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半导体芯片的互连结构和包括该互连结构的半导体封装件的制作方法

2022-03-31 10:50:43 来源:中国专利 TAG:

半导体芯片的互连结构和包括该互连结构的半导体封装件
1.相关申的交叉引用
2.本申要求于2020年9月23日在韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申no.10-2020-0122984的优先权,该申的公开内容以引用方式全部并入本文中。
技术领域
3.示例实施例涉及一种半导体芯片的互连结构和制造该互连结构的方法、以及包括该互连结构的半导体封装件和制造该半导体封装件的方法。更具体地,示例实施例涉及一种被构造为将堆叠的半导体芯片彼此电连接的互连结构和制造该互连结构的方法、以及包括该互连结构的半导体封装件和制造该半导体封装件的方法。


背景技术:

4.半导体封装件可以包括多个堆叠半导体芯片。半导体芯片可以经由互连结构彼此电连接。互连结构可以包括导电凸块、焊盘、诸如硅穿通过孔件(tsv)的互连过孔件等。
5.根据相关技术,由于堆叠半导体芯片的数量可能已增加,因此可以减小导电凸块之间的节距,并且也可以减小互连过孔件的宽度。因此,可能需要减小互连结构的厚度,同时防止导电凸块之间的电短路。


技术实现要素:

6.示例实施例提供了一种能够在互连结构的厚度薄的情况下防止导电凸块之间的电短路的半导体芯片的互连结构。
7.示例实施例还提供了一种制造上述互连结构的方法。
8.示例实施例还提供了一种包括具有上述互连结构的堆叠半导体芯片的半导体封装件。
9.示例实施例还提供了一种制造上述半导体封装件的方法。
10.根据示例实施例,可以提供一种半导体芯片的互连结构。互连结构可以包括互连过孔件、下焊盘、导电凸块和上焊盘。互连过孔件可以布置在半导体芯片中。下焊盘可以布置在互连过孔件的通过半导体芯片的下表面暴露的下端上。导电凸块可以布置在下焊盘上。上焊盘可以包括主体焊盘和互连焊盘。主体焊盘可以布置在互连过孔件的通过半导体芯片的上表面暴露的上端上。互连焊盘可以布置在主体焊盘上。主体焊盘可以具有与下焊盘的宽度基本相同的宽度。互连焊盘可以具有比互连过孔件的宽度宽并且比下焊盘的宽度窄的宽度。
11.根据示例实施例,可以提供一种半导体芯片的互连结构。互连结构可以包括互连过孔件、下焊盘、导电凸块和上焊盘。互连过孔件可以布置在半导体芯片中。下焊盘可以布置在互连过孔件的通过半导体芯片的下表面暴露的下端上。导电凸块可以布置在下焊盘上。上焊盘可以布置在互连过孔件的通过半导体芯片的上表面暴露的上端上。上焊盘的宽度可以比互连过孔件的宽度宽,并且可以比下焊盘的宽度窄。
12.根据示例实施例,可以提供一种半导体封装件。半导体封装件可以包括封装件衬底、第一半导体芯片、第一互连过孔件、第一下焊盘、第一导电凸块、第一上焊盘、第二半导体芯片、绝缘膜、第二互连过孔件、第二下焊盘、第二导电凸块和第二上焊盘。第一半导体芯片可以布置在封装件衬底的上表面上。第一互连过孔件可以布置在第一半导体芯片中。第一下焊盘可以布置在第一互连过孔件的通过第一半导体芯片的下表面暴露的下端上。第一导电凸块可以布置在第一下焊盘上。第一导电凸块可以与封装件衬底电连接。第一上焊盘可以包括第一主体焊盘和第一互连焊盘。第一主体焊盘可以布置在第一互连过孔件的通过第一半导体芯片的上表面暴露的上端上。第一互连焊盘可以布置在第一主体焊盘上。第二半导体芯片可以布置在第一半导体芯片上。绝缘膜可以介于第一半导体芯片和第二半导体芯片之间。第二互连过孔件可以布置在第二半导体芯片中。第二下焊盘可以布置在第二互连过孔件的通过第二半导体芯片的下表面暴露的下端上。第二导电凸块可以布置在第二下焊盘上。第二导电凸块可以与第一上焊盘电连接。第二上焊盘可以包括第二主体焊盘和第二互连焊盘。第二主体焊盘可以布置在第二互连过孔件的通过第二半导体芯片的上表面暴露的上端上。第二互连焊盘可以布置在第二主体焊盘上。第一主体焊盘可以具有与第一下焊盘的宽度基本相同的宽度。第一互连焊盘的宽度可以比第一互连过孔件的宽度宽并且比第一下焊盘的宽度窄。第二主体焊盘可以具有与第二下焊盘的宽度基本相同的宽度。第二互连焊盘的宽度可以比第二互连过孔件的宽度宽并且比第二下焊盘的宽度窄。
13.根据示例实施例,可以提供一种半导体封装件。半导体封装件可以包括封装件衬底、第一半导体芯片、第一互连过孔件、第一下焊盘、第一导电凸块、第一上焊盘、第二半导体芯片、第二互连过孔件、第二下焊盘、第二导电凸块和第二上焊盘。第一半导体芯片可以布置在封装件衬底的上表面上。第一互连过孔件可以布置在第一半导体芯片中。第一下焊盘可以布置在第一互连过孔件的通过第一半导体芯片的下表面暴露的下端上。第一导电凸块可以布置在第一下焊盘上。第一导电凸块可以与封装件衬底电连接。第一上焊盘可以布置在第一互连过孔件的通过第一半导体芯片的上表面暴露的上端上。第一上焊盘的宽度可以比第一互连过孔件的宽度宽,并且比第一下焊盘的宽度窄。第二半导体芯片可以布置在第一半导体芯片上。第二互连过孔件可以布置在第二半导体芯片中。第二下焊盘可以布置在第二互连过孔件的通过第二半导体芯片的下表面暴露的下端上。第二导电凸块可以布置在第二下焊盘上。第二导电凸块可以与第一上焊盘电连接。第二上焊盘可以布置在第二互连过孔件的通过第二半导体芯片的上表面暴露的上端上。第一主体焊盘可以具有与第一下焊盘的宽度基本相同的宽度。第一互连焊盘的宽度可以比第一互连过孔件的宽度宽,并且比第一下焊盘的宽度窄。第二上焊盘的宽度可以比第二互连过孔件的宽度宽,并且比第二下焊盘的宽度窄。
14.根据示例实施例,可以提供一种制造半导体芯片的互连结构的方法。在制造半导体芯片的互连结构的方法中,可以在半导体芯片中形成互连过孔件。可以在互连过孔件的通过半导体芯片的下表面暴露的下端上形成下焊盘。可以在下焊盘上形成导电凸块。可以在互连过孔件的通过半导体芯片的上表面暴露的上端上形成上焊盘。上焊盘的宽度可以比互连过孔件的宽度宽,并且可以比下焊盘的宽度窄。
15.根据示例实施例,可以提供一种制造半导体封装件的方法。在制造半导体封装件的方法中,可以在封装件衬底的上表面上布置第一半导体芯片,以经由第一导电凸块将第
一半导体芯片与封装件衬底电连接。第一半导体芯片可以包括第一互连结构。第一互连结构可以包括第一互连过孔件、第一下焊盘、第一导电凸块和第一上焊盘。可以在第一半导体芯片中布置第一互连过孔件。可以在第一互连过孔件的通过第一半导体芯片的下表面暴露的下端上布置第一下焊盘。可以在第一下焊盘上布置第一导电凸块。可以在第一互连过孔件的通过第一半导体芯片的上表面暴露的上端上布置第一上焊盘。第一上焊盘的宽度可以比第一互连过孔件的宽度宽,并且比第一下焊盘的宽度窄。可以在第一半导体芯片的上表面上布置第二半导体芯片。第二半导体芯片可以包括第二互连结构。第二互连结构可以包括第二互连过孔件、第二下焊盘、第二导电凸块和第二上焊盘。可以在第二半导体芯片中布置第二互连过孔件。可以在第二互连过孔件的通过第二半导体芯片的下表面暴露的下端上布置第二下焊盘。可以在第二下焊盘上布置第二导电凸块。可以在第二互连过孔件的通过第二半导体芯片的上表面暴露的上端上布置第二上焊盘。第二上焊盘的宽度可以比第二互连过孔件的宽度宽,并且比第二下焊盘的宽度窄。第二导电凸块可以被热压到第一上焊盘,以将第一半导体芯片与第二半导体芯片电连接。
16.根据示例实施例,可以提供一种半导体封装件。半导体封装件可以包括封装件衬底、插入件、至少一个第一半导体芯片和至少两个第二半导体芯片。插入件可以布置在封装件衬底的上表面上。第一半导体芯片可以布置在插入件的上表面上。第二半导体芯片可以堆叠在插入件的上表面上。每个第二半导体芯片可以包括互连过孔件、下焊盘、导电凸块和上焊盘。互连过孔件可以布置在第二半导体芯片中。下焊盘可以布置在互连过孔件的通过第二半导体芯片的下表面暴露的下端上。导电凸块可以布置在下焊盘上。上焊盘可以布置在互连过孔件的通过第二半导体芯片的上表面暴露的上端上。上焊盘的宽度可以比互连过孔件的宽度宽,并且可以比下焊盘的宽度窄。
17.根据示例实施例,可以提供一种半导体封装件。半导体封装件可以包括封装件衬底、逻辑芯片、至少一个第一半导体芯片和至少两个第二半导体芯片。逻辑芯片可以布置在封装件衬底的上表面上。第一半导体芯片可以布置在插入件的上表面上。第二半导体芯片可以堆叠在插入件的上表面上。每个第二半导体芯片可以包括互连过孔件、下焊盘、导电凸块和上焊盘。互连过孔件可以布置在第二半导体芯片中。下焊盘可以布置在互连过孔件的通过第二半导体芯片的下表面暴露的下端上。导电凸块可以布置在下焊盘上。上焊盘可以布置在互连过孔件的通过第二半导体芯片的上表面暴露的上端上。上焊盘的宽度可以比互连过孔件的宽度宽,并且可以比下焊盘的宽度窄。
18.根据示例实施例,上焊盘的宽度可以比互连过孔件的宽度宽,并且比下焊盘的宽度窄,以提高上焊盘与导电凸块之间的电连接的可靠性。因此,在具有薄的厚度的互连结构中,不会在导电凸块之间产生电短路。
附图说明
19.通过以下结合附图的详细描述,将更加清楚地理解示例实施例。图1至图26表示如本文所述的非限制性示例实施例。
20.图1是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图;
21.图2至图11是示出制造图1中的互连结构的方法的截面图;
22.图12是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图;
23.图13和图14是示出制造图12中的互连结构的方法的截面图;
24.图15是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图;
25.图16是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图;
26.图17是示出包括图1中的互连结构的半导体封装件的截面图;
27.图18至图21是示出制造图17中的半导体封装件的方法的截面图;
28.图22是示出包括图12中的互连结构的半导体封装件的截面图;
29.图23是示出包括图15中的互连结构的半导体封装件的截面图;
30.图24是示出包括图16中的互连结构的半导体封装件的截面图;
31.图25是示出包括图1中的互连结构的半导体封装件的截面图;以及
32.图26是示出包括图1中的互连结构的半导体封装件的截面图。
具体实施例
33.在下文中,将参照附图详细解释示例实施例。在附图中,相同的标号始终表示相同的元件。
34.图1是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图。
35.参照图1,根据示例实施例的半导体芯片的互连结构100可以包括互连过孔件120、下焊盘130、导电凸块132和上焊盘140。
36.半导体芯片110可以具有上表面和下表面。上绝缘层114可以形成在半导体芯片110的上表面上。下绝缘层112可以形成在半导体芯片110的下表面上。
37.互连过孔件120可以布置在半导体芯片110中。互连过孔件120可以垂直地穿透半导体芯片110。因此,互连过孔件120可以包括通过半导体芯片110的上表面暴露的上端和通过半导体芯片110的下表面暴露的下端。互连过孔件120的上端可以通过穿过上绝缘层114形成的开口而暴露。互连过孔件120的下端可以通过穿过下绝缘层112形成的开口而暴露。例如,互连过孔件120的上端可以与上绝缘层114的上表面共面,并且互连过孔件120的下端可以与下绝缘层112的下表面共面。互连过孔件120可以包括硅穿通过孔件(tsv)。互连过孔件120可以包括多个互连过孔件120。
38.如本文所使用的,当提及取向、布局、位置、形状、尺寸、量或其它量度时,诸如“相同”、“相等”、“平面”或“共面”的术语不一定意味着完全相同的取向、布局、位置、形状、尺寸、量或其它量度,而是旨在涵盖在例如由于制造工艺而可能发生的可接受变化内的几乎相同的取向、布局、位置、形状、尺寸、量或其它量度。术语“基本”可以在本文用于强调这个含义,除非上下文或其它陈述另外指出。例如,描述为“基本相同”、“基本相等”或“基本平面”的项可以完全相同、相等或为平面,或者在例如由于制造工艺而可能发生的可接受变化内可以相同、相等或为平面。
39.在示例实施例中,互连过孔件120可以具有约4μm至约5μm的宽度。当互连过孔件120具有圆形横截面形状时,互连过孔件120的宽度可以是互连过孔件120的直径。
40.下焊盘130可以布置在半导体芯片110的下表面上。下焊盘130可以位于互连过孔件120的通过半导体芯片110的下表面暴露的下端上。例如,下焊盘130可以接触互连过孔件120的下端。因此,下焊盘130可以电连接到互连过孔件120的下端。下焊盘130可以包括镍,但不限于特定材料。
41.可以通过电镀工艺在种子层136上形成下焊盘130。因此,种子层136可以形成在互连过孔件120的下端上。种子层136可以包括铜,但不限于特定材料。下焊盘130可以包括多个下焊盘130。
42.在示例实施例中,下焊盘130可以具有宽度wl和厚度tl。下焊盘130的宽度wl可以为约15μm至约20μm。然而,下焊盘130的宽度wl可以不限制在上述范围内。当下焊盘130可以具有圆形横截面形状时,下焊盘130的宽度wl可以是下焊盘130的直径。下焊盘130的厚度tl可以为约10μm至约17μm。然而,下焊盘130的厚度tl可以不限制在上述范围内。如本文所使用的,厚度可以指在垂直于半导体芯片110的上表面的方向上测量的厚度或高度。
43.导电凸块132可以布置在下焊盘130的下表面上。导电凸块132的上表面可以接触下焊盘130的下表面。导电凸块132可以包括焊料。在示例实施例中,导电凸块132可以不通过回流工艺形成。稍后可以说明用于形成导电凸块132的工艺。导电凸块132可以包括多个导电凸块132。
44.为了防止导电凸块132中的焊料渗入半导体芯片110中,可以在种子层136与半导体芯片110的下表面之间(具体地,在种子层136与下绝缘层112之间)插入阻挡层134。阻挡层134可以包括钛,但不限于特定材料。
45.上焊盘140可以布置在半导体芯片110的上表面上。上焊盘140可以位于互连过孔件120的通过半导体芯片110的上表面暴露的上端上。例如,上焊盘140可以接触互连过孔件120的上端。因此,上焊盘140可以电连接到互连过孔件120的上端。结果,上焊盘140和下焊盘130可以经由互连过孔件120彼此电连接。上焊盘140的厚度可以比下焊盘130的厚度tl薄。上焊盘140可以包括多个上焊盘140。可以通过电镀工艺在种子层138上形成上焊盘140。因此,种子层138可以形成在互连过孔件120的上端上。种子层138可以包括铜,但不限于特定材料。
46.在示例实施例中,上焊盘140可以包括主体焊盘142和互连焊盘144。
47.主体焊盘142可以布置在互连过孔件120的上端。主体焊盘142可以具有宽度wub和厚度tub。主体焊盘142的宽度wub可以为约15μm至约20μm。例如,主体焊盘142的宽度wub可以与下焊盘130的宽度wl基本相同。然而,主体焊盘142的宽度wub可以不限制在上述范围内。例如,主体焊盘142的宽度wub可以宽于或窄于下焊盘130的宽度wl。当主体焊盘142具有圆形横截面形状时,主体焊盘142的宽度wub可以是主体焊盘142的直径。此外,主体焊盘142的厚度tub可以为约2μm到约3μm。然而,主体焊盘142的厚度tub可以不限制在上述范围内。主体焊盘142可以包括镍,但不限于特定材料。
48.互连焊盘144可以布置在主体焊盘142的上表面上。互连焊盘144的下表面可以接触主体焊盘142的上表面。具体地,互连焊盘144可以位于主体焊盘142的上表面的中心部分上。互连焊盘144可以具有宽度wui和厚度tui。互连焊盘144的宽度wui可以为约5μm至约8μm。例如,互连焊盘144的宽度wui可以比主体焊盘142的宽度wub窄。如上所述,当主体焊盘142的宽度wb与下焊盘130的宽度wl基本相同时,互连焊盘144的宽度wui可以比下焊盘130的宽度wl窄。相反,互连焊盘144的宽度wui可以比下焊盘130的宽度宽。然而,互连焊盘144的宽度wui可以不限制在上述范围内。当互连焊盘144具有圆形横截面形状时,互连焊盘144的宽度wui可以是互连焊盘144的直径。
49.此外,互连焊盘144的厚度tui可以比主体焊盘142的厚度tub厚。在示例实施例中,
互连焊盘144的厚度tui可以为约4μm至约5μm。然而,互连焊盘144的厚度tui可以不限制在上述范围内。
50.在示例实施例中,互连焊盘144可以穿透介于堆叠的半导体芯片之间的绝缘膜。互连焊盘144可以与上半导体芯片的导电凸块电接触。因为具有比主体焊盘142的宽度wub窄的宽度wui的互连焊盘144可以从主体焊盘142突出,所以互连焊盘144可以容易地穿透绝缘膜以与上半导体芯片的导电凸块接触。然而,当互连焊盘144的宽度wui不大于互连过孔件120的宽度时,互连焊盘144可能不容易与互连过孔件120对准。因此,互连焊盘144的宽度wui可以比主体焊盘142的宽度wub窄,并且比互连过孔件120的宽度宽。
51.此外,互连焊盘144可以包括相对于导电凸块132具有润湿性的材料。例如,互连焊盘144可以包括金,但不限于特定材料。
52.图2至图11是示出制造图1中的互连结构的方法的截面图。
53.参照图2,可以通过半导体芯片110的下表面暴露出互连过孔件120的下端。相反,可以不通过半导体芯片110的上表面暴露出互连过孔件120的上端。
54.可以在半导体芯片110的下表面上顺序地形成阻挡层134和种子层136。可以在种子层136的下表面上形成光致抗蚀剂图案160。光致抗蚀剂图案160可以包括多个开口,所述多个开口被构造为暴露出种子层136的位于互连过孔件120的下端下方的一部分。
55.可以对种子层136的通过光致抗蚀剂图案160的开口而暴露的所述部分执行电镀工艺,以在种子层136的下表面上形成下焊盘130。可以对下焊盘130执行电镀工艺以在下焊盘130的下表面上形成导电凸块132。例如,根据示例实施例的制造互连结构100的方法可以不包括用于形成导电凸块132的回流工艺。
56.参照图3,可以部分地去除光致抗蚀剂图案160和导电凸块132,以提供具有彼此基本共面的下表面的光致抗蚀剂图案160和导电凸块132。因此,导电凸块132可以具有基本相同的厚度。可以通过使用研磨机、刀片等的机械工艺来部分地去除光致抗蚀剂图案160和导电凸块132。
57.当导电凸块132具有基本相同的厚度时(即,当导电凸块132的下表面位于同一水平面上时),可以省略用于部分地去除光致抗蚀剂图案160和导电凸块132的工艺。
58.参照图4,然后可以去除光致抗蚀剂图案160。可以通过剥离工艺和/或灰化工艺来去除光致抗蚀剂图案160。可以通过蚀刻工艺来去除导电凸块132之间的阻挡层134和种子层136。
59.参照图5,可以将载体衬底150附着到半导体芯片110的下表面。因此,半导体芯片110可以由载体衬底150支撑。
60.参照图6,可以部分地去除半导体芯片110的上表面,以通过半导体芯片110的上表面暴露出互连过孔件120的上端。
61.参照图7,可以在半导体芯片110的上表面上形成上绝缘层114。上绝缘层114可以包括被构造为暴露出互连过孔件120的上端的开口。
62.参照图8,可以在上绝缘层114的上表面上形成种子层138。可以在种子层138的上表面上形成光致抗蚀剂图案162。光致抗蚀剂图案162可以包括被构造为暴露出种子层138的位于互连过孔件120的上端上方的一部分的开口。
63.参照图9,可以对种子层138的暴露部分执行电镀工艺,以在种子层138的上表面上
形成主体焊盘142。主体焊盘142的宽度wub可以与下焊盘130的宽度wl基本相同。然而,主体焊盘142的宽度wub可以宽于或窄于下焊盘130的宽度wl。在形成主体焊盘142之后,然后可以去除光致抗蚀剂图案162。
64.参照图10,可以在种子层138和主体焊盘142的上表面上形成光致抗蚀剂图案164。光致抗蚀剂图案164可以包括被构造为暴露出主体焊盘142的上表面的中心部分的开口。光致抗蚀剂图案164的开口可以限定互连焊盘144的形状。
65.参照图11,可以对主体焊盘142的上表面的暴露的中心部分执行电镀工艺,以在主体焊盘142的上表面的中心部分上形成互连焊盘144。如上所述,互连焊盘144的宽度wui可以比主体焊盘142的宽度wub窄,并且比互连过孔件120的宽度宽。在形成互连焊盘144之后,然后可以去除光致抗蚀剂图案164和种子层138。
66.可以将载体衬底150与半导体芯片110分离,以完成图1中的半导体芯片110的互连结构100。
67.图12是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图。
68.除了上焊盘的互连焊盘之外,该示例实施例的互连结构100a可以与图1中的互连结构100包括基本相同的元件。因此,相同的附图标记可以指代相同的元件,并且为了简洁,本文中可以省略针对相同元件的任何进一步的说明。
69.参照图12,上焊盘140a的互连焊盘144a可以布置在主体焊盘142的上表面和侧表面上。具体地,互连焊盘144a可以被构造为包围主体焊盘142的上表面和侧表面。例如,该示例实施例的互连焊盘144a可以包括从图1中的互连焊盘144的下表面沿着主体焊盘142的上表面和侧表面延伸的部分。互连焊盘144a可以接触主体焊盘142的上表面和侧表面以及上绝缘层114的上表面。
70.图13和图14是示出制造图12中的互连结构的方法的截面图。
71.根据该示例实施例的制造互连结构100a的方法可以包括与参照图2至图9示出的工艺基本相同的工艺。
72.参照图13,可以在种子层138和主体焊盘142的上表面上形成光致抗蚀剂图案166。光致抗蚀剂图案166可以包括被构造为暴露出主体焊盘142的上表面和侧表面的开口。
73.参照图14,可以对主体焊盘142的暴露的上表面和侧表面执行化学镀工艺,以在主体焊盘142的上表面和侧表面上形成互连焊盘144a。在形成互连焊盘144a之后,然后可以去除光致抗蚀剂图案166。
74.可以将载体衬底与半导体芯片110分离以完成图12中的半导体芯片的互连结构100a。
75.图15是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图。
76.除了上焊盘之外,该示例实施例的互连结构100b可以包括与图1中的互连结构100的元件基本相同的元件。因此,相同的附图标记可以指代相同的元件,并且为了简洁,本文中可以省略针对相同元件的任何进一步的说明。
77.参照图15,上焊盘140b可以具有倾斜侧表面。例如,当在横截面中观看时,上焊盘140b可以具有等腰梯形形状。具体地,上焊盘140b可以包括具有下宽度的下表面、具有上宽度的上表面和在上表面和下表面之间连接的倾斜侧表面。此外,在上焊盘140b中,倾斜侧表面可以具有从下表面到上表面逐渐减小的宽度。因此,下宽度可以比上宽度宽。例如,上焊
盘140b的下表面的面积可以大于上焊盘140b的上表面的面积。
78.除了使用负光致抗蚀剂图案代替图8中使用的光致抗蚀剂图案之外,根据该示例实施例的制造互连结构100b的方法可以包括与参照图2至图9示出的工艺基本相同的工艺。因此,为了简洁,可以省略制造互连结构100b的方法。
79.图16是示出根据示例实施例的半导体芯片的互连结构的截面图。
80.除了上焊盘之外,该示例实施例的互连结构100c可以与图1中的互连结构100包括基本相同的元件。因此,相同的附图标记可以指代相同的元件,并且为了简洁,本文中可以省略针对相同元件的任何进一步的说明。
81.参照图16,上焊盘140c可以具有均匀的宽度。具体地,上焊盘140c可以包括下表面、上表面以及连接在下表面与上表面之间的侧表面。下表面和上表面可以具有基本相同的宽度。因此,侧表面可以是竖直形状。上焊盘140c的下表面和上表面的宽度可以与图1中的互连焊盘144的宽度基本相同。因此,为了简洁,本文中可以省略针对上焊盘140c的下表面与上表面的宽度的任何说明。
82.根据该示例实施例的制造互连结构100c的方法可以包括与参照图2至图9示出的工艺基本相同的工艺。因此,为了简洁,可以省略制造互连结构100c的方法。
83.图17是示出包括图1中的互连结构的半导体封装件的截面图。
84.参照图17,该示例实施例的半导体封装件200可以包括封装件衬底210、多个半导体芯片、绝缘膜220、模制构件230和外部端子240。
85.半导体芯片可以堆叠在封装件衬底210的上表面上。在示例实施例中,半导体芯片可以包括第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4,然而,半导体芯片的堆叠数量可以不限于特定数量。例如,半导体芯片的堆叠数量可以是八个、十二个等。
86.第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4中的每一个可以包括图1中的互连结构100。因此,当第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4顺序堆叠在封装件衬底210的上表面上时,第一半导体芯片110-1的第一导电凸块132-1可以朝向封装件衬底210定向。第一导电凸块132-1可以与封装件衬底210电连接。例如,第一导电凸块132-1可以接触封装件衬底210。第二半导体芯片110-2的第二导电凸块132-2可以朝向第一半导体芯片110-1的第一上焊盘140-1定向。第三半导体芯片110-3的第三导电凸块132-3可以朝向第二半导体芯片110-2的第二上焊盘140-2定向。第四半导体芯片110-4的第四导电凸块132-4可以朝向第三半导体芯片110-3的第三上焊盘140-3定向。
87.绝缘膜220可以介于第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4之间,具体地,绝缘膜220可以介于第一半导体芯片110-1与第二半导体芯片110-2之间、第二半导体芯片110-2与第三半导体芯片110-3之间、以及第三半导体芯片110-3与第四半导体芯片110-4之间。例如,绝缘膜220可以附着到第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4中的每一个的下表面。具体地,绝缘膜220可以包括这样的下表面:其位于比第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4中的任何一个的导电凸块132的上表面低的平面上。因此,绝缘膜220可以被构造为覆盖导电凸块132。绝缘膜220可以包括非导电膜(ncf)。
88.第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4可以通过热压工艺彼此接合。例如,可以向下按压第二半导体芯片110-2以将第二半导体芯片110-2热压到
第一半导体芯片110-1。第一半导体芯片110-1的第一互连焊盘144-1可以穿透绝缘膜220以与第二半导体芯片110-2的第二导电凸块132-2接触。如上所述,因为具有比第一主体焊盘142-1的宽度窄的宽度的第一互连焊盘144-1可以从第一主体焊盘142-1突出,所以第一互连焊盘144-1可以容易地穿透绝缘膜220,以与第二半导体芯片110-2的第二导电凸块132-2精确地接触。
89.具体地,第一互连焊盘144-1可以介于第二导电凸块132-2的下表面的中心部分中,以形成被构造为容纳第一互连焊盘144-1的容纳槽133。因此,第二导电凸块132-2的围绕容纳槽133的边缘部分可以与第一主体焊盘142-1的上表面接触。
90.模制构件230可以形成在封装件衬底210的上表面上以覆盖第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4。模制构件230可以包括环氧模塑化合物(emc)。
91.外部端子240可以安装在封装件衬底210的下表面上。外部端子240可以包括焊球。
92.图18至图21是示出制造图17中的半导体封装件的方法的截面图。
93.参照图18,可以将绝缘膜220附着到第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4中的每一个的下表面。可以顺序地布置具有绝缘膜220的第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4。
94.参照图19,可以通过热压工艺将第二半导体芯片110-2接合到第一半导体芯片110-1。可以通过热压工艺将第三半导体芯片110-3接合到第二半导体芯片110-2。可以通过热压工艺将第四半导体芯片110-4接合到第三半导体芯片110-3。例如,当可以将第二半导体芯片110-2向下按压至第一半导体芯片110-1时,第一半导体芯片110-1的第一互连焊盘144-1可以穿透绝缘膜220以与第二半导体芯片110-2的第二导电凸块132-2接触。具体地,第一互连焊盘144-1可以介于第二导电凸块132-2的下表面的中心部分中以形成被构造为容纳第一互连焊盘144-1的容纳槽133。因此,第二导电凸块132-2的围绕容纳槽133的边缘部分可以与第一主体焊盘142-1的上表面接触。
95.参照图20,可以在封装件衬底210的上表面上布置堆叠的第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4。第一半导体芯片110-1的第一导电凸块132-1可以与封装件衬底210电连接。
96.参照图21,可以在封装件衬底210的上表面上形成模制构件230,以覆盖第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4。
97.可以在封装件衬底210的下表面上安装外部端子240,以完成半导体封装件200。
98.图22是示出包括图12中的互连结构的半导体封装件的截面图。
99.除了互连结构之外,该示例实施例的半导体封装件200a可以包括与图17中的半导体封装件200的元件基本相同的元件。因此,相同的附图标记可以指代相同的元件,并且为了简洁,本文中可以省略针对相同元件的任何进一步的说明。
100.参照图22,半导体封装件200a可以包括图12中的互连结构100a。例如,第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3及110-4中的每一个的互连焊盘144a可以被构造为围绕主体焊盘142的上表面及侧表面。
101.因此,第一互连焊盘144-1的中心部分可以介于第二导电凸块132-2的下表面的中心部分中,以形成被构造为容纳第一互连焊盘144-1的容纳槽133a。因此,第二导电凸块132-2的围绕容纳槽133a的边缘部分可以与互连焊盘144a的上表面接触。
102.图23是示出包括图15中的互连结构的半导体封装件的截面图。
103.除了互连结构之外,该示例实施例的半导体封装件200b可以包括与图17中的半导体封装件200的元件基本相同的元件。因此,相同的附图标记可以指代相同的元件,并且为了简洁,本文中可以省略针对相同元件的任何进一步的说明。
104.参照图23,半导体封装件200b可以包括图15中的互连结构100b。例如,第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3和110-4中的每一个的上焊盘140b可以具有倾斜侧表面。
105.因此,倾斜上焊盘140b可以插入到第二导电凸块132-2的下表面的中心部分中,以形成被构造为容纳第一上焊盘140-1的容纳槽133b。
106.图24是示出包括图16中的互连结构的半导体封装件的截面图。
107.除了互连结构之外,该示例实施例的半导体封装件200c可以包括与图17中的半导体封装件200的元件基本相同的元件。因此,相同的附图标记可以指代相同的元件,并且为了简洁,本文中可以省略针对相同元件的任何进一步的说明。
108.参照图24,半导体封装件200c可以包括图16中的互连结构100c。例如,第一半导体芯片至第四半导体芯片110-1、110-2、110-3、110-4中的每一个的上焊盘140c可以具有均匀的宽度。
109.第一上焊盘140-1的均匀宽度可以比第二导电凸块132-2的宽度窄,使得第一上焊盘140-1可以插入到第二导电凸块132-2的下表面的中心部分中,以形成被构造为容纳第一上焊盘140-1的容纳槽133c。
110.图25是示出包括图1中的互连结构的半导体封装件的截面图。
111.参照图25,该示例实施例的半导体封装件300可以包括2.5d堆叠型半导体封装件。因此,半导体封装件300可以包括封装件衬底310、插入件320、至少一个第一半导体芯片350、多个第二半导体芯片110、模制构件330和外部端子340。
112.插入件320可以布置在封装件衬底310的上表面上。插入件320可以经由多个导电凸块322与封装件衬底310电连接。
113.第一半导体芯片350可以布置在插入件320的上表面上。第一半导体芯片350可以经由导电凸块352与插入件320电连接。第一半导体芯片350可以包括中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)等。
114.第二半导体芯片110可以布置在插入件320的上表面上。第二半导体芯片110可以对应于图17中的半导体芯片110。例如,第二半导体芯片110可以经由图1中的互连结构100彼此电连接。可替换地,半导体封装件300可以包括图12中的互连结构100a、图15中的互连结构100b或图16中的互连结构100c。第二半导体芯片110可以包括高带宽存储器(hbm)芯片。
115.模制构件330可以形成在封装件衬底310的上表面上,以覆盖第一半导体芯片350和第二半导体芯片110。模制构件330可以包括环氧模塑化合物(emc)。
116.外部端子340可以安装在封装件衬底310的下表面上。外部端子340可以包括焊球。
117.图26是示出包括图1中的互连结构的半导体封装件的截面图。
118.参照图26,该示例实施例的半导体封装件400可以包括3.0d堆叠型半导体封装件。因此,半导体封装件400可以包括封装件衬底410、逻辑芯片420、至少一个第一半导体芯片
450、多个第二半导体芯片110、模制构件430和外部端子440。
119.逻辑芯片420可以布置在封装件衬底410的上表面上。逻辑芯片420可以经由多个导电凸块422与封装件衬底410电连接。
120.第一半导体芯片450可以布置在逻辑芯片420的上表面上。第一半导体芯片450可以经由导电凸块452与逻辑芯片420电连接。第一半导体芯片450可以包括sram芯片。
121.第二半导体芯片110可以布置在逻辑芯片420的上表面上。第二半导体芯片110可以对应于图17中的半导体芯片110。例如,第二半导体芯片110可以经由图1中的互连结构100彼此电连接。可替换地,半导体封装件300可以包括图12中的互连结构100a、图15中的互连结构100b或图16中的互连结构100c。第二半导体芯片110可以包括高带宽存储器(hbm)芯片。
122.模制构件430可以形成在封装件衬底410的上表面上,以覆盖第一半导体芯片450和第二半导体芯片110。模制构件430可以包括环氧模塑化合物(emc)。
123.外部端子440可以安装在封装件衬底410的下表面上。外部端子440可以包括焊球。
124.根据示例实施例,上焊盘的宽度可以比互连过孔件的宽度宽,并且比下焊盘的宽度窄,以提高上焊盘与导电凸块之间的电连接可靠性。因此,在具有薄的厚度的互连结构中,不会在导电凸块之间产生电短路。
125.以上是对示例实施例的说明,并且不应被解释为对示例实施例的限制。尽管已经描述了一些示例性实施例,但是本领域技术人员将容易地理解,在示例性实施例中可以进行许多修改,而不会实质上脱离本发明的新颖教导和优点。因此,所有这些修改都旨在包括在如权利要求所限定的本发明的范围内。在权利要求中,装置加功能的语句旨在覆盖在本文中描述为执行所述功能的结构,并且不仅覆盖结构等同物而且覆盖等同结构。因此,应当理解,以上是对各种示例实施例的说明,并且不应被解释为限于公开的特定示例实施例,并且对公开的示例实施例的修改以及其它示例实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。
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