具有热导柱的集成电路封装制造技术

本揭示内容涉及具有热导柱的集成电路封装，其具体实施例是关于一种集成电路(IC)封装，包括位在一第一晶粒上且侧向邻接位在该第一晶粒上的一晶粒堆栈的一模塑料。该晶粒堆栈使该第一晶粒电气耦合至一最上面晶粒，以及一热导柱从该第一晶粒延伸穿过该模塑料到该模塑料的上表面。该热导柱与该晶粒堆栈及该最上面晶粒电气隔离。该热导柱侧向抵接且接触该模塑料。

【技术实现步骤摘要】
具有热导柱的集成电路封装
本揭示内容是有关于经结构化成能忍受升高工作温度的集成电路(IC)封装。特别是，本揭示内容的具体实施例包括集成电路封装，其包括延伸穿过封装的模塑料(moldingcompound)的一或更多热导柱(thermallyconductivepillar)，及其形成方法。
技术介绍
在半导体集成电路(IC)芯片的倒装芯片加工中，可实作例如受控塌陷芯片连接(controlledcollapsechipconnect，C4)焊球的金属接触，以使IC晶粒(die)连接至封装及/或互相连接。在形成时，各金属接触可提供耦合于直接连接IC芯片之间的导电结构以用作两个芯片之间的机械及电气连接。这些组件可一起界定IC“封装”，亦即，特定芯片或装置的壳体。该封装一般包括用于使特定芯片与外部电路电气连接的各组件，且也可经结构化成可包括及/或耦合至为芯片的主动组件提供物理及化学保护的组件。在芯片的操作期间，热可能从IC结构的组件耗散到封装。在用于三维封装IC的晶粒对晶片(die-to-wafer)总成中，可包括一或更多模塑料供使用于后续的处理及测试。此类模塑料通常用作热传导的屏障，且在有些情形下，可阻止热从IC结构传递到封装的盖体。因此，模塑料在封装中的存在可与升高工作温度相关，例如，相对于产品规格或没有模塑料在其中的结构类似芯片。
技术实现思路
本揭示内容的第一方面提供一种集成电路(IC)封装，其包括：一模塑料，其位在一第一晶粒上且侧向邻接位在该第一晶粒上的一晶粒堆栈，其中，该晶粒堆栈使该第一晶粒电气耦合至该晶粒堆栈的一最上面晶粒；以及一热导柱，其从该第一晶粒延伸穿过该模塑料到该模塑料的上表面，其中，该热导柱与该晶粒堆栈及该晶粒堆栈的该最上面晶粒电气隔离，以及其中，该热导柱侧向抵接且接触该模塑料。本揭示内容的第二方面提供一种集成电路(IC)封装，其包括：一第一晶粒，其耦合至多个金属接触；一晶粒堆栈，其位在该第一晶粒上且电气耦合至该多个金属接触；一模塑料，其位在该第一晶粒上且侧向邻接该晶粒堆栈；一热导柱，其位在该第一晶粒上且延伸穿过该模塑料到其上表面，其中，该热导柱与该晶粒堆栈及该多个金属接触电气隔离，以及其中，该热导柱侧向抵接且接触该模塑料；以及一最上面晶粒，其接触及上覆该晶粒堆栈，其中，该模塑料使该晶粒堆栈的该最上面晶粒与该热导柱电气隔离。本揭示内容的第三方面提供一种形成集成电路(IC)封装的方法，该方法包括：将多个金属接触装在一第一晶粒上，该第一晶粒包括耦合至该多个金属接触的多个连接通孔；形成一热导柱于该第一晶粒上且侧向偏离该多个连接通孔；形成一晶粒堆栈于该多个连接通孔上，致使该晶粒堆栈侧向偏离该热导柱；以及形成一模塑料于该第一晶粒上，致使该模塑料侧向隔离且电气隔离该热导柱与该晶粒堆栈，其中，在形成后，该模塑料侧向抵接且接触该热导柱。附图说明将参考以下附图详述本揭示内容的具体实施例，其中类似的组件用相同的附图标记表示。图1根据本揭示内容的具体实施例图示装上第一晶粒的多个金属接触在平面X-Z的横截面图。图2根据本揭示内容的具体实施例图示加工中的第一晶粒在平面X-Z的横截面图。图3根据本揭示内容的具体实施例图示形成于第一晶粒上的数个热导柱在平面X-Z的横截面图。图4根据本揭示内容的具体实施例图示形成于第一晶粒上的晶粒堆栈在平面X-Z的横截面图。图5根据本揭示内容的具体实施例图示形成于第一晶粒上的模塑料的阵列在平面X-Z的横截面图。图6根据本揭示内容的具体实施例图示正被平坦化的模塑料在平面X-Z的横截面图。图7根据本揭示内容的具体实施例图示暂时性晶片被移除以暴露金属接触在平面X-Z的横截面图。图8根据本揭示内容的具体实施例图示集成电路(IC)封装在平面X-Z的横截面图。图9根据本揭示内容的具体实施例图示集成电路(IC)封装的透视图。图10根据本揭示内容的具体实施例图示正要从晶片切割的集成电路(IC)封装在平面X-Y的平面图。应注意，本揭示内容的附图不一定按比例绘制。附图旨在仅仅描绘本揭示内容的典型方面，因此不应被视为用来限制本揭示内容的范畴。附图中，类似的组件用相同的附图标记表示。具体实施方式在以下说明中，参考形成其一部份且举例说明可实施本专利技术教导的特定示范具体实施例的附图。充分详述这些具体实施例使得熟谙此艺者能够实施本专利技术教导，且应了解，可使用其他具体实施例及做出改变而不脱离本专利技术教导的范畴。因此，以下说明仅为示范。请参考图1，本揭示内容是有关于包括例如能忍受升高工作温度的热导柱的集成电路(IC)封装，及其形成方法。提及于本文的各种组件以在平面X-Z中的二维横截面描绘；也在本文的他处描述同一个或类似组件在不同二维平面中或在三维空间中的视图。根据本揭示内容的制造技术可包括：将多个金属接触102装在第一晶粒104上。第一晶粒104可至少部份由任何当前已知或以后开发的半导体材料构成，可包括但不限于：硅、锗、碳化硅，以及实质由有由公式AlX1GaX2InX3AsY1PY2NY3SbY4界定的组合物的一或更多III-V族化合物半导体组成的物质，在此X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3及Y4为相对比例，各个大于或等于零且X1+X2+X3+Y1+Y2+Y3+Y4＝1(1为总相对莫耳量)。其他合适物质可包括有组合物ZnA1CdA2SeB1TeB2的II-VI族化合物半导体，在此A1、A2、B1及B2为相对比例，各个大于或等于零且A1+A2+B1+B2＝1(1为总莫耳量)。装在第一晶粒104上的各金属接触102，例如，可由焊锡凸块构成，包括一或更多可焊接材料、传导柱(例如，有传导帽盖的金属柱，例如，以锡为帽盖的铜柱)，及/或任何当前已知或以后开发的导电材料。根据一具体实施例，金属接触102，例如，可由有锡及铅、有锡无铅、有锡及铜或银、锡铋(tinbismuth)、锡铟(tinindium)等等的残留物的材料形成。金属接触102的尺寸至少部份可取决于第一晶粒104及与金属接触102连接的其他结构的尺寸(例如，表面积、深度等等)。例如，一或更多金属接触102可有不同的尺寸以适应产品的变动载流能力(varyingcurrentcarryingcapacity)及/或间隔要求。如图所示，第一晶粒104可包括在其中的多个连接通孔106。各连接通孔106可至少部份延伸穿过第一晶粒104到在第一晶粒104的一表面上的接触点，例如，连接垫(未图示)。然后，金属接触102可通过形成于其上来电气连接至各个连接通孔106。各金属接触102可经定位成可界定通到一或更多连接通孔106及/或在其下面的连接垫(未图示)的电气连接。连接通孔106一般可包括蚀刻穿过第一晶粒104中的半导体材料的一或更多导电材料，以提供与3D晶片级封装兼容的晶片对晶片(wafer-to-wafer)互连方案，例如，使用形成于接触垫上的金属接触102通到底下结构(例如，BEOL介电质材料及/或其他外部结构)的电气连接。各连接通孔106可用来使第一晶粒104上的电路组件连接至其他组件。连接通孔106可包括以其结构为中心周向设置的实质环形耐火金属衬垫(未图示)用以提供附加电气绝缘及用以防止连接通孔106与在第一晶粒104中的邻近结构之间的电迁移(electromigra本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路(IC)封装，包含：一模塑料，其位在一第一晶粒上且侧向邻接位在该第一晶粒上的一晶粒堆栈，其中，该晶粒堆栈使该第一晶粒电气耦合至在该晶粒堆栈中的一最上面晶粒；以及一热导柱，其从该第一晶粒延伸穿过该模塑料到该模塑料的上表面，其中，该热导柱与该晶粒堆栈及该最上面晶粒电气隔离，以及其中，该热导柱侧向抵接且接触该模塑料。

【技术特征摘要】
2017.02.14 US 15/431,9151.一种集成电路(IC)封装，包含：一模塑料，其位在一第一晶粒上且侧向邻接位在该第一晶粒上的一晶粒堆栈，其中，该晶粒堆栈使该第一晶粒电气耦合至在该晶粒堆栈中的一最上面晶粒；以及一热导柱，其从该第一晶粒延伸穿过该模塑料到该模塑料的上表面，其中，该热导柱与该晶粒堆栈及该最上面晶粒电气隔离，以及其中，该热导柱侧向抵接且接触该模塑料。2.如权利要求1所述的集成电路封装，其中，该热导柱包含铜(Cu)或铝(Al)中的一者。3.如权利要求1所述的集成电路封装，其中，该模塑料包含其中具有二氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)中的一者的一树脂材料。4.如权利要求1所述的集成电路封装，其中，该热导柱包含位在该第一晶粒上且与该晶粒堆栈电气隔离的多个热导柱中的一者。5.如权利要求1所述的集成电路封装，进一步包含多个金属接触，其位在该晶粒堆栈与一互连垫之间，其中，该多个金属接触使该第一晶粒电气耦合至该互连垫。6.如权利要求1所述的集成电路封装，其中，该热导柱的上表面经定位成至少高于该第一晶粒约有250微米(μm)。7.如权利要求1所述的集成电路封装，其中，该热导柱的上表面与该热导柱的一侧向侧壁的深宽比在约一比一与约二比一之间。8.一种集成电路(IC)封装，包含：一第一晶粒，其耦合至多个金属接触；一晶粒堆栈，其位在该第一晶粒上且电气耦合至该多个金属接触；一模塑料，其位在该第一晶粒上且侧向邻接该晶粒堆栈；一热导柱，其位在该第一晶粒上且延伸穿过该模塑料到该模塑料的上表面，其中，该热导柱与该晶粒堆栈及该多个金属接触电气隔离，以及其中，该热导柱侧向抵接且接触该模塑料；以及一最上面晶粒，其接触及上覆该晶粒堆栈，其中，该模塑料使该最上面晶粒与该热导柱电气隔离。9.如权利要求8所述的集成电路封装，其中，该热导柱包含铜(Cu)或铝(Al)中的一者。10.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢克·G·英格兰，凯萨琳·C·里维拉，
申请(专利权)人：格芯公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY