用于互连堆叠的半导体器件的方法技术

本发明专利技术描述了用于制造半导体器件的方法。所述方法包括在第一和第二管芯上形成边缘。所述边缘在横向上延伸离开第一和第二管芯。将第二管芯堆叠在第一管芯上，在堆叠后，穿过边缘钻出一个或多个过孔。所述半导体器件包括分别在第一和第二管芯以及相应的边缘中的至少其中之一之上延伸的再分布层。所述一个或多个过孔延伸穿过相应的边缘，并且所述一个或多个过孔经由边缘与第一和第二管芯进行通信。

【技术实现步骤摘要】
用于互连堆叠的半导体器件的方法
本文中所描述的实施例总体上涉及微电子器件中的多层制造和电互连。
技术介绍
多层半导体器件包括多个管芯，所述多个管芯是堆叠的，并且利用其间延伸的电连接进行粘接。在一个示例中，堆叠的器件由两个或更多晶圆(包括多个管芯)形成，所述晶圆在两个或多个晶圆之间的交界面处耦合在一起。将耦合的晶圆切成小块并且将其引线接合以形成多个器件。在一些示例中，晶圆的一些管芯(例如，管芯内的芯片)有缺陷且无法使用。由于晶圆之间的耦合，这些有缺陷的管芯仍包含在多层半导体器件中，并且即使器件内的许多其它管芯完全可以使用，但是产生的器件也有缺陷且无法使用。因此，基于晶圆的制造减小了可用的多层器件的总产量。在其它示例中，通过各层之间的引线接合来提供多层半导体器件内的管芯之间的互连。例如，两个或更多半导体管芯堆叠(例如，粘接)在衬底上，并且电线沿着半导体管芯的引线接合焊盘延伸到衬底。在衬底上，电互连进一步路由到衬底的另一侧上的球栅阵列。模制了堆叠的半导体管芯以保护管芯和电线。电线提供了多层器件的两层或更多层之间的间接耦合。利用结合引线的两层或更多层之间的间接耦合限制了数据和功率传输(例如，数据传输的速度和相应的性能)。另外，堆叠的管芯之上的衬底和模盖的引入增大了多层器件的高度(z高度)。期望的是解决这些和其它技术难题的改进的多层制造技术和较快的层间互连技术。附图说明图1是多层半导体器件的横截面图，所述多层半导体器件包括延伸穿过从管芯横向延伸的边缘的过孔。图2是图1的多层半导体器件的详细横截面图。图3是示出用于制造多层半导体器件的方法的一个示例的工艺流程图。图4是示出半导体器件的高度差的表格。图5是示出用于制造多层半导体器件的方法的一个示例的流程图。图6是对包括引线接合的半导体器件与包括横向边缘内的过孔的半导体器件的Z高度进行比较的表格。图7是示出用于制造多层半导体器件的方法的另一个示例的方框图。图8是示出用于制造多层半导体器件的方法的另一个示例的方框图。图9是包括延伸穿过一个或多个横向边缘的过孔的多层半导体器件的另一个示例的横截面图。图10是示出用于制造多层半导体器件的方法的另一个示例的流程图。图11是根据本公开内容的一些实施例的电子系统的示意图。具体实施方式以下说明和附图充分示出了具体实施例，以使本领域技术人员能够实践这些实施例。其它实施例可以包含结构上、逻辑上、电气、工艺以及其它变化。一些实施例的部分和特征可以包括在其它实施例的部分和特征中，或者可以代替其它实施例的部分和特征。权利要求书中阐述的实施例包含这些权利要求的全部可用等同物。图1示出了包括多个管芯102的半导体器件100的一个示例。例如，如图1中所示，半导体器件100至少包括第一管芯104和第二管芯106。如所示，第一管芯104和第二管芯106沿各自管芯的上表面和下表面耦合。如图1中所进一步示出的，半导体器件100包括一个或多个边缘108，所述一个或多个边缘108例如按照边缘横向延伸110的尺寸从管芯102中的每一个管芯横向延伸。在一个示例中，如关于第一管芯104和第二管芯106所示的，相应的边缘108在横向上延伸离开第一管芯104和第二管芯106的相应边缘。在一个示例中，边缘108由聚合物材料构成，但不限于此，所述聚合物材料例如电介质模制化合物，其被配置为在第一管芯104和第二管芯106周围模制并且因此保护其中的管芯。在另一个示例中，第一管芯104和第二管芯106由比边缘108中使用的模制化合物硬的材料构成，但不限于此。例如，第一管芯104和第二管芯106由硅构成。在另一个示例中，边缘108由被配置为保护半导体器件100的第一管芯104和第二管芯106的较软的聚合物(例如，较低弹性模量)构成。边缘108的较软聚合物更易于如本文中所述地那样被穿透(例如，激光钻孔、机械钻孔、FIB去除、蚀刻等)。再次参考图1，如图所示，多个过孔112延伸穿过一个或多个管芯102。如本文中将描述的，导电过孔112允许管芯102中的每一个管芯以及外部电路之间的通信和数据传送，所述外部电路包括但不限于沿半导体器件100的表面设置的球栅阵列114、接点栅格阵列、针栅阵列等。如图1的横截面图中所示，穿过与第一管芯104和第二管芯106相对的边缘108形成多个过孔112。如本文中将描述的，在一个示例中，在将管芯102堆叠到图1中所示的结构中之后形成过孔112。例如，利用机械、化学(光刻)和激光钻孔方法中的一种或多种将过孔112钻到边缘108中。如本文中将进一步描述的，在一个示例中，管芯102中的每一个管芯包括再分布层，例如，邻近管芯102中的每一个管芯所提供的经构图的一系列导电迹线。再分布层在管芯102的占用面积上延伸并进入边缘108中。沿着再分布层形成的导电迹线被配置用于与过孔112耦合。因此，半导体器件100的管芯102中的每一个管芯能够通过过孔112与一个或多个其它管芯102进行通信，并且任选地与球栅阵列114进行通信。通过为管芯102中的每一个管芯提供边缘108以及其中的相应的过孔112，与由利用覆盖在模盖(被调整为封装的自由引线的尺寸)和具有球栅阵列的下层衬底中的一个或多个管芯的引线接合所提供的另外的间接耦合相比，实现了一个或多个管芯102与球栅阵列114之间的直接耦合。也就是说，在一个示例中，从多个管芯102延伸的边缘108(例如，按照边缘横向延伸110的尺寸)提供了用于在其中紧密地容纳多个过孔112的机制，其允许了半导体器件100的管芯102之间的直接通信，而不另外需要覆盖多个管芯102的引线接合的模盖和衬底等来提供这种通信。因此，半导体器件100的高度(Z高度)基本上小于包括利用引线接合互连、并且然后封装在模盖内的多个管芯、并且具有下层衬底的半导体器件的高度。例如，在一些示例中，相对于可相比的引线接合器件，为具有边缘108中提供的过孔112的半导体器件100节省的Z高度可以达到0.2mm。再次参考图1，如所进一步示出的，在一个示例中，半导体器件100包括球栅阵列114，所述球栅阵列114包括沿一个或多个管芯102设置的多个焊球116。在图1所示的示例中，第一管芯104(例如，本文中所描述的第一管芯104的再分布层)与焊球116直接耦合。因此，管芯102中的每一个管芯的经由过孔112的数据传送相应地经由过孔112发送到第一管芯104和任何其它管芯102。球栅阵列114中提供的焊球116提供到和来自半导体器件100的输入和输出，而同时避免了另外需要多个管芯102的下层衬底来从半导体器件接收信息并且传送信息。也就是说，通过将球栅阵列114直接耦合到第一管芯104的再分布层，图1中所示的半导体器件100不需要另外用于一些半导体器件的衬底，从而实现了额外的空间节省并提供了更紧凑的器件。通过提供穿过边缘108的多个过孔112、以及沿着第一管芯104直接耦合的球栅阵列114，有助于半导体器件100内(以及到和来自)的高速传输，而同时使半导体器件100的总体高度最小化。现在参考图2，提供了前面图1中所示的半导体器件100的更详细的横截面图。在图2的详细视图中，在堆叠结构中再次示出了多个管芯102，并且管芯102中的每一个管芯包括例如按照边缘横向延伸110从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造堆叠的半导体器件的方法，包括：在第一管芯和第二管芯上形成边缘，所述边缘在横向上延伸离开所述第一管芯和所述第二管芯；将所述第二管芯堆叠在所述第一管芯上；以及在堆叠后，穿过所述边缘钻出一个或多个过孔，所述一个或多个过孔在所述第一管芯与所述第二管芯之间延伸。

【技术特征摘要】
2013.09.27 CN PCT/CN2013/0844981.一种用于制造堆叠的半导体器件的方法，包括：在第一管芯和第二管芯上模制边缘，所述边缘在横向上延伸离开所述第一管芯和所述第二管芯，每一个所述边缘包括上边缘表面和下边缘表面，并且所述第一管芯和所述第二管芯位于相应的上边缘表面和下边缘表面之间；将所述第二管芯堆叠在所述第一管芯上，将所述第二管芯堆叠在所述第一管芯上包括：使所述第一管芯的上边缘表面与所述第二管芯的下边缘表面接合；以及将所述第一管芯的所述上边缘表面粘接到所述第二管芯的所述下边缘表面；以及在堆叠后，穿过所述边缘钻出一个或多个过孔，所述一个或多个过孔在所述第一管芯与所述第二管芯之间延伸。2.根据权利要求1所述的方法，还包括利用导电材料填充所述一个或多个过孔，以电互连所述第一管芯和所述第二管芯。3.根据权利要求1所述的方法，其中，模制边缘包括在所述第一管芯和所述第二管芯上形成电介质部分，利用所述电介质部分形成所述边缘。4.根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述电介质部分包括在所述第一管芯和所述第二管芯周围模制树脂，利用所述树脂形成所述边缘。5.根据权利要求1所述的方法，包括：形成第一重构管芯面板，所述第一重构管芯面板包括在面板框架中模制的第一多个管芯，所述第一多个管芯包括所述第一管芯，以及形成第二重构管芯面板，所述第二重构管芯面板包括在另一个面板框架中模制的第二多个管芯，所述第二多个管芯包括所述第二管芯；以及模制边缘包括利用电介质材料包围所述第一重构管芯面板和所述第二重构管芯面板中的管芯的外围。6.根据权利要求5所述的方法，包括拣选所述第一多个管芯和所述第二多个管芯中的所述管芯，以确保仅将可操作的管芯用于形成所述第一重构管芯面板和所述第二重构管芯面板。7.根据权利要求6所述的方法，包括从所述第一重构管芯面板和所述第二重构管芯面板分离第一和第二粘接的管芯的单独的堆叠体。8.根据权利要求1所述的方法，其中，钻出所述一个或多个过孔由激光钻孔、机械钻孔或者化学蚀刻中的一个或多个组成。9.根据权利要求1所述的方法，其中，穿过所述第一管芯和所述第二管芯钻出所述一个或多个过孔是连续的。10.根据权利要求1所述的方法，包括在所述第一管芯或者所述第二管芯或者所述边缘中的一个或多个之上形成导电迹线的一个或多个再分布层，所述一个或多个过孔在所述边缘处与所述导电迹线进行通信。11.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一管芯堆叠在所述第二管芯之上包括使所述第二管芯相对于所述第一管芯交错，以暴露所述第二管芯的至少一个接合焊盘。12.根据权利要求11所述的方法，其中，钻出所述一个或多个过孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊峰，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US