半导体封装制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体封装。半导体封装的实施方式可包括：具有第一侧和第二侧的数字信号处理器，以及具有第一侧和第二侧的图像传感器阵列。所述图像传感器阵列的所述第一侧可通过多个混合接合互连(HBI)接合焊盘和边缘密封件耦接到所述数字信号处理器的所述第二侧。一个或多个开口可从所述图像传感器阵列的所述第二侧延伸到所述数字信号处理器的所述第二侧中并到达所述数字信号处理器的所述第二侧中的蚀刻阻挡层。一个或多个开口可在所述多个HBI接合焊盘与所述数字信号处理器的所述边缘之间形成第二边缘密封件。

Semiconductor packaging

The utility model relates to a semiconductor package. An embodiment of a semiconductor package may include a digital signal processor with a first side and a second side, and an image sensor array with a first side and a second side. The first side of the image sensor array can be coupled to the second side of the digital signal processor by a plurality of hybrid bonding interconnects (HBI) bonding pads and edge seals. One or more openings may extend from the second side of the image sensor array to the second side of the digital signal processor and reach the etching barrier layer in the second side of the digital signal processor. One or more openings may form a second edge seal between the plurality of HBI bonded pads and the edges of the digital signal processor.

【技术实现步骤摘要】
半导体封装
本文件的各方面整体涉及半导体封装。具体实施方式包括用于图像传感器的混合接合型三维结构。
技术介绍
传统上，为了形成三维结构，使用混合接合界面，包括混合接合和导电接合。在此类传统的混合接合界面中，使用两个晶圆上的均匀通孔阵列来确保导电接合的适当高度。
技术实现思路
半导体封装的实施方式可包括：具有第一侧和第二侧的数字信号处理器。可包括具有第一侧和第二侧的图像传感器阵列，其中图像传感器阵列的第一侧通过多个混合接合互连(HBI)接合焊盘和边缘密封件耦接到数字信号处理器的第二侧。蚀刻阻挡层可包括在数字信号处理器的第二侧中。一个或多个开口可从图像传感器阵列的第二侧延伸到数字信号处理器的第二侧中并到达数字信号处理器的第二侧中的蚀刻阻挡层。一个或多个开口可涂布有密封材料。一个或多个开口还可在多个HBI接合焊盘与数字信号处理器的边缘之间形成第二边缘密封件。边缘密封件可包括电耦接在一起的数字信号处理器内所包括的第一金属叠层和图像传感器阵列内所包括的第二金属叠层。半导体封装的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：一个或多个开口可定位在边缘密封件的外部。一个或多个开口可定位在边缘密封件的内部。密封材料可为以下各项中的一种：氮氧化物(ONO)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)以及它们的任何组合。半导体封装还可包括一个或多个第二开口，该一个或多个第二开口从图像传感器阵列的第二侧延伸到图像传感器中所包括的第二金属叠层，该一个或多个第二开口形成第三边缘密封件，其中一个或多个第二开口各自在其中具有密封材料。一个或多个第二开口的密封材料可为以下各项中的一种：氮氧化物(ONO)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiN)、二氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)以及它们的任何组合。半导体封装还可包括一个或多个第三开口，该一个或多个第三开口从图像传感器阵列的第二侧延伸到数字信号处理器中的蚀刻阻挡层，从而形成第四边缘密封件，其中一个或多个第三开口可定位在边缘密封件的内部或外部中的一者中。半导体封装的实施方式可包括：具有第一侧和第二侧的数字信号处理器，该第二侧具有蚀刻阻挡层。可包括具有第一侧和第二侧的图像传感器阵列。第一侧可具有图像传感器阵列，该图像传感器阵列通过多个混合接合互连(HBI)接合焊盘及半导体封装的外边缘上的边缘密封件以机械和电气方式耦接到数字信号处理器的第二侧。第一金属叠层可包括在数字信号处理器内，并且第二金属叠层可包括在图像传感器阵列中，其中第一金属叠层通过所述多个HBI接合焊盘中的一个HBI接合焊盘来与第二金属叠层电耦接。半导体封装可包括一个或多个第一开口，其中所述一个或多个第一开口可延伸到图像传感器阵列的第二侧中，到达数字信号处理器中的蚀刻阻挡层。所述一个或多个第一开口可形成第二边缘密封件。一个或多个第二开口可延伸到图像传感器阵列的第二侧中，到达图像传感器中所包括的第二金属叠层。所述一个或多个第二开口可形成第三边缘密封件。所述一个或多个第一开口和所述一个或多个第二开口可各自在其中具有密封材料。半导体封装的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：所述一个或多个第一开口上的密封材料可为以下各项中的一种：氮氧化物(ONO)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)以及它们的任何组合。所述一个或多个第二开口上的密封材料可为以下各项中的一种：氮氧化物(ONO)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiN)、二氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)以及它们的任何组合。半导体封装还可包括一个或多个第三开口，所述一个或多个第三开口延伸到图像传感器阵列的第二侧中，到达数字信号处理器中的蚀刻阻挡层，从而形成第四边缘密封件。所述一个或多个第三开口可定位在边缘密封件的内部或外部中的一者中。半导体封装的实施方式可包括：具有第一侧和第二侧的数字信号处理器。可包括具有第一侧和第二侧的图像传感器阵列，图像传感器阵列的第一侧通过一个或多个混合接合互连(HBI)接合焊盘和边缘密封件以机械和电气方式耦接到数字信号处理器的第二侧。第一金属叠层可包括在数字信号处理器内。第二金属叠层可包括在图像传感器阵列内。可包括通孔条，其具有比HBI接合焊盘的宽度更小的宽度。通孔条可电耦接第一金属叠层和第二金属叠层。通孔条可在边缘密封件内形成附加密封件。半导体封装的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：由通孔条形成的附加边缘密封件可为连续的。由通孔条形成的附加边缘密封件可在其中包括间隔。通孔条可包括铜。半导体封装还可包括一个或多个第一开口，该一个或多个第一开口延伸到图像传感器阵列的第二侧中，到达数字信号处理器中的蚀刻阻挡层。一个或多个开口可位于边缘密封件与多个HBI接合焊盘之间。一个或多个第一开口可形成第二边缘密封件。一个或多个第一开口可包括密封材料。半导体封装还可包括一个或多个第二开口，该一个或多个第二开口延伸到图像传感器阵列的第二侧中，到达图像传感器中所包括的第二金属叠层。一个或多个第二开口可形成第三边缘密封件。一个或多个第二开口可包括密封材料。一个或多个第一开口上的密封材料可为以下各项中的一种：氮氧化物(ONO)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)以及它们的任何组合。一个或多个第二开口上的密封材料可为以下各项中的一种：氮氧化物(ONO)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiN)、二氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)以及它们的任何组合。对于本领域的普通技术人员而言，通过具体实施方式以及附图并通过权利要求书，上述以及其他方面、特征和优点将会显而易见。附图说明将在下文中结合附图来描述各实施方式，其中类似标号表示类似元件，并且：图1是在边缘密封件的右侧具有第一开口的半导体封装的实施方式的剖视图；图2是在切割之前如图1中所见的四个半导体封装的实施方式的顶视图；图3是如本文所述具有第一开口和第二开口的半导体封装的实施方式的剖视图；图4是在切割之前如图3中所见的四个半导体封装的实施方式的顶视图；图5是具有由狭窄通孔条形成的附加密封件的半导体封装的实施方式的剖视图；图6是由狭窄通孔条形成的附加密封件的顶视图；图7是具有由狭窄通孔条形成的附加边缘密封件的图像传感器阵列的顶视图；并且图8是如本文所述的半导体封装的另一个实施方式的剖视图。具体实施方式本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元素。本领域已知的符合预期半导体封装的许多另外的部件、组装工序和/或方法元素将显而易见地能与本公开的特定实施方式一起使用。因此，例如，尽管本文公开了具体的实施方式，但是此类实施方式和实施部件可包括与预期操作和方法符合的本领域已知用于此类半导体封装以及实施部件和方法的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元素、步骤等。参见图1，示出了半导体封装2。半导体封装包括具有第一侧和第二侧的数字信号处理器4，以及具有第一侧和第二侧的图像传感器阵列6。数字信号处理器4的第二侧通过混合接合互连(HBI)工艺耦接到图像传感器阵列6的第一侧。HBI工艺使用混合接合，该混合接合包括两个晶圆的导体区域(HBI接合焊盘)之间的导电接合以及两个晶圆的绝缘体区域之间的混合接合。混合接合使电气连接得以形成，并且在两个晶圆之间形成机械稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体封装，其特征在于，包括：数字信号处理器，所述数字信号处理器包括第一侧和第二侧；图像传感器阵列，所述图像传感器阵列包括第一侧和第二侧，所述图像传感器阵列的所述第一侧通过多个混合接合互连HBI接合焊盘和边缘密封件耦接到所述数字信号处理器的所述第二侧；蚀刻阻挡层，所述蚀刻阻挡层包括在所述数字信号处理器的所述第二侧中；和一个或多个开口，所述一个或多个开口从所述图像传感器阵列的所述第二侧延伸到所述数字信号处理器的所述第二侧并到达所述数字信号处理器的所述第二侧中的所述蚀刻阻挡层，所述一个或多个开口涂布有密封材料，所述一个或多个开口在所述多个HBI接合焊盘与所述数字信号处理器的所述边缘之间形成第二边缘密封件；其中所述边缘密封件由耦接在一起的第一金属叠层和第二金属叠层构成，所述第一金属叠层包括在所述数字信号处理器内，所述第二金属叠层包括在所述图像传感器阵列内。

【技术特征摘要】
2017.02.01 US 15/421,5051.一种半导体封装，其特征在于，包括：数字信号处理器，所述数字信号处理器包括第一侧和第二侧；图像传感器阵列，所述图像传感器阵列包括第一侧和第二侧，所述图像传感器阵列的所述第一侧通过多个混合接合互连HBI接合焊盘和边缘密封件耦接到所述数字信号处理器的所述第二侧；蚀刻阻挡层，所述蚀刻阻挡层包括在所述数字信号处理器的所述第二侧中；和一个或多个开口，所述一个或多个开口从所述图像传感器阵列的所述第二侧延伸到所述数字信号处理器的所述第二侧并到达所述数字信号处理器的所述第二侧中的所述蚀刻阻挡层，所述一个或多个开口涂布有密封材料，所述一个或多个开口在所述多个HBI接合焊盘与所述数字信号处理器的所述边缘之间形成第二边缘密封件；其中所述边缘密封件由耦接在一起的第一金属叠层和第二金属叠层构成，所述第一金属叠层包括在所述数字信号处理器内，所述第二金属叠层包括在所述图像传感器阵列内。2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述一个或多个开口定位在所述边缘密封件的内部。3.根据权利要求1所述的半导体封装，还包括一个或多个第二开口，所述一个或多个第二开口从所述图像传感器阵列的所述第二侧延伸到所述图像传感器中所包括的所述第二金属叠层，所述一个或多个第二开口形成第三边缘密封件，其中所述一个或多个第二开口中各自包含密封材料。4.根据权利要求1所述的半导体封装，还包括一个或多个第三开口，所述一个或多个第三开口从所述图像传感器阵列的所述第二侧延伸到所述数字信号处理器中的所述蚀刻阻挡层，从而形成第四边缘密封件，其中所述一个或多个第三开口定位在所述边缘密封件的内部和外部中的一者中。5.一种半导体封装，其特征在于，包括：数字信号处理器，所述数字信号处理器包括第一侧和第二侧，所述第二侧包括蚀刻阻挡层；图像传感器阵列，所述图像传感器阵列包括第一侧和第二侧，所述图像传感器阵列的所述第一侧通过多个混合接合互连HBI接合焊盘和所述半导体封装的外边缘上的边缘密封件以机械和电气方式耦接到所述数字信号处理器的所述第二侧；所述数字信号处理器内所包括的第一金属叠层和所述图像传感器阵列中所包括的第二金属叠层，其中所述第一金属叠层通过所述多个HBI接合焊盘中的一个HBI接合焊盘来与所述第二金属叠层电耦接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·P·甘比诺，凯尔·托马斯，大卫·T·普赖斯，鲁斯蒂·卫哲瑞德，布鲁斯·格林伍德，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US