形成封装的方法以及集成电路器件的封装技术

一种方法，包括：抛光第一管芯的半导体衬底以露出延伸至所述半导体衬底中的第一通孔、在所述半导体衬底上形成第一介电层、以及在所述介电层中形成多个接合焊盘。所述多个接合焊盘包括有源接合焊盘和伪接合焊盘。所述有源接合焊盘电耦接至所述第一通孔。所述第一管芯接合至第二管芯，所述有源接合焊盘和所述伪接合焊盘均接合至所述第二管芯中的对应的接合焊盘。本发明专利技术的实施例涉及形成封装的方法、以及集成电路器件的封装。

The method of forming package and the package of integrated circuit device

【技术实现步骤摘要】
形成封装的方法以及集成电路器件的封装
本专利技术的实施例涉及形成封装的方法、以及集成电路器件的封装。
技术介绍
集成电路的封装正变得越来越复杂，其中更多的器件管芯封装在同一封装中以实现更多功能。例如，已经开发了一种封装结构，以在同一封装中包括多个器件管芯，比如，处理器和存储器立方体。封装结构可包括使用不同技术形成的器件管芯，并具有结合到相同的器件管芯的不同功能，从而形成系统。这可节省制造成本并优化器件性能。例如，存储器管芯可接合至逻辑管芯。此外，存储器管芯可形成存储器管芯叠层，其中上部存储器管芯接合至对应的下部存储器管芯。
技术实现思路
根据本专利技术一方面的实施例，提供一种形成封装的方法，包括：抛光第一管芯的半导体衬底以露出延伸至所述半导体衬底中的第一通孔；在所述半导体衬底上形成介电层；在所述介电层中形成多个接合焊盘，其中，所述多个接合焊盘包括第一有源接合焊盘和第一伪接合焊盘，其中，所述第一有源接合焊盘电耦接至所述第一通孔；以及将所述第一管芯接合至第二管芯，其中，所述第一有源接合焊盘和所述第一伪接合焊盘均接合至所述第二管芯中的对应的接合焊盘。根据本专利技术又一方面的实施例，提供一种形成封装的方法，包括：形成第一管芯，所述第一管芯包括第一半导体衬底、以及穿透所述第一半导体衬底的第一通孔；形成第二管芯，所述第二管芯包括第二半导体衬底、穿透所述第二半导体衬底的第二通孔、第一有源接合焊盘、以及第一悬空接合焊盘；以及在所述第一管芯上接合所述第二管芯，其中，通过所述第一管芯和所述第二管芯之间的第二有源接合焊盘将所述第一有源接合焊盘电耦接至第一管芯，以及将所述第一悬空接合焊盘接合至所述第一管芯和所述第二管芯之间的第一伪焊盘。根据本专利技术再一方面的实施例，提供一种集成电路器件的封装，所述封装包括：第一管芯，所述第一管芯包括第一半导体衬底、穿透所述第一半导体衬底的第一通孔、以及位于所述第一半导体衬底上并与所述第一半导体衬底接触的第一介电层；第二介电层，所述第二介电层位于所述第一管芯上；第一有源接合焊盘，所述第一有源接合焊盘位于所述第二介电层中，所述第一有源接合焊盘位于所述第一通孔上并与所述第一通孔接触；第一伪接合焊盘，所述第一伪接合焊盘位于所述第二介电层中，其中，所述第一伪接合焊盘的整个底面位于所述第一介电层上并与所述第一介电层接触；以及第二管芯，所述第二管芯包括位于所述第一有源接合焊盘上并与所述第一有源接合焊盘接合的第二有源接合焊盘、以及位于所述第一伪接合焊盘上并与所述第一伪接合焊盘接合的悬空接合焊盘。本专利技术涉及管芯与悬空接合焊盘的接合结构。附图说明当与附图一起阅读时，从下面的详细描述可以最好地理解本专利技术的各方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1至图4示出了根据一些实施例的形成伪管芯的中间阶段的截面图。图5至图10示出了根据一些实施例的形成器件管芯的中间阶段的截面图。图11至图23示出了根据一些实施例的形成具有堆叠管芯的封装的中间阶段的截面图。图24至图32示出了根据一些实施例的具有堆叠管芯的一些封装的截面图和俯视图。图33示出了根据一些实施例的用于形成封装的工艺流程。具体实施方式以下公开为实现本专利技术的不同特征提供了诸多不同的实施例或者实例。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，也可以包括在第一部件和第二部件之间形成的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本专利技术可能会在各种实例中重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“底覆”、“在…下面”、“下部”、“上覆”、“上部”等空间关系术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除图中所示的方位之外，空间关系术语意欲包括使用或操作过程中的器件的不同方位。该装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应地解释。根据各种实施例，提供一种包括堆叠管芯的封装及其形成方法。示出了根据一些实施例的形成该封装的中间阶段。讨论了一些实施例的一些变例。在各种视图和说明性实施例中，相同的附图标记用于表示相同的元件。根据本专利技术公开的一些实施例，该封装包括接合至底部管芯的上部管芯，其中该上部管芯包括有源焊盘和悬空焊盘。该下部管芯具有穿透相应的半导体衬底的通孔。在该通孔上形成介电层，并在该介电层中形成有源接合焊盘和伪焊盘。将该伪焊盘接合至该悬空焊盘，以提高接合强度并减少接合结构中的问题。图1至图23示出了根据本专利技术公开的一些实施例的形成封装的中间阶段的截面图。相应的工艺也在图33中所示的工艺流程中示意性地反映出来。图1至图4示出了根据一些实施例的伪管芯的形成，其中将伪管芯放置在管芯叠层中。如图33所示，相应的工艺被示出为工艺流程200中的工艺201。参考图1，提供了晶圆20。晶圆20包括衬底22和衬底22上的缓冲层24。根据本专利技术公开的一些实施例，衬底22是硅衬底。根据其他实施例，衬底22可由具有接近硅的热膨胀系数(CTE)的材料形成，且其导热率接近或大于硅的导热率。缓冲层24可由具有比随后形成的接合层26(图2)更低的杨氏模量(因此更软)的材料形成，使得其可用作吸收来自接合层26的应力的应力吸收层。例如，缓冲层24可由正硅酸乙酯(TEOS)氧化物、未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)等形成。缓冲层24的形成可包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、化学气相沉积(CVD)等。参考图2，形成了接合层26。根据本专利技术公开的一些实施例，接合层26由氧化物形成，该氧化物可以是含硅和氧的氧化物，比如氧化硅、氧氮化硅等。可使用PECVD、LPCVD、CVD等形成接合层26。根据一些实施例，在接合层26中形成伪金属焊盘27。根据一些实施例，未在接合层26中形成任何伪金属焊盘。例如伪金属焊盘27可由铜形成，且可存在或不存在扩散阻挡层，形成的扩散阻挡层为了将伪金属焊盘27中的铜与接合层26和缓冲层24分离。根据一些实施例，可使用单镶嵌工艺来形成伪金属焊盘27。图3示出了晶圆20中沟道28的形成。当从晶圆20的顶部观察时，沟道28形成网格。沟道28从接合层26的顶面延伸至中间层面的衬底22，其中中间层面位于衬底22的顶面和底面之间。可使用刀片、激光束等形成沟道28。图4示出了通过研磨工艺来分割晶圆20。根据本专利技术公开的一些实施例，将晶圆20上下颠倒，并附接至带30上。然后从晶圆20的背面到薄衬底22执行研磨工艺，直至移除沟道28上的晶圆20的部分。因此，将晶圆20分成离散的伪管芯32。所得伪管芯32没有有源器件和无源器件，且其中可没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成封装的方法，包括：/n抛光第一管芯的半导体衬底以露出延伸至所述半导体衬底中的第一通孔；/n在所述半导体衬底上形成介电层；/n在所述介电层中形成多个接合焊盘，其中，所述多个接合焊盘包括第一有源接合焊盘和第一伪接合焊盘，其中，所述第一有源接合焊盘电耦接至所述第一通孔；以及/n将所述第一管芯接合至第二管芯，其中，所述第一有源接合焊盘和所述第一伪接合焊盘均接合至所述第二管芯中的对应的接合焊盘。/n

【技术特征摘要】
20181121 US 62/770,396;20190401 US 16/371,8631.一种形成封装的方法，包括：
抛光第一管芯的半导体衬底以露出延伸至所述半导体衬底中的第一通孔；
在所述半导体衬底上形成介电层；
在所述介电层中形成多个接合焊盘，其中，所述多个接合焊盘包括第一有源接合焊盘和第一伪接合焊盘，其中，所述第一有源接合焊盘电耦接至所述第一通孔；以及
将所述第一管芯接合至第二管芯，其中，所述第一有源接合焊盘和所述第一伪接合焊盘均接合至所述第二管芯中的对应的接合焊盘。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一有源接合焊盘接合至所述第二管芯中的第二多个有源接合焊盘，并将所述第一伪接合焊盘接合至所述第二管芯中的悬空接合焊盘，并且将所述第二多个有源接合焊盘和所述悬空接合焊盘均电连接至所述第二管芯中的集成电路器件。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过混合接合将所述第一管芯和所述第二管芯接合。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括将伪管芯接合至所述第一管芯。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个接合焊盘还包括第二伪接合焊盘，所述伪管芯还包括接合至所述第二伪接合焊盘的第三伪接合焊盘。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
设置填充介电材料以包围所述第二管芯；
将所述第二管芯和所述填充介电材料平坦化，直至暴露所述第二管芯中的第二通孔；以及
形成第三有源接合焊盘，所述第三有源接合焊盘电耦接至所述第二通孔。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个接合焊盘还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宪伟，陈明发，胡致嘉，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71