133
°
至148
°
。
12.本发明提供一种nand闪存芯片的边缘封装工艺，提供一封装结构，所述封装结构包括存储区和围绕所述存储区的边缘区；所述封装结构还包括衬底基板；提供一缓冲绝缘层，所述缓冲绝缘层形成于所述衬底基板上的一侧表面上，且所述缓冲绝缘层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；提供一电路布线层，所述电路布线层形成于所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述电路布线层包括第一介电层，金属层，第二介电层；所述第一介电层位于所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，且所述第一介电层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；所述第二介电层位于所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上，且所述第二介电层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；所述金属层位于所述第一介电层与所述第二介电层之间，且所述金属层仅位于所述存储区内未延伸至所述边缘区；提供一边缘区功能层，所述边缘区功能层包括覆盖所述边缘区的所述缓冲绝缘层、所述第一介电层以及所述第二介电层，其中所述边缘区功能层中的至少一层，沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大；提供一nand闪存芯片，所述nand闪存芯片形成于所述电路布线层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上，且所述nand闪存芯片仅位于所述存储区内未延伸至所述
边缘区；提供一薄膜封装层，所述薄膜封装层包括层叠设置的有机层和无机层，所述薄膜封装层为形成于所述nand闪存芯片与所述电路布线层上方，且所述薄膜封装层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区。
13.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层以及所述第一介电层的厚度配置为均匀的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大。
14.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层的厚度配置为均匀的，所述第一介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层的表面。
15.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第一介电层配置为共形的设置在所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上。
16.可选的，还包括位于所述边缘区内且围绕所述存储区设置的一挡墙结构，所述挡墙结构的截面形状配置为正梯形。
17.可选的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐减小的表面与水平方向形成第一夹角，所述第一夹角的大小配置为13
°
至24
°
；所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与水平方向形成第二夹角，所述第二夹角的大小配置为13
°
至24
°
；且所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与所述挡墙面向于所述存储区方向的侧壁表面形成第三夹角，所述第三夹角的大小配置为133
°
至148
°
。
18.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：采用将边缘区功能层中的至少一层，沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度设置成先逐渐减小再逐渐增大，增加了容纳有机层的体积，可有效的防止有机层材料向外扩散溢出。同时将边缘区功能层的上表面与挡墙的夹角配置成较大的角度，有利于在采用喷墨打印的方式形成有机层时，有机层材料能够完全浸润其夹角，防止产生空气隙，大大提高了封装信赖性。
附图说明
19.图1是现有技术中的一种nand闪存芯片的边缘封装结构示意图。
20.图2是现有技术中一种nand闪存芯片的边缘封装结构的俯视示意图。
21.图3
‑
5是本技术中的一种nand闪存芯片的边缘封装结构示意图。
具体实施方式
22.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施
例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
23.本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。
24.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
25.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
26.将参考附图描述本公开的实施例。在下文中，将通过相同的附图标记表示附图中相互对应的部分。
27.图1为现有技术中的一种nand闪存芯片的边缘封装结构示意图，图2为现有技术中一种nand闪存芯片的边缘封装结构的俯视示意图，在包括存储区aa和围绕所述存储区的边缘区bb；所述封装结构还包括衬底基板100；缓冲绝缘层200，所述缓冲绝缘层200位于所述衬底基板上的一侧表面上，且所述缓冲绝缘层200覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；电路布线层300，所述电路布线层位于所述缓冲绝缘层200背离于所述衬底基板100的一侧表面上，所述电路布线层300包括第一介电层301，金属层（附图未示出），第二介电层302；所述第一介电层301位于所述缓冲绝缘层200背离于所述衬底基板100的一侧表面上，且所述第一介电层301覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；所述第二介电层302位于所述第一介电层301背离于所述缓冲绝缘层200的一侧表面上，且所述第二介电层302覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；所述金属层位于所述第一介电层301与所述第二介电层302之间，且所述金属层仅位于所述存储区aa内未延伸至所述边缘区bb；边缘区功能层包括覆盖所述边缘区bb的所述缓冲绝缘层200、所述第一介电层301以及所述第二介电层302，其中所述边缘区功能层中的至少一层，沿着背离于所述存储区aa的方向，其垂直于所述衬底基板100方向上的厚度逐渐减小；nand闪存芯片400，所述nand闪存芯片400位于所述电路布线层300背离于所述缓冲绝缘层200的一侧表面上，且所述nand闪存芯片400仅位于所述存储区aa内未延伸至所述边缘区bb；薄膜封装层，所述薄膜封装层包括层叠设置的有机层500和无机层600，所述薄膜封装层为位于所述nand闪存芯片与所述电路布线层上方，且所述薄膜封装层覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb。
28.与存储区aa相比，所述边缘区bb中的功能层中的至少一层的厚度是逐渐减小的，在采用喷墨打印的方式形成薄膜封装层中的有机层时，增加了容纳有机层的体积，有机层中的一部分体积会位于减薄的区域，即使有机层中的一部分体积在减薄区域损耗，进而使有机层提前截止，防止薄膜封装中的有机层材料越过挡墙700向外扩散溢出；同时加快了有机层材料的流动速动，从而减小了有机层提前截止的时间。
29.但由于所述边缘区bb中的功能层中的至少一层的厚度是逐渐减小的，其与所述挡墙700形成的夹角会因此变小，参见附图1中的局部图，其形成一个虚拟的不等边三角形。在研究流体流过三角形各向异性结构时的受力情况中发现，流体流经表面是，受到的阻力满
足公式：。其中，f为阻力，k为流体与结构三相线的长度，为流体表面张力，和分别为流体的后退角和前进角。当流体沿各向异性的不同方向流动时，由于结构两则的形状不同，流体实际前进角和后退角也不同，导致流体沿着结构不同方向流动时受到的阻力也不同，即流体梯度现象。导致在采用喷墨打印的方式形成有机层时，有机层材料无法完全浸润其夹角，产生空气隙，无法阻隔水汽和氧气的入侵，最终导致封装信赖性失效。
30.图3为本发明提供的一种nand闪存芯片的边缘封装结构示意图，包括存储区aa和围绕所述存储区的边缘区bb；所述封装结构还包括衬底基板100；缓冲绝缘层200，所述缓冲绝缘层200位于所述衬底基板100上的一侧表面上，且所述缓冲绝缘层200覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；电路布线层300所述电路布线层位于所述缓冲绝缘层200背离于所述衬底基板100的一侧表面上，所述电路布线层300包括第一介电层301，金属层，第二介电层302；所述第一介电层301位于所述缓冲绝缘层200背离于所述衬底基板100的一侧表面上，且所述第一介电层301覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；所述第二介电层302位于所述第一介电层301背离于所述缓冲绝缘层200的一侧表面上，且所述第二介电302层覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；所述金属层（附图未示出）位于所述第一介电层301与所述第二介电层302之间，且所述金属层仅位于所述存储区aa内未延伸至所述边缘区bb；边缘区功能层包括覆盖所述边缘区bb的所述缓冲绝缘层200、所述第一介电层301以及所述第二介电层302，其中所述边缘区功能层中的至少一层，沿着背离于所述存储区aa的方向，其垂直于所述衬底基板100方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大；nand闪存芯片400，所述nand闪存芯片400位于所述电路布线300层背离于所述缓冲绝缘层200的一侧表面上，且所述nand闪存芯片400仅位于所述存储区内aa未延伸至所述边缘区bb；薄膜封装层，所述薄膜封装层包括层叠设置的有机层500和无机层600，所述薄膜封装层为位于所述nand闪存芯片400与所述电路布线层300上方，且所述薄膜封装层覆盖所述存储区aa且延伸覆盖至所述边缘区bb；无机层600可以是二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或非晶硅的单层或多层结构，有机层500可以是丙烯酸树脂、聚碳酸脂、及聚苯乙烯中的一种或多种，以防止外界水汽和氧气的入侵。
31.与存储区aa相比，所述边缘区bb中的功能层中的至少一层的厚度是先逐渐减小再逐渐增大，由此在所述边缘区功能层的表面形成了一个向下凹进的容置空间，在采用喷墨打印的方式形成薄膜封装层中的有机层时，增加了容纳有机层的体积，有机层中的一部分体积会位于所述容置空间的区域，即使有机层中的一部分体积在所述容置空间区域损耗，进而使有机层提前截止，防止薄膜封装中的有机层材料越过挡墙700向外扩散溢出；同时加快了有机层材料的流动速动，从而减小了有机层提前截止的时间。
32.可选的，参见附图3，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层以及所述第一介电层的厚度配置为均匀的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大。
33.可选的，参见附图4，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层的厚度配置为均匀的，所述第一介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层的表面。
34.可选的，参见附图5，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层沿着背离于所述存储
区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第一介电层配置为共形的设置在所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上。
35.可选的，还包括位于所述边缘区内且围绕所述存储区设置的一挡墙结构700，所述挡墙结构的截面形状配置为正梯形。
36.可选的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐减小的表面与水平方向形成第一夹角，所述第一夹角的大小配置为13
°
至24
°
；所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与水平方向形成第二夹角，所述第二夹角的大小配置为13
°
至24
°
；且所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与所述挡墙面向于所述存储区方向的侧壁表面形成第三夹角，所述第三夹角的大小配置为133
°
至148
°
。所述边缘区bb中的功能层中的至少一层的厚度是在靠近所述挡墙处逐渐增大，形成上述的所述第三夹角，可以有效的增大其与所述挡墙700形成的夹角，当流体沿各向异性的不同方向流动时，流体实际前进角和后退角趋于相同，使得其受到的阻力也趋于相同，减小流体梯度现象，使得在采用喷墨打印的方式形成有机层时，有机层材料可完全浸润其夹角，防止空气隙产生，无大大封装信赖性。
37.进一步的，单一结构表面缺乏特殊的流体浸润性，流体在结构表面运动也缺乏动力，通过酸洗法，在所述边缘功能层与所述有机层接触的表面，即在所述第二介质层与所述有机层接触的表面形成微米级的山丘状结构，所述酸洗法采用的溶液为硝酸和氢氟酸。在所述微米级的山丘状结构上，通过水热法再制备一层二氧化钛纳米级的凸起结构，形成复合结构。通过对形成有复合结构的表面进行亲疏性测试可知，具有复合结构的表面可大大提高有几层材料的浸润性。进一步的，通过对微纳米级的复合结构进行氟化处理，能有效降低表面能，调控复合结构表面的浸润性，使得在采用喷墨打印的方式形成有机层时，进一步增加浸润性，有机层材料可完全浸润所述第二介质层的表面与所述挡墙表面形成的夹角，防止空气隙的产生。
38.本发明还提供一种nand闪存芯片的边缘封装工艺，提供一封装结构，所述封装结构包括存储区和围绕所述存储区的边缘区；所述封装结构还包括衬底基板；提供一缓冲绝缘层，所述缓冲绝缘层形成于所述衬底基板上的一侧表面上，且所述缓冲绝缘层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；提供一电路布线层，所述电路布线层形成于所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述电路布线层包括第一介电层，金属层，第二介电层；所述第一介电层位于所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，且所述第一介电层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；所述第二介电层位于所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上，且所述第二介电层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区；所述金属层位于所述第一介电层与所述第二介电层之间，且所述金属层仅位于所述存储区内未延伸至所述边缘区；提供一边缘区功能层，所述边缘区功能层包括覆盖所述边缘区的所述缓冲绝缘层、所述第一介电层以及所述第二介电层，其中所述边缘区功能层中的至少一层，沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大；提供一nand闪存芯片，所述nand闪存芯片形成于所述电路布线层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上，且所述nand闪存芯片仅位于所述存储区内未延伸至所
述边缘区；提供一薄膜封装层，所述薄膜封装层为形成于所述nand闪存芯片与所述电路布线层上方，且所述薄膜封装层覆盖所述存储区且延伸覆盖至所述边缘区。
39.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层以及所述第一介电层的厚度配置为均匀的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大。
40.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层的厚度配置为均匀的，所述第一介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层的表面。
41.可选的，所述边缘区功能层中的所述缓冲绝缘层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度先逐渐减小再逐渐增大，所述第一介电层配置为共形的设置在所述缓冲绝缘层背离于所述衬底基板的一侧表面上，所述第二介电层配置为共形的设置在所述第一介电层背离于所述缓冲绝缘层的一侧表面上。
42.可选的，还包括位于所述边缘区内且围绕所述存储区设置的一挡墙结构，所述挡墙结构的截面形状配置为正梯形。
43.可选的，所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐减小的表面与水平方向形成第一夹角，所述第一夹角的大小配置为13
°
至24
°
；所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与水平方向形成第二夹角，所述第二夹角的大小配置为13
°
至24
°
；且所述第二介电层沿着背离于所述存储区的方向，其垂直于所述衬底基板方向上的厚度逐渐增大的表面与所述挡墙面向于所述存储区方向的侧壁表面形成第三夹角，所述第三夹角的大小配置为133
°
至148
°
。
44.至此，已经详细描述了本公开的实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
45.尽管已经参考本公开的实施例描述了本公开，但要理解本公开不限于实施例和构造。本公开意在覆盖各种修改和等价布置。此外，除却所述的各种组合和配置之外，其它包括更多、更少的元件或者只包括单个元件的组合和配置也落在本公开的精神和范围内。