本发明专利技术提供了一种面朝面半导体组件。该面朝面半导体组件中，一核心基座的介电材凹穴中设有一半导体元件，且该半导体元件被一系列金属柱所环绕。该核心基座中的凹穴可控制该元件，避免元件相对于该些金属柱发生侧向位移，且该些金属柱提供核心基座两相反侧间的垂直连接，其可利用凹穴的深度，以降低金属柱所需的最小高度。此外，该半导体元件可与另一半导体元件通过设于两者间的增层电路，以面朝面方式相互电性耦接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种面朝面半导体组件，尤指一种将半导体元件限制于核心基座凹穴中的面朝面半导体组件，其中该核心基座包含有环绕于凹穴周围的一系列金属柱。
技术介绍
多媒体装置的市场趋势倾向于更迅速且更薄型化的设计需求。其中一种方法是以面朝面(face-to-face)方式以互连两芯片，以使两芯片间具有最短的路由距离。由于叠置的芯片间可直接相互传输，以降低延迟，故可大幅改善组件的信号完整度，并节省额外的耗能。因此，面朝面半导体组件可展现三维集成电路堆叠(3DICstacking)几乎所有的优点，且无需于堆叠芯片中形成成本高昂的硅穿孔(Through-SiliconVia)。如美国专利案号7,359,579及美国专利公开案号2014/0210107即揭露了具有面朝面设置结构的堆叠式芯片组体。但是，由于其底部芯片未受到保护，且底部芯片的厚度又必须比用于外部连接的焊球薄，故该组件可靠度不佳且无法实际应用上。美国专利案号8,008,121、8,519,537及8,558,395则揭露各种具有中间层的组件结构，其是将中间层设于面朝面设置的芯片间。虽然其无需于堆叠芯片中形成硅穿孔(TSV)，但中间层中用于提供芯片间电性路由的硅穿孔会导致工艺复杂、生产合格率低及高成本。为了上述理由及以下所述的其他理由，目前亟需发展一种新式的面朝面半导体组件，以达到高封装密度、较佳信号完整度及低成本的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种面朝面半导体组件，其底部元件位于核心基座的凹穴中，借此可控制嵌埋的底部元件避免发生位移。本专利技术的另一目的是提供一种面朝面半导体组件，其于核心基座中形成一系列金属柱，以作为垂直互连路由。由于金属柱与凹穴皆是通过同一金属载板所形成，借此嵌埋的底部元件与金属柱间可维持预定的相对位置。本专利技术的再一目的是提供一种面朝面半导体组件，其核心基座中具有凹穴及金属柱，其中金属柱作为核心基座两相反侧间的垂直连接，由于其可利用凹穴的深度，以降低金属柱所需的最小高度，故可大幅改善生产合格率并降低成本。依据上述及其他目的，本专利技术提出一种面朝面半导体组件，其包括一核心基座、一第一半导体元件、一顶部增层电路及一第二半导体元件。在一优选实施方面中，该核心基座包括一介电层、一树脂密封层、一系列金属柱及一系列金属化盲孔。该介电层具有一凹穴，其由介电层的顶面延伸。该树脂密封层设置于该介电层的顶面上。该第一半导体元件延伸穿过该树脂密封层，并通过黏着剂贴附至介电层的凹穴底板上。该些金属柱设置于介电层的顶面上，且被树脂密封层所侧向覆盖，并与第一半导体元件的主动垫于顶面处呈实质上共平面。该些金属化盲孔设置于介电层中，并电性耦接至金属柱。该顶部增层电路设置于该第一半导体元件与该核心基座的顶面上，并电性耦接至第一半导体元件及金属柱。该第二半导体元件设置于顶部增层电路上，并通过顶部增层电路而电性耦接至第一半导体元件，且第二半导体元件的主动垫面向第一半导体元件的主动垫。此外，本专利技术亦提供一种散热增益型的面朝面半导体组件，其核心基座还包括一金属座，其中该金属座设置于介电层的凹穴底板上，且第一半导体元件通过导热黏着剂贴附至介电层凹穴中的金属座上。本专利技术的面朝面半导体组件具有许多优点。举例来说，以面对面方式，将第一及第二半导体元件电性耦接至顶部增层电路的两相反侧，可使第一与第二半导体元件之间具有最短的互连距离。将第一半导体元件插入介电层凹穴中的作法是特别具有优势的，其原因在于，其可利用凹穴的深度以降低金属柱所需的最小高度，且可提供一平坦平台，以利于进行面朝面的互连工艺，以使第二半导体元件电性耦接至顶部增层电路。本专利技术的上述及其他特征与优点可通过下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了。附图说明参考随附附图，本专利技术可通过下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了，其中：图1为本专利技术第一实施方面中，牺牲载板的剖视图；图2及3分别为本专利技术第一实施方面中，于图1的牺牲载板上形成一重布层的剖视图及顶部立体示意图；图4及5分别为本专利技术第一实施方面中，半导体芯片设置于图2及3结构上的剖视图及顶部立体示意图；图6为本专利技术第一实施方面中，图4结构上形成模封材的剖视图；图7及8分别为本专利技术第一实施方面中，将图6结构中的牺牲载板移除的剖视图及底部立体示意图；图9及10分别为本专利技术第一实施方面中，图7及8的结构切割成个别单件的剖视图及底部立体示意图；图11及12分别为本专利技术第一实施方面中，对应于图9及10切离单元的半导体元件剖视图及顶部立体示意图；图13及14分别为本专利技术第一实施方面中，金属载板上形成金属凸层的剖视图及底部立体示意图；图15为本专利技术第一实施方面中，图13结构上形成第一介电层的剖视图；图16及17分别为本专利技术第一实施方面中，将图15结构中金属载板的一选定部位移除的剖视图及顶部立体示意图；图18为本专利技术第一实施方面中，图16结构上形成树脂密封层的剖视图；图19及20分别为本专利技术第一实施方面中，图18结构形成置放区域的剖视图及顶部立体示意图；图21为本专利技术第一实施方面中，图19结构上设置图11半导体元件的剖视图；图22为本专利技术第一实施方面中，图21结构上形成第二介电层的剖视图；图23为本专利技术第一实施方面中，图22结构上形成第一及第二盲孔的剖视图；图24为本专利技术第一实施方面中，图23结构上形成第一及第二导线的剖视图；图25为本专利技术第一实施方面中，图24结构上形成第三及第四介电层的剖视图；图26为本专利技术第一实施方面中，图25结构上形成第三及第四盲孔的剖视图；图27为本专利技术第一实施方面中，图26结构上形成第三及第四导线的剖视图；图28为本专利技术第一实施方面中，图27结构上设置另一半导体元件，以制作完成面朝面半导体组件的剖视图；图29为本专利技术第二实施方面中，金属载板上形成金属凸层及辅助金属垫的剖视图；图30为本专利技术第二实施方面中，图29结构上形成第一介电层的剖视图；图31为本专利技术第二实施方面中，图30结构形成凹穴及金属柱的剖视图；图32为本专利技术第二实施方面中，图31结构形成金属座的剖视图；图33为本专利技术第二实施方面中，图32结构上设置图11半导体元件的剖视图；图34为本专利技术第二实施方面中，图33结构上形成树脂密封层的剖视图；图35为本专利技术第二实施方面中，图34结构上形成第二介电层的剖视图；图36为本专利技术第二实施方面中，图35结构上形成第一及第二盲孔的剖视图；图37为本专利技术第二实施方面中，图36结构上形成第一及第二导线的剖视图；图38为本专利技术第二实施方面中，图37结构上形成第三及第四介电层的剖视图；图39为本专利技术第二实施方面中，图38结构上形成第三及第四盲孔的剖视图；图40为本专利技术第二实施方面中，图39结构上形成第三及第四导线的剖视图；图41为本专利技术第二实施方面中，图40结构上设置另一半导体元件，以制作完成面朝面半导体组件的剖视图；图42为本专利技术第三实施方面中，另一面朝面半导体组件的剖视图；以及图43为本专利技术第四实施方面中，另一散热增益型面半导体组件的剖视图。【符号说明】第一半导体元件10面朝面半导体组件100、200、300、400牺牲载板11重布层13第一路由电路131主动垫132、412绝缘层133第二路由电路135凸块14半导体芯片15模封材17核心基座20金属载板21金本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种面朝面半导体组件，其特征在于，包括：一核心基座，其包括一介电层、一树脂密封层、一系列金属柱及一系列金属化盲孔，其中(i)该介电层具有一凹穴，且该凹穴由该介电层的一顶面延伸，(ii)该树脂密封层设置于该介电层的该顶面上，(iii)该些金属柱设置于该树脂密封层中，且(iv)该些金属化盲孔设置于该介电层中，并电性耦接至该些金属柱；一第一半导体元件，其延伸穿过该树脂密封层，并通过一黏着剂贴附至该介电层的该凹穴的一底板上，其中该第一半导体元件具有主动垫，且该些主动垫与该些金属柱于其顶面处呈共平面；一顶部增层电路，其设置于该第一半导体元件与该核心基座的顶面上，并电性耦接至该第一半导体元件及该些金属柱；以及一第二半导体元件，其设置于该顶部增层电路上，其中该第二半导体元件通过该顶部增层电路而电性耦接至该第一半导体元件，且该第二半导体元件具有主动垫，该第二半导体元件的该些主动垫面向该第一半导体元件的该些主动垫。
【技术特征摘要】
2015.07.28 US 62/198,058;2015.12.31 US 14/986,5471.一种面朝面半导体组件，其特征在于，包括：一核心基座，其包括一介电层、一树脂密封层、一系列金属柱及一系列金属化盲孔，其中(i)该介电层具有一凹穴，且该凹穴由该介电层的一顶面延伸，(ii)该树脂密封层设置于该介电层的该顶面上，(iii)该些金属柱设置于该树脂密封层中，且(iv)该些金属化盲孔设置于该介电层中，并电性耦接至该些金属柱；一第一半导体元件，其延伸穿过该树脂密封层，并通过一黏着剂贴附至该介电层的该凹穴的一底板上，其中该第一半导体元件具有主动垫，且该些主动垫与该些金属柱于其顶面处呈共平面；一顶部增层电路，其设置于该第一半导体元件与该核心基座的顶面上，并电性耦接至该第一半导体元件及该些金属柱；以及一第二半导体元件，其设置于该顶部增层电路上，其中该第二半导体元件通过该顶部增层电路而电性耦接至该第一半导体元件，且该第二半导体元件具有主动垫，该第二半导体元件的该些主动垫面向该第一半导体元件的该些主动垫。2.根据权利要求1所述的面朝面半导体组件，其中，该第一介电层含有玻璃纤维，而该树脂密封层则不含玻璃纤维。3.根据权利要求1所述的面朝面半导体组件，其特征在于，还包括：一底部增层电路，其设置于该核心基座的一底面上，其中该底部增层电路通过该些金属柱及该些金属化盲孔，电性耦接至该顶部增层电路。4.根据权利要求1所述的面朝面半导体组件，其中，该第一半导体元件包括一半导体芯片、一重布层及一模封材，该模封材的一顶面处具有该些主动垫，而该半导体芯片设置于该重布层的一底面上，并电性耦接至该重布层的该些主动垫，且被该模封材所包围。5.根据权利要求1所述的面朝面半导体组件，其中，该核心基座还包括一系列辅助金属垫，其被该介电层侧向覆盖，并电性耦接至该些金属柱与该些金属化盲孔，且设置于该些金属柱与该些金属化盲孔之间。6.根据权利要求5所述的面朝面半导体组件，其中，该些辅助金属垫的厚度相等于该介电层的该凹穴的深...
【专利技术属性】
技术研发人员：林文强，王家忠，
申请(专利权)人：钰桥半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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