本申請涉及下列于2015年12月16日提交的美國序列號第14/970,962號的共同待審?fù)ǔＶ付ǖ膶＠暾?，其整體內(nèi)容引入本文作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及封裝件結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件用于許多電子應(yīng)用，作為實(shí)例諸如個(gè)人電腦、移動電話、數(shù)碼相機(jī)以及其他電子設(shè)備。通常，通過在半導(dǎo)體襯底上依次沉積材料的絕緣或介電層、導(dǎo)電層以及半導(dǎo)體層，并且使用光刻圖案化各個(gè)材料層以在所述材料層上形成電路部件和元件來制造半導(dǎo)體器件。通常，在單個(gè)半導(dǎo)體晶圓上制造許多集成電路，并且通過沿著劃線在集成電路之間鋸切將單個(gè)管芯分割。通常，例如，在多芯片模塊或在其他類型的封裝件中將單個(gè)管芯單獨(dú)封裝。

已經(jīng)開始研發(fā)諸如堆疊式封裝(PoP)的新封裝技術(shù)，其中將具有器件管芯的頂部封裝件接合至具有另一個(gè)器件管芯的底部封裝件。通過采用新的封裝技術(shù)，將具有不同或類似功能的各種封裝件集成在一起。

通常，盡管現(xiàn)有封裝件結(jié)構(gòu)以及制造封裝件結(jié)構(gòu)的方法足夠用于它們的預(yù)期目的，但它們并非在所有方面完全符合要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種封裝件結(jié)構(gòu)，包括：襯底；在襯底上方形成的半導(dǎo)體管芯；鄰近半導(dǎo)體管芯的封裝件層；在封裝件層中形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成的第一絕緣層，其中，第一絕緣層包括一價(jià)金屬氧化物；以及在第一絕緣層和封裝件層之間形成的第二絕緣層，其中，第二絕緣層包括一價(jià)金屬氧化物，并且其中，第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種封裝件結(jié)構(gòu)，包括：襯底；在襯底上方形成的半導(dǎo)體管芯；鄰近半導(dǎo)體管芯的封裝件層；在封裝件層中形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；以及在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成的絕緣層，其中，絕緣層包括鄰近絕緣層的外表面的第一位置處的一價(jià)金屬氧化物，并且在第一位置處的一價(jià)金屬氧化物多于鄰近與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)接觸的內(nèi)表面的第二位置處的一價(jià)金屬氧化物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種形成封裝件結(jié)構(gòu)的方法，包括：在襯底上方形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在襯底上方形成半導(dǎo)體管芯，其中，半導(dǎo)體管芯被導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包圍；在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施濕工藝或等離子體工藝以在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方形成絕緣層，其中，絕緣層包括在第一絕緣層上方的第二絕緣層，其中，第一絕緣層和第二絕緣層都包括一價(jià)金屬氧化物，并且第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比；以及在半導(dǎo)體管芯和第二絕緣層上方形成封裝件層。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒有被按比例繪制并且僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的數(shù)量和尺寸可以被任意增加或減少。

圖1A至圖1N示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成封裝件結(jié)構(gòu)的各個(gè)階段的截面視圖。

圖1H’示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施的濕工藝的截面視圖。

圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的在等離子體工藝或濕工藝之前的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的頂視圖。

圖2B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的在等離子體工藝或濕工藝之后的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的頂視圖。

圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的在等離子體工藝或濕工藝之前的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的頂視圖。

圖3B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的在等離子體工藝或濕工藝之后的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的頂視圖。

具體實(shí)施方式

以下公開的內(nèi)容提供了多種不同實(shí)施例或?qū)嵗?，用于?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同部件。以下將描述組件和布置的特定實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實(shí)施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可以在多個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考符號和/或字符。這種重復(fù)用于簡化和清楚，并且其本身不表示所述多個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

描述了實(shí)施例的一些變型。在整個(gè)各個(gè)視圖和示出的實(shí)施例中，相同的引用符號用于指定相同元件。應(yīng)當(dāng)理解，在方法之前、期間和之后可提供額外的操作，并且對于方法的其他實(shí)施例，可替換或消除所描述的一些操作。

提供了封裝件結(jié)構(gòu)及其形成方法的實(shí)施例。圖1A至圖1N示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成封裝件結(jié)構(gòu)100的各個(gè)階段的截面視圖。封裝件結(jié)構(gòu)100適用于晶圓級封裝件(WLP)。

如圖1A所示，提供了襯底102。襯底102為臨時(shí)支撐襯底。在一些實(shí)施例中，襯底102由半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、聚合物材料、金屬材料、任何適用的材料或其組合制成。在一些實(shí)施例中，襯底102為玻璃襯底。在一些實(shí)施例中，襯底102為諸如硅晶圓的半導(dǎo)體襯底。

在襯底102上形成粘合劑層104。在一些實(shí)施例中，粘合劑層由膠水或箔制成。在一些其他實(shí)施例中，粘合劑層104由通過光輻射從襯底102中容易分離的感光材料制成。在一些實(shí)施例中，粘合劑層104由熱敏材料制成。

此后，在粘合劑層104上形成基底層106。在一些實(shí)施例中，基底層106由聚合物層或含聚合物的層制成?；讓?06可為聚對苯撐苯并雙噻唑(PBO)層、聚酰亞胺(PI)層、阻焊(SR)層、味之素堆積膜(ABF)、管芯附接膜(DAF)、另外的適用材料或其組合。在一些實(shí)施例中，在襯底102上方沉積或?qū)訅赫澈蟿?04和基底層106。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1B所示，在基底層106上方形成晶種層108。在一些實(shí)施例中，晶種層108由諸如銅(Cu)、鈦(Ti)、銅合金、鈦合金或其組合的金屬材料制成。在一些實(shí)施例中，通過諸如化學(xué)汽相沉積工藝(CVD)、物理汽相沉積工藝(PVD)、另一種適用的工藝或其組合的沉積工藝形成晶種層108。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1C所示，在基底層106上形成晶種層108之后，在晶種層108上形成掩模層110。在掩模層110中形成開口112。通過開口112暴露晶種層108。開口112用于限定導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(隨后形成，在圖1D中示出)的位置。在一些實(shí)施例中，掩模層110由光刻膠材料制成。通過圖案化工藝形成開口112。圖案化工藝包括光刻工藝和蝕刻工藝。光刻工藝的實(shí)例包括軟烘烤、掩模對齊、曝光、曝光后烘烤、顯影和光刻、沖洗和干燥(例如，硬烘烤)。蝕刻工藝可為干蝕刻或濕蝕刻工藝。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1D所示，在掩模層110中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114。將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114填充至開口112中。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114可由諸如銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、鎳(Ni)、其合金或其組合的金屬材料制成。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖形狀可為矩形、正方形、圓形等。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的高度取決于掩模層110的厚度。在一些實(shí)施例中，通過電鍍工藝形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1E所示，去除掩模層110，并且實(shí)施蝕刻工藝以去除晶種層108的部分。在蝕刻工藝期間，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114用作掩模。因此，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和剩余的晶種層108結(jié)合在一起稱為InFO通孔(TIV)116，還將其稱為通孔116。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和晶種層108由相同材料制成，因此在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和晶種層108之間沒有可區(qū)分的界面。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1F所示，通過粘合劑層122在基底層106上方形成半導(dǎo)體管芯120。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的高度大于半導(dǎo)體管芯120的高度。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂面高于半導(dǎo)體管芯120的頂面。

在一些實(shí)施例中，粘合劑層122為管芯附接膜(DAF)。半導(dǎo)體管芯120包括半導(dǎo)體襯底124、介電層126、導(dǎo)電襯墊128、鈍化層130和連接件132。在介電層126中形成導(dǎo)電襯墊128，并在鈍化層130中形成連接件132。將連接件132電連接至導(dǎo)電襯墊128。

可在半導(dǎo)體管芯120中形成其他器件元件。器件元件包括晶體管(例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、高壓晶體管、高頻晶體管、p-溝道和/或n溝道場效應(yīng)晶體管(PFET/NFET)等)、二極管和/或其他適用元件。實(shí)施諸如沉積、蝕刻、注入、光刻、退火和/或其他適用工藝的多種工藝以形成器件元件。

如圖1G所示，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114上自然形成第一絕緣層136a。第一絕緣層136a包圍導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114。換言之，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和晶種層108被第一絕緣層136a包圍。

導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114包括金屬材料，并且第一絕緣層136a包括與金屬材料相同的金屬元素。在一些實(shí)施例中，第一絕緣層136a為自然氧化物層。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114包括銅(Cu)，并且第一絕緣層136a包括氧化銅和氧化亞銅(CuO和Cu₂O)。

應(yīng)該注意，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和封裝件層(隨后形成，諸如圖1I所示的封裝件層140)之間形成第一絕緣層136a。然而，在諸如加熱工藝的隨后的工藝期間可能發(fā)生第一絕緣層136a和封裝件層之間的分層。例如，在加熱操作期間，加熱可引起應(yīng)力，并且加熱可引起封裝件層的分層。

在一些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114上實(shí)施等離子體工藝11并將第一絕緣層的外部轉(zhuǎn)化為第二絕緣層136b。例如，如圖1H所示，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114上方形成第二絕緣層136b。與在實(shí)施等離子體工藝11之前的第一絕緣層136a的表面相比，在實(shí)施等離子體工藝11之后獲得位于第二絕緣層136b上的粗糙表面。第一絕緣層136a’具有第一厚度T₁，且第二絕緣層136b具有第二厚度T₂。在一些實(shí)施例中，第一厚度T₁與第二厚度T₂的比例(T₁/T₂)為從約1/1至約1/0.2的范圍。

在等離子體工藝11之后，絕緣層136包括第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b。第一絕緣層136a’比第二絕緣層136b更接近導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114。換言之，形成與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114直接接觸的第一絕緣層136a’，并且形成與封裝件層140(圖1I所示)直接接觸的第二絕緣層136b。如圖1H所示，絕緣層136中的虛線用于示意性限定兩層。換言之，絕緣層136包括比鄰近與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114接觸的內(nèi)表面的第二位置處的一價(jià)金屬氧化物更多的鄰近絕緣層136的外表面的第一位置處的一價(jià)金屬氧化物?！班徑獗砻妗钡拿枋鲈诘诙^緣層136b的厚度范圍內(nèi)，且“鄰近內(nèi)表面”在第一絕緣層136a’中的厚度內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，兩層136a’、136b中的一價(jià)金屬氧化物和二價(jià)金屬氧化物的組成不同。例如，第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b中的一價(jià)金屬氧化物和二價(jià)金屬氧化物的重量比不同。可通過形成第二層136b改善粘合以避免分層問題。

導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114包括金屬材料，并且第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b包括與金屬材料相同的金屬元素。更具體地，第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b都包括一價(jià)金屬氧化物和二價(jià)金屬氧化物，且第二絕緣層136b包括較高比例的一價(jià)金屬氧化物。例如，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114包括銅(Cu)，且第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b包括氧化銅(CuO)和氧化亞銅(Cu₂O)。

應(yīng)該注意，第二絕緣層136b中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層136a’中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114包括銅(Cu)，且第二絕緣層136b中的氧化亞銅(Cu₂O)的重量比大于第一絕緣層136a’中的氧化亞銅(Cu₂O)。在一些實(shí)施例中，第二絕緣層136b中的氧化亞銅(Cu₂O)的重量比為從約30％至約60％的范圍。在一些實(shí)施例中，第一絕緣層136a’中的氧化亞銅(Cu₂O)的重量比為從約20％至約28％的范圍。在一些實(shí)施例中，第二絕緣層136b中的氧化亞銅(Cu₂O)的重量比為第一絕緣層136a’中的氧化亞銅(Cu₂O)的重量比的約1.5至3倍。

在一些其他實(shí)施例中，第二絕緣層136b中的氧化亞銅(Cu₂O)和氧化銅(CuO)的重量比從第二絕緣層136b的內(nèi)表面向外表面逐漸增加。內(nèi)表面為第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b之間的界面。外表面為第二絕緣層136b和封裝件層140之間的界面。在一些實(shí)施例中，第一絕緣層136a’中的氧化亞銅(Cu₂O)和氧化銅(CuO)的重量比基本恒定。

此外，第二絕緣層136b的表面粗糙度大于第一絕緣層136a’的表面粗糙度。高粗糙度增加接觸面積，因此提高粘合強(qiáng)度。通過處理導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的表面提高導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和封裝件層140之間的粘合。

換言之，與二價(jià)金屬氧化物相比，一價(jià)金屬氧化物提供導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和隨后形成的封裝件層140之間更好的接合特性。

在一些實(shí)施例中，等離子體工藝11包括實(shí)施預(yù)清洗工藝和主要等離子體工藝。預(yù)清洗工藝配置為清洗導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的表面以及去除一些污染物。如果未去除污染物，它們可阻礙并降低導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和封裝件層140之間的粘合。主要等離子體工藝配置為改變第一絕緣層136a的成分。因此，獲得在第一絕緣層136a’上方形成的第二絕緣層136b。

在一些實(shí)施例中，清洗工藝包括使用具有從約200sccm至約600sccm的范圍的流速的氮?dú)?N₂)。在一些實(shí)施例中，在從約20Pa至約70Pa的范圍的壓力下實(shí)施清洗工藝。在一些實(shí)施例中，將清洗工藝實(shí)施從約10秒至約70秒的范圍的時(shí)間。當(dāng)將預(yù)清洗工藝實(shí)施上述范圍內(nèi)的時(shí)間時(shí)，完全去除污染物。

在一些實(shí)施例中，主要等離子體工藝包括使用具有從約100sccm至約300sccm的范圍的流速的氧氣(O₂)。除了氧氣(O₂)之外，主要等離子體工藝還包括使用具有從約100sccm至約300sccm的范圍的流速的氬氣(Ar)。氬氣(Ar)還用于增加表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，在從約20Pa至約40Pa的范圍的壓力下實(shí)施主要等離子體工藝。在一些實(shí)施例中，將主要等離子體工藝實(shí)施從約5秒至約50秒的范圍的時(shí)間。當(dāng)將主要等離子體工藝實(shí)施上述范圍內(nèi)的時(shí)間時(shí)，增加了第二絕緣層136b中的一價(jià)金屬氧化物的比例。

在一些其他實(shí)施例中，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114上實(shí)施濕工藝13并將絕緣層136a的外部轉(zhuǎn)化為第二絕緣層136b。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1H’所示，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114上方形成第二絕緣層136b。

在一些實(shí)施例中，濕工藝13包括將襯底102放入化學(xué)浴20中。化學(xué)浴20包括輸入端202和輸出端204。輸入端202用于提供用于化學(xué)溶液的輸入，并且輸出端204用于提供用于化學(xué)溶液的輸出。螺旋槳206用于攪拌和循環(huán)化學(xué)溶液，因此可使襯底102與化學(xué)溶液均勻反應(yīng)。

在濕工藝13之后，獲得包括第一絕緣層136a’和第二絕緣層136b的絕緣層136。第一絕緣層136a’包括一價(jià)金屬氧化物和二價(jià)金屬氧化物。第二絕緣層136b包括一價(jià)金屬氧化物和二價(jià)金屬氧化物。在一些實(shí)施例中，一價(jià)金屬氧化物為氧化亞銅(Cu₂O)，且二價(jià)金屬氧化物為氧化銅(CuO)或氫氧化銅(Cu(OH)₂)。

應(yīng)該注意，第二絕緣層136b中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層136a’中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。在一些實(shí)施例中，第二絕緣層136b中的一價(jià)金屬氧化物的比例為從約30wt％至約60wt％的范圍。在一些實(shí)施例中，第一絕緣層136a’中的一價(jià)金屬氧化物的比例為從約20wt％至約28wt％的范圍。

在一些實(shí)施例中，化學(xué)溶液包括過氧化氫(H₂O₂)溶液。在一些實(shí)施例中，過氧化氫(H₂O₂)溶液具有從約20wt％至約60wt％的范圍的濃度。在一些實(shí)施例中，在室溫下實(shí)施化學(xué)浴20。在一些實(shí)施例中，在從約20度至約40度的范圍的溫度下實(shí)施化學(xué)浴20。

在濕工藝13之后，在絕緣層136上實(shí)施可選的清洗工藝。清洗工藝用于去除可能來自化學(xué)浴20的一些污染物。如果污染物剩余在絕緣層136上方，則污染物可阻止封裝件層140的粘合。在一些實(shí)施例中，清洗工藝包括使用具有從約200sccm至約700sccm的范圍的流速的氮?dú)?N₂)。

應(yīng)該注意，過氧化氫(H₂O₂)溶液容易制備并且在室溫下實(shí)施化學(xué)浴20而不加熱化學(xué)浴20。因此，實(shí)施濕工藝13的成本相對低。濕工藝13可用于大量生產(chǎn)。

如上所述，通過實(shí)施等離子體工藝11或?qū)嵤窆に?3改進(jìn)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和封裝件層140之間的粘合。避免分層問題。因此，進(jìn)一步改進(jìn)封裝件結(jié)構(gòu)100的可靠性和性能。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1I所示，在半導(dǎo)體管芯120和絕緣層136上方形成封裝件層140。在一些實(shí)施例中，封裝件層140完全封裝和覆蓋半導(dǎo)體管芯120。封裝件層140的頂面高于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂面和半導(dǎo)體管芯120的頂面。

在一些實(shí)施例中，封裝件層140由諸如液體環(huán)氧樹脂、可變性凝膠、硅橡膠等的模塑料制成。在一些實(shí)施例中，在基底層106、半導(dǎo)體管芯120和絕緣層136上方分配模塑料，并且因此實(shí)施熱工藝以硬化模塑料。

在形成封裝件層140之后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1J所示，實(shí)施平坦化工藝以暴露半導(dǎo)體管芯120和InFO通孔(TIV)116。在平坦化工藝之后，半導(dǎo)體管芯120的頂面與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂面基本齊平。在一些實(shí)施例中，平坦化工藝包括研磨工藝、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝、蝕刻工藝、其他適用工藝或其組合。

在平坦化工藝之后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1K所示，在封裝件層140上方形成再分布結(jié)構(gòu)146。再分布結(jié)構(gòu)146包括在鈍化層142中形成再分布線(RDL)144。將RDL 144電連接至半導(dǎo)體管芯120和InFO通孔(TIV)116。

在一些實(shí)施例中，再分布線(RDL)144由諸如銅(Cu)、銅合金、鋁(Al)、鋁合金、鎢(W)、鎢合金、鈦(Ti)、鈦合金、鉭(Ta)或鉭合金的金屬材料制成。在一些實(shí)施例中，通過電鍍、無電鍍電鍍、濺射或化學(xué)汽相沉積(CVD)形成RDL 144。在一些實(shí)施例中，鈍化層142由聚苯并噁唑(PBO)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、硅酮、丙烯酸酯、硅氧烷或其組合制成。在一些其他實(shí)施例中，鈍化層142由諸如氧化硅、無摻雜硅酸鹽玻璃、氮氧化硅、阻焊(SR)層、氮化硅、HMDS(六甲基二硅氮烷)的非有機(jī)材料制成。

此后，在再分布結(jié)構(gòu)146上方形成電連接件148。在一些實(shí)施例中，電連接件148包括焊球、金屬柱、其他適用連接件。在一些實(shí)施例中，在電連接件148下方形成凸塊下金屬化(UBM)層(未示出)。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1L所示，去除襯底102和粘合劑層104，并將圖1K的結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)并且附接至載體152。因此，基底層106面朝上并且暴露。載體152包括感光或熱敏的膠帶并且容易從電連接件148中分離載體152。

此后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1M所示，去除基底層106的一部分以形成開口154。在一些實(shí)施例中，去除晶種層108的一部分，并將晶種層108暴露。在一些其他實(shí)施例中，不去除或完全去除晶種層108。在一些其他實(shí)施例中，通過激光鉆孔工藝、蝕刻工藝或其他適用工藝形成開口154。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1N所示，在形成開口154之后，將電連接件158填充至開口154中。此后，將頂封裝件160接合至電連接件158。頂封裝件160包括封裝件襯底162和半導(dǎo)體管芯164。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯164包括諸如靜態(tài)隨機(jī)存儲存儲器(SRAM)管芯、動態(tài)隨機(jī)存儲存儲器(DRAM)管芯等的存儲器管芯。

此后，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100可繼續(xù)經(jīng)歷其他工藝以形成其他結(jié)構(gòu)或器件。此后，實(shí)施切割工藝以將圖1N所示的結(jié)構(gòu)分離為芯片封裝件。

圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在等離子體工藝11或濕工藝13之前，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖。如圖2A所示，第一絕緣層136a包圍導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114，并且導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖形狀為圓形。

圖2B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在等離子體工藝11或濕工藝13之后，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖。在實(shí)施等離子體工藝11或濕工藝13之后，獲得在第一絕緣層136a’上方形成的第二絕緣層136b。第二絕緣層136b將與封裝件層140直接接觸。將第二絕緣層136b的表面粗糙度增加以提高導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114和封裝件層140之間的粘合力。

如上所述，絕緣層136包括多于鄰近與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114接觸的內(nèi)表面的第二位置處的一價(jià)金屬氧化物的鄰近絕緣層136的外表面的第一位置處的一價(jià)金屬氧化物?！班徑獗砻妗钡拿枋鲈诘诙^緣層136b的厚度范圍內(nèi)，且“鄰近內(nèi)表面”在第一絕緣層136a’中的厚度內(nèi)。

圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖。如圖3A所示，第一絕緣層136a包圍導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114，并且導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖形狀為矩形。

圖3B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在等離子體工藝11或濕工藝13之后，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)114的頂視圖。第二絕緣層136b中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層136a’中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。通過改變第二絕緣層136b的比例提高接合強(qiáng)度。因此，進(jìn)一步提高封裝件結(jié)構(gòu)100的可靠性和性能。

提供了用于形成封裝件結(jié)構(gòu)的實(shí)施例及其形成方法。在襯底上方形成半導(dǎo)體管芯，并且封裝件層覆蓋半導(dǎo)體管芯。在封裝件層中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，并在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和封裝件層之間形成絕緣層。在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施等離子體工藝或濕工藝以形成包括第一絕緣層和第二絕緣層的絕緣層。第二絕緣層與封裝件層直接接觸并且具有較大的表面粗糙度以提高粘合性。當(dāng)提高粘合性時(shí)，避免分層問題。因此，也提高封裝件結(jié)構(gòu)的性能。

在一些實(shí)施例中，提供了封裝件結(jié)構(gòu)。封裝件結(jié)構(gòu)包括襯底和在襯底上方形成的半導(dǎo)體管芯。封裝件結(jié)構(gòu)還包括覆蓋半導(dǎo)體管芯的封裝件層和在封裝件層中形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。封裝件結(jié)構(gòu)包括在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成的第一絕緣層，并且第一絕緣層包括一價(jià)金屬氧化物。封裝件結(jié)構(gòu)包括在第一絕緣層和封裝件層之間形成的第二絕緣層。第二絕緣層包括一價(jià)金屬氧化物，并且第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。

在一些實(shí)施例中，提供了封裝件結(jié)構(gòu)。封裝件結(jié)構(gòu)包括襯底和在襯底上方形成的半導(dǎo)體管芯。封裝件結(jié)構(gòu)還包括鄰近半導(dǎo)體管芯的封裝件層和在封裝件層中形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。封裝件結(jié)構(gòu)還包括在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成的絕緣層。絕緣層包括鄰近絕緣層的外表面的第一位置處的一價(jià)金屬氧化物，并且其多于鄰近與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)接觸的內(nèi)表面的第二位置處的一價(jià)金屬氧化物。

在一些實(shí)施例中，提供了形成封裝件結(jié)構(gòu)的方法。方法包括在襯底上方形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)并且在襯底上方形成半導(dǎo)體管芯。半導(dǎo)體管芯被導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包圍。方法還包括在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施濕工藝或等離子體工藝以在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方形成絕緣層。絕緣層包括在第一絕緣層上方的第二絕緣層，并且第一絕緣層和第二絕緣層都包括一價(jià)金屬氧化物。第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。方法還包括在半導(dǎo)體管芯和第二絕緣層上方形成封裝件層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種封裝件結(jié)構(gòu)，包括：襯底；在襯底上方形成的半導(dǎo)體管芯；鄰近半導(dǎo)體管芯的封裝件層；在封裝件層中形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成的第一絕緣層，其中，第一絕緣層包括一價(jià)金屬氧化物；以及在第一絕緣層和封裝件層之間形成的第二絕緣層，其中，第二絕緣層包括一價(jià)金屬氧化物，并且其中，第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括金屬材料，且一價(jià)金屬氧化物包括與金屬材料相同的金屬元素。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一絕緣層還包括二價(jià)金屬氧化物，第二絕緣層還包括二價(jià)金屬氧化物，且第二絕緣層中的二價(jià)金屬氧化物的重量比小于第一絕緣層中的二價(jià)金屬氧化物的重量比。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一價(jià)金屬氧化物為氧化亞銅(Cu₂O)，且二價(jià)金屬氧化物為氧化銅(CuO)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比在從約30wt％至約60wt％的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二絕緣層的表面粗糙度大于第一絕緣層的表面粗糙度。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二絕緣層與封裝件層接觸。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括：在封裝件層上方形成的再分布層，其中，再分布層電連接至半導(dǎo)體管芯。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一絕緣層為自然氧化物層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種封裝件結(jié)構(gòu)，包括：襯底；在襯底上方形成的半導(dǎo)體管芯；鄰近半導(dǎo)體管芯的封裝件層；在封裝件層中形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；以及在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成的絕緣層，其中，絕緣層包括鄰近絕緣層的外表面的第一位置處的一價(jià)金屬氧化物，并且在第一位置處的一價(jià)金屬氧化物多于鄰近與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)接觸的內(nèi)表面的第二位置處的一價(jià)金屬氧化物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括金屬材料，并且一價(jià)金屬氧化物包括與金屬材料相同的金屬元素。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鄰近絕緣層的外表面的一價(jià)金屬氧化物的重量比為鄰近絕緣層的內(nèi)表面的一價(jià)金屬氧化物的重量比的約1.5至約3倍。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括：在封裝件層上方形成的再分布層，其中，再分布層電連接至半導(dǎo)體管芯。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種形成封裝件結(jié)構(gòu)的方法，包括：在襯底上方形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在襯底上方形成半導(dǎo)體管芯，其中，半導(dǎo)體管芯被導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包圍；在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施濕工藝或等離子體工藝以在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方形成絕緣層，其中，絕緣層包括在第一絕緣層上方的第二絕緣層，其中，第一絕緣層和第二絕緣層都包括一價(jià)金屬氧化物，并且第二絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比大于第一絕緣層中的一價(jià)金屬氧化物的重量比；以及在半導(dǎo)體管芯和第二絕緣層上方形成封裝件層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施濕工藝包括：將襯底放入化學(xué)浴中，其中，化學(xué)浴包括過氧化氫(H₂O₂)溶液。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，過氧化氫(H₂O₂)溶液具有在約20wt％至約60wt％的范圍內(nèi)的濃度。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施濕工藝之后，還包括：在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施清洗工藝，其中，清洗工藝包括使用氮?dú)?N₂)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括：形成在封裝件層上方形成的再分布層，其中，將再分布層電連接至半導(dǎo)體管芯。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)施等離子體工藝包括：在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施清洗工藝；以及在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上實(shí)施主要等離子體工藝。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，清洗工藝包括使用氮?dú)?N₂)，并且主要等離子體工藝包括使用氧氣(O₂)。

上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。