半導(dǎo)體芯片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片及其制造方法。本發(fā)明也涉及一種這種芯片的封裝體以及用于制造或組裝該封裝體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，半導(dǎo)體芯片100具有表面110，表面110具有用于連接至芯片100的電路裝置的導(dǎo)電凸塊124。提供導(dǎo)熱板130以用于設(shè)置在表面110上，如圖2所示。板130形成了對應(yīng)于凸塊120的過孔140，其中旨在使得凸塊120并未接觸或者更惡劣地與板130重疊。然而，在凸塊120與板130之間避免接觸和重疊需要合適的對準。如圖2所示，板130的小量未對準可能導(dǎo)致板130與一個或多個凸塊120之間的接觸。
[0003]本發(fā)明的目的、優(yōu)點和創(chuàng)新特征列出在以下描述中，并且從以下描述以及通過實踐本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯，其中通過在所附權(quán)利要求中指出的內(nèi)容可以獲得該目的、優(yōu)點和特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種半導(dǎo)體封裝體包括襯底，該襯底具有第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及設(shè)置在第二表面上的第一鍵合焊盤。封裝體進一步包括第一半導(dǎo)體芯片，第一半導(dǎo)體芯片具有面向襯底的第二表面的第三表面、與第三表面相對的第四表面、以及在第三表面和第四表面之間延伸的第一貫通電極。第一貫通電極中的相應(yīng)第一貫通電極對應(yīng)于并且電連接至第一鍵合焊盤中的相應(yīng)第一焊盤。第一導(dǎo)熱層被鍍制到第四表面上，由此提供第五表面。
[0005]在另一方面中,第一絕緣層形成在第一導(dǎo)熱層的第五表面上，由此提供第六表面，其中第一導(dǎo)熱層和第一絕緣層形成第一過孔，第一過孔中的相應(yīng)第一過孔圍繞第一貫通電極中的相應(yīng)第一貫通電極。此外，封裝體包括第二半導(dǎo)體芯片，第二半導(dǎo)體芯片具有面向第一半導(dǎo)體芯片的第一絕緣層的第六表面的第七表面、與第七表面相對的第八表面、以及在第七表面和第八表面之間延伸的第二貫通電極，其中第二貫通電極中的相應(yīng)第二貫通電極對應(yīng)于第一半導(dǎo)體芯片的第一貫通電極中的相應(yīng)第一貫通電極，并且具有通過第一過孔至第一半導(dǎo)體芯片的第一貫通電極中的相應(yīng)第一貫通電極的電連接。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，提供半導(dǎo)體芯片的封裝體的方法包括在半導(dǎo)體芯片的晶片的第一表面上鍍制導(dǎo)熱層，晶片具有與第一表面相對的第二表面。晶片的第一表面和第二表面為每個半導(dǎo)體芯片提供第一相對表面和第二相對表面，以及其中對晶片的第一表面的鍍制由此鍍制相應(yīng)半導(dǎo)體芯片的第一表面。方法進一步包括在導(dǎo)熱層上形成絕緣層以及刻蝕導(dǎo)熱層，其中每個半導(dǎo)體芯片具有在半導(dǎo)體芯片的第一表面和第二表面之間延伸的貫通電極，并且刻蝕包括刻蝕暴露每個半導(dǎo)體芯片的第一表面上的貫通電極的過孔。
[0007]在附加的方面，在每個半導(dǎo)體芯片的第二表面上在貫通電極上沉積導(dǎo)電凸塊。從晶片劃切半導(dǎo)體芯片，并且堆疊半導(dǎo)體芯片中的第一半導(dǎo)體芯片、第二半導(dǎo)體芯片和第三半導(dǎo)體芯片，其中第二半導(dǎo)體芯片的導(dǎo)電凸塊通過第一半導(dǎo)體芯片的過孔電接觸第一半導(dǎo)體芯片的貫通電極，以及第三半導(dǎo)體芯片的導(dǎo)電凸塊通過第二半導(dǎo)體芯片的過孔電接觸第二半導(dǎo)體芯片的貫通電極。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，方法包括將第一半導(dǎo)體芯片放置在襯底上，襯底具有第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及在第二表面上的第一鍵合焊盤，其中第一半導(dǎo)體芯片具有第三表面、與第三表面相對的第四表面、在第三表面和第四表面之間延伸的第一貫通電極、以及在第三表面上的導(dǎo)電凸塊。
[0009]在另一方面中，將第一半導(dǎo)體芯片放置在襯底上包括:放置第一半導(dǎo)體芯片以使得第一半導(dǎo)體芯片的相應(yīng)導(dǎo)電凸塊接觸第一鍵合焊盤中的相應(yīng)第一鍵合焊盤。此外，方法包括將第一半導(dǎo)體芯片的相應(yīng)導(dǎo)電凸塊附接至第一鍵合焊盤中的相應(yīng)第一鍵合焊盤。將第二半導(dǎo)體芯片放置在第一半導(dǎo)體芯片上，其中第一半導(dǎo)體芯片進一步具有被鍍制到第四表面上的第一導(dǎo)熱層，由此提供第五表面，并且第一半導(dǎo)體芯片進一步具有形成在第一導(dǎo)熱層的第五表面上的第一絕緣層，由此提供第六表面。
[0010]在另一方面，第一導(dǎo)熱層和第一絕緣層形成第一過孔，第一過孔中的相應(yīng)第一過孔暴露第一半導(dǎo)體芯片的第一貫通電極中的相應(yīng)第一貫通電極，其中第二半導(dǎo)體芯片具有第七表面、與第七表面相對的第八表面、在第七表面和第八表面之間延伸的第二貫通電極、以及在第七表面上的導(dǎo)電凸塊。將第二半導(dǎo)體芯片放置在第一半導(dǎo)體芯片上包括:放置第二半導(dǎo)體芯片以使得第二半導(dǎo)體芯片的相應(yīng)導(dǎo)電凸塊通過第一過孔與第一半導(dǎo)體芯片的貫通導(dǎo)體中的相應(yīng)貫通導(dǎo)體電接觸。
[0011]此外，方法包括將第二半導(dǎo)體芯片附接至第一半導(dǎo)體芯片，以使得第二半導(dǎo)體芯片的相應(yīng)導(dǎo)電凸塊保持通過第一過孔與第一半導(dǎo)體芯片的貫通導(dǎo)體中的相應(yīng)貫通導(dǎo)體的固定電接觸。
【附圖說明】
[0012]本發(fā)明的確信為典型的創(chuàng)新性特征列出在所附權(quán)利要求中。然而，當結(jié)合附圖閱讀時通過參照示意性實施例的以下詳細描述將最佳地理解本發(fā)明自身以及優(yōu)選使用模式、其另外目的和優(yōu)點，其中:
[0013]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體芯片表面以及用于放置其上的導(dǎo)熱板。
[0014]圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的與在半導(dǎo)體芯片上設(shè)置導(dǎo)熱板有關(guān)的對準問題。
[0015]圖3A至圖3F示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的在制造階段中半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)并且示出了這些階段的相關(guān)處理動作。
[0016]圖3G提供了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的圖3F的半導(dǎo)體芯片的一側(cè)的視圖。
[0017]圖3H示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的圖3F的半導(dǎo)體芯片的一側(cè)的視圖，其中層被分離為多個部分。
[0018]圖4A至圖4D示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的在制造或組裝階段中半導(dǎo)體芯片封裝體的結(jié)構(gòu)并且示出了這些階段的相關(guān)處理動作。
[0019]圖4E示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的圖4A至圖4D中所示封裝體的半導(dǎo)體芯片之一的附加細節(jié)。
[0020]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的利用了粘附膜的半導(dǎo)體芯片封裝體。
[0021]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的利用了導(dǎo)電柱的半導(dǎo)體芯片封裝體。
【具體實施方式】
[0022]為了說明的目的，在本文中呈現(xiàn)了對本發(fā)明的各個實施例的描述，但并非意在窮舉或者限定與所公開的實施例。許多修改和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的，而沒有脫離所描述的實施例的范圍和精神。選擇在本文中使用的術(shù)語以最佳地解釋實施例的原理、實際應(yīng)用或者對于市場上找到技術(shù)的技術(shù)改進，或者使得本領(lǐng)域技術(shù)人員理解在本文中所公開的實施例。
[0023]在本文中所描述的方法方面用于制造集成電路芯片。得到的集成電路芯片可以由制造商分散為未加工晶片形式(也即作為具有多個未封裝芯片的單個晶片)，作為裸片，或者以已封裝的形式。在后者情形中，芯片安裝在單個芯片封裝體中(諸如塑料載體，具有貼至母板或其他更高層級載體的引線)或者在多芯片封裝體中(諸如具有單面或雙面互連或埋設(shè)互連的陶瓷載體)。在任何情形中，芯片隨后與其他芯片、分立電路元件和/或其他信號處理裝置集成，作為(a)諸如母板之類的中間產(chǎn)品或(b)最終產(chǎn)品的一部分。最終產(chǎn)品可以是包括集成電路芯片的任何產(chǎn)品，范圍從玩具和其他低端應(yīng)用至具有顯示器、鍵盤或其他輸入裝置、以及中央處理器的先進計算機產(chǎn)品。
[0024]為了提供半導(dǎo)體芯片的封裝體，根據(jù)本發(fā)明的實施例，如圖3A至圖3G所示制造個體半導(dǎo)體芯片。如圖3A所示，提供完整厚度的晶片302，其可以包括諸如硅之類的一種或多種材料。例如，200mm晶片可以是725um厚，而300mm晶片可以是775um厚。晶片302具有第一表面330以及與表面330相對的第二表面332?？梢跃哂谢旧暇鶆虻睦缰睆浇咏?至10um的圓截面的窄通道304形成在表面330或332中的一個表面上，并且向內(nèi)延伸，也即朝向表面330或332中的另一個表面延伸，諸如形成在表面300上朝向表面332延伸10至lOOum，如由圖3A所示的一個或多個實施例中所示。通道304可以包括一種或多種導(dǎo)電材料，諸如銅或鎢，并且可以諸如通過刻蝕過孔以及沉積由絕緣材料所圍繞的導(dǎo)電材料而形成。
[0025]如圖3B所示，隨后減薄晶片302，諸如減薄至1um至10um的厚度，以使得通道304暴露在表面332和表面330上，以提供從一個表面332全程延伸至另一表面332的導(dǎo)電硅通孔305。因此，硅通孔305的暴露端部形成了表面330和332的一部分。晶片302的減薄可以通過例如包括機械研磨或化學(xué)機械拋光的工藝來完成。
[0026]如圖3C所示，導(dǎo)熱層308形成在諸如圖中所示表面中的一個表面(諸如表面332)上，其可以初始地覆蓋硅通孔305，在硅通孔305中層308隨后經(jīng)由化學(xué)或等離子進行刻蝕以暴露過孔305。如圖3G所示，刻蝕可以在導(dǎo)熱層308中形成圓形過孔340?？梢酝ㄟ^鍍制包括銅、鋁或類似導(dǎo)熱材料的一種或多種材料而形成導(dǎo)熱層308。電鍍是執(zhí)行鍍制操作的一種方式。晶片302將最終被劃切為個體半導(dǎo)體芯片。(換言之，將從晶片302劃切半導(dǎo)體芯片。)因此，對晶片302的一個表面332的鍍制由此鍍制了從其劃切的個體半導(dǎo)體芯片的表面中的一個表面。在圖3A至圖3G中僅示出了一個這樣的芯片350。
[0027]本發(fā)明涉及如下認識:在表面332上鍍制導(dǎo)熱層308以及隨后刻蝕過孔340以暴露硅通孔305允許更精確地控制過孔340相對于過孔305居中以及過孔340尺寸。如所示，硅通孔305可以直徑均勻，以及開口 340盡管更大但是可以對應(yīng)地直徑均勻。例如，對于5至10um直徑的過孔305，導(dǎo)電層