半导体部件背侧上用于减轻堆叠封装中的分层的孔结构制造技术

本发明专利技术题为“半导体部件背侧上用于减轻堆叠封装中的分层的孔结构”。本发明专利技术公开了一种工艺，所述工艺包括在部件背侧上形成一个或多个孔，在模具套中形成真空，并且使所述部件背侧与所述模具套中的模具化合物接合。所述一个或多个孔形成孔结构。所述孔结构可包括彼此平行或正交的多个孔。所述孔具有孔宽度、孔深度和孔间距。可改变这些特性以使在所述模具套中形成所述真空之后捕捉的空气保留的可能性最小化。

【技术实现步骤摘要】
半导体部件背侧上用于减轻堆叠封装中的分层的孔结构
技术介绍
当空气或其他气体被捕捉在半导体器件的大气密封区域中时，在半导体器件中发生分层。例如，在将部件附接膜安装到硅晶片上的工艺期间可能发生分层。分层会阻碍散热，导致在半导体封装器件中的操作热点，这可导致在器件操作期间的热失控。热失控为半导体封装的主要故障机制之一。分层对散热的影响可通过结壳热阻分析来量化，该分析显示电阻值随着分层的增加而增加。可利用故障分析、横截面分析和扫描电子显微镜分析来识别分层位置，诸如在部件间结合部处以及在部件与衬底结合部处。可在直通扫描操作模式下使用扫描声学显微镜来检测分层。任何检测到的分层可在所得的图像中表现为暗化区域，因为超声信号未能穿过大气隔离的空气凹坑。用于处理分层的常规技术可减少大气隔离的空气的区域，但不能完全消除这些区域。在固化部件附接之后，粘结力、粘结时间和粘结温度均可对分层产生影响。所利用的模制工艺也可通过增强工艺压力影响分层减少。另外的技术诸如改变部件本身可使分层最小化。附图说明为了容易地识别对任何特定元件或动作的讨论，参考标号中最有意义的一个或多个数位是指首次引入该元件的附图标号。图1示出根据一个实施方案的孔构型。图2示出根据一个实施方案的孔构型。图3示出根据一个实施方案的孔构型。图4示出根据一个实施方案的孔构型。图5示出根据一个实施方案的模制装置500。图6示出根据一个实施方案的半导体封装制造系统600。图7示出根据一个实施方案的半导体封装制造工艺700。具体实施方式图1示出单孔部件102的横截面视图和底部(背侧)视图。单孔部件102包括具有孔宽度106和孔深度108的孔104。单孔部件102可为随后粘结到另一个部件(例如，存储器管芯)上的任何电子部件。单孔部件102包括部件顶侧和部件背侧。顶侧可包括半导体部件。孔104被蚀刻到部件背侧中。可利用各种蚀刻技术，包括激光蚀刻、化学蚀刻、物理蚀刻(例如，通过以金刚石为尖端的蚀刻设备)等。如图所示，孔104平分单孔部件102。部件背侧包括由第一组相对边缘确定的宽度和由第二组相对边缘确定的长度，并且宽度小于长度。孔104平分部件背侧并且从第一组相对边缘延伸。气体(如果被捕捉)可被捕捉在部件的中间，因此可利用具有孔104的构型。然而，气体可被捕捉在其他区域，诸如对应于顶侧上的半导体部件的区域。从而，在一些实施方案中，孔104可不平分单孔部件102。在生产期间，可基于例如顶侧特征或基于后制造测试或使用的学习来控制蚀刻设备以定位孔104，使分层最小化。如图所示，孔104从第一组相对边缘中的每一个的中点延伸。选择第一组相对边缘以使孔104的长度最小化。可选择这种孔构型以使一凹坑的气体在真空工艺期间可行进的距离最小化，以增加移除捕捉的气体的可能性。其他实施方案可利用其他孔构型，包括对角孔、从一个边缘延伸至相邻边缘的孔、从第二组相对边缘延伸的孔等。孔104具有孔宽度106和孔深度108。孔宽度106可为约10μm至约20μm。孔深度108可为约3μm。图2示出具有正交孔202的部件的部件的横截面视图和底部(背侧)视图。正交孔206和正交孔204形成在部件背侧上。可利用各种蚀刻技术形成孔，包括激光蚀刻、化学蚀刻、物理蚀刻(例如，通过以金刚石为尖端的蚀刻设备)等。如图所示，正交孔204和正交孔206各自平分具有正交孔202的部件的背侧。正交孔204平分部件背侧并从第一组相对边缘延伸，并且正交孔206平分部件背侧并从第二组相对边缘延伸。一般来讲，无论平行于部件背侧的宽度还是长度，孔从部件背侧的一个边缘连续地运行到另一个边缘。在一些实施方案中，正交孔204和正交孔206中的一者或两者可不平分部件背侧。在生产期间，可改变蚀刻设备以定位孔，使分层最小化。如图所示，正交孔204和正交孔206各自从第一组和第二组相对边缘中的每一个的中点分别延伸。可选择这种孔构型以使一凹坑的气体在真空工艺期间可行进的距离最小化，以增加移除捕捉的空气的可能性。其他实施方案可利用其他孔构型，包括对角孔、从一个边缘延伸至相邻边缘的孔等。如图所示，正交孔204和正交孔206各自具有孔宽度208和孔深度210。然而在一些实施方案中，孔宽度208和孔深度210可不同于正交孔204和正交孔206。孔宽度208可为约10μm至约20μm。孔深度210可为约3μm。图3示出具有多个平行孔302的部件的横截面和底部(背侧)视图。具有多个平行孔302的部件包括以恒定或可变孔间距306形成的平行孔304。平行孔304中的每一个具有孔宽度和孔深度，如前所述。在一些情况下，该宽度和深度可为所有平行孔304的相同宽度和深度，并且在其他情况下，平行孔304中的一些或全部可具有不同的孔宽度和/或孔深度。孔宽度可为约10μm至约20μm，并且可朝向部件的边缘(例如，靠近部件背侧的中心的较宽的孔)减小。孔间距306为在平行孔304中的每一个之间的距离。孔间距306可为约100μm至约1mm。孔间距306在具有多个平行孔302的部件上可为均匀的，或者可变化。例如，孔间距306可在靠近部件背侧的中心变窄(可减小)。孔结构可取决于部件顶侧上的表面特征，或取决于部件堆叠中的下面的部件/衬底的表面特征。空气凹坑可在任何位置形成，但可更经常地形成于部件背侧的中心区域中。在一个实施方案中，可在中心区域上蚀刻更细间距的孔(和/或较宽的槽)阵列，以改善该区域中潜在捕捉的空气的排出。例如，孔间距306在部件背侧的中心处可比朝向边缘处小。这种较小的孔间距306在部件背侧的中心处形成更细的、或更高密度的孔结构。如前文所述，具有多个平行孔302的部件的其他实施方案可利用其他孔构型，包括对角孔、从一个边缘延伸至相邻边缘的孔、从导致较大孔长度的相对边缘延伸的孔等。图4示出具有孔矩阵402的部件的横截面底部(背侧)视图。具有孔矩阵402的部件包括在第一孔间距408处形成的第一平行孔404和在第二孔间距410处的与第一平行孔404正交的第二平行孔406。如先前针对其他实施方案所述，孔宽度和深度可为所有第一平行孔404和/或第二平行孔406的相同宽度和深度，并且在其他情况下，孔中的一些或全部可具有不同的宽度和/或深度。孔宽度可为约10μm至约20μm，并且可朝向部件的边缘(例如，靠近部件背侧的中心的较宽的孔)减小。第一孔间距408和/或第二孔间距410可为约100μm至约1mm。任一间距在部件背侧上可为均匀的，或者可变化。孔结构可取决于部件顶侧上的表面特征，或取决于部件堆叠中的下面的部件/衬底的表面特征。空气凹坑可在任何位置形成，但可更经常地形成于部件背侧的中心区域中。在一个实施方案中，可在中心区域上蚀刻更细间距的孔(和/或较宽的槽)阵列，以改善该区域中潜在捕捉的空气的排出。例如，第一孔间距408和第二孔间距410中的一者或两者在部件背侧的中心处可比朝向边缘处小。具有孔矩阵402的部件的其他实施方案可利用其他孔构型，包括对角孔、从一个边缘延伸至相邻边缘的孔、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体部件的堆叠，包括：/n第一半导体部件，所述第一半导体部件定位在第二半导体部件上，其中所述第一半导体部件包括在一个侧面上形成的图案，另外，其中所述侧面面向所述第二半导体部件。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体部件的堆叠，包括：
第一半导体部件，所述第一半导体部件定位在第二半导体部件上，其中所述第一半导体部件包括在一个侧面上形成的图案，另外，其中所述侧面面向所述第二半导体部件。


2.根据权利要求1所述的半导体部件的堆叠，其中所述图案包括延伸到所述第一半导体部件的边缘的至少一个孔。


3.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，其中所述至少一个孔包括具有孔间距的第一组多个平行孔，所述孔间距朝向所述第一半导体部件的中心线变小。


4.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，其中所述至少一个孔包括第一组多个平行孔和与所述第一组多个平行孔正交的第二组多个平行孔，从而形成孔的矩阵。


5.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，所述至少一个孔包括具有可变孔宽度的多个平行孔。


6.根据权利要求5所述的半导体部件的堆叠，所述可变孔宽度朝向所述第一半导体部件的边缘减小。


7.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，所述至少一个孔具有介于10μm和20μm之间的孔宽度。


8.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，所述至少一个孔具有3μm的孔深度。


9.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，所述至少一个孔包括具有介于100μm和1mm之间的孔间距的多个平行孔。


10.根据权利要求9所述的半导体部件的堆叠，所述孔间距朝向所述第一半导体部件的边缘增加。


11.根据权利要求2所述的半导体部件的堆叠，所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：严俊荣，陈治强，路昕，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US