半导体装置、半导体装置封装、包含其的电子系统及相关方法制造方法及图纸

本申请案涉及半导体装置、半导体装置封装、包含其的电子系统及相关方法。半导体装置及半导体装置封装可包含支撑在衬底的第一侧上的至少一个第一半导体裸片。所述至少一个第一半导体裸片可包含第一作用表面。第二半导体裸片可经支撑在所述衬底的第二相对侧上。所述第二半导体裸片可包含位于所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上的第二作用表面。所述第二半导体裸片可经配置以在操作期间具有高于所述至少一个第一半导体裸片的中值功耗。揭示一种并入半导体装置封装的电子系统及相关方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置、半导体装置封装、包含其的电子系统及相关方法优先权主张本申请案主张2019年12月17日申请的题为“半导体装置、半导体装置封装、包含其的电子系统及相关方法(SemiconductorDevices,SemiconductorDevicePackages,ElectronicSystemsIncludingSame,andRelatedMethods)”的第16/717,827号美国专利申请案的优先日期的权益。
本专利技术大体上涉及半导体装置、半导体装置封装、包含其的电子系统及相关方法。更具体来说，所揭示实施例涉及可更好地管理由半导体裸片产生的热量，可减小装置及/或封装大小及特别是装置及/或封装高度，且可改善装置及/或封装性能的半导体装置及半导体装置封装。
技术介绍
半导体装置及半导体装置封装可包含经配置以比其它半导体裸片产生更多热量的一些半导体裸片。例如，经配置为处理器、微处理器、控制器、微控制器、逻辑控制器的半导体裸片通常比经配置为存储器装置的半导体裸片产生更多的热量。半导体装置及半导体装置封装演变为采用越来越小的形状因子，这种趋势导致越来越小的可用基板面(即，表面积)来容纳包含相对高功率(即，高功率密度)半导体裸片的组合件，例如举例来说，包含控制器裸片及多个存储器裸片的半导体装置或半导体装置封装。在包含控制器及存储器裸片的当前半导体装置及半导体装置封装配置中，控制器裸片的高产热性非期望地增加存储器裸片的温度，这可能导致性能下降且最终导致故障。分别在图5到8中描绘展现这个问题的两种常规半导体封装设计。图5是第一常规半导体装置封装500的横截面示意视图，第一常规半导体装置封装500在衬底506上包含位于存储器裸片堆叠504下方的控制器裸片502。在此配置中，控制器裸片502可经内插在衬底506与存储器裸片堆叠504之间。图6是第二常规半导体装置封装600的横截面示意视图，第二常规半导体装置封装600在衬底606上包含与存储器裸片堆叠604邻近的控制器裸片602。在此配置中，控制器裸片602可在衬底606的主表面上定位成横向邻近于存储器裸片堆叠604。图7是说明控制器裸片602以并排配置对存储器裸片604进行加热的俯视热图，图8是说明控制器裸片502以控制器在顶部配置对存储器裸片504进行加热的俯视热图。共同参考图7及8，由相对较高的功率密度控制器裸片502或602产生的热量可通过传导传递到存储器裸片504或604。因此，控制器裸片502或602及存储器裸片504或604中的每一者的结温可尤其在控制器裸片502或602及存储器裸片504或604的靠近彼此(例如，经定位成彼此之间距离最短)的那些部分中增加。此类布置将例如控制器裸片的高功率密度裸片放置在存储器裸片堆叠正下方或放置成横向紧邻存储器裸片堆叠。另外，此类常规装置及封装设计的高度或占用面积可能非期望地大。
技术实现思路
在一些实施例中，根据本专利技术的某些实施例的半导体装置及半导体装置封装可包含支撑在衬底的第一侧上的第一半导体裸片。所述第一半导体裸片可包含第一作用表面。第二半导体裸片可经支撑在所述衬底的第二相对侧上。所述第二半导体裸片可包含位于所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上的第二作用表面。所述第二半导体裸片可经配置以在操作期间具有高于所述第一半导体裸片的中值功耗。根据本专利技术的其它实施例的半导体装置封装可包含支撑在衬底的第一侧上的第一半导体裸片堆叠，所述堆叠的每一第一半导体裸片包括第一作用表面。引线接合可从所述堆叠的每一第一半导体裸片延伸到所述堆叠的直接下伏第一半导体裸片或延伸到所述衬底。第二半导体裸片可经支撑在所述衬底的第二相对侧上，所述第二半导体裸片包括位于所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上的第二作用表面。囊封剂材料可将所述第一半导体裸片堆叠及所述引线接合至少部分地囊封在所述衬底的所述第一侧上。与所述囊封剂材料不同的模制底部填充物材料可至少部分地包围所述衬底的所述第二侧上的所述第二半导体裸片。在其它实施例中，根据本专利技术的某些实施例的制造半导体装置及半导体装置封装的方法可涉及将包括第一作用表面的第一半导体裸片支撑在衬底的第一侧上。可将第二半导体裸片支撑在所述衬底的第二相对侧上且可将所述第二半导体裸片的第二作用表面定位在所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上。所述第二半导体裸片可经配置以在操作期间具有高于所述第一半导体裸片的中值功耗。在其它实施例中，根据本专利技术的电子系统可包含例如探测单元及控制单元。所述探测单元及所述控制单元中的至少一者可包含经配置以至少部分地处理或存储由所述探测单元产生的电信号的半导体装置或半导体装置封装。所述半导体装置或半导体装置封装可包含支撑在衬底的第一侧上的包括第一作用表面的至少一个第一半导体裸片。第二半导体裸片可经支撑在所述衬底的第二相对侧上，所述第二半导体裸片包括位于所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上的第二作用表面。所述第二半导体裸片可经配置以在操作期间具有高于所述至少一个第一半导体裸片的中值功耗。附图说明虽然本专利技术以特别指出且明确主张特定实施例的权利要求书作为结尾，但是当结合附图阅读时，根据以下描述可更容易地确认在本专利技术的范围内的实施例的各种特征及优点，在附图中：图1是根据本专利技术的第一半导体装置封装100的横截面示意视图；图2是根据本专利技术的第二半导体装置封装200的横截面示意视图；图3是描绘根据本专利技术的制造半导体装置封装的方法的流程图；图4是根据本专利技术的实施例的并入半导体装置封装的电子系统的示意图；图5是在衬底上包含位于存储器裸片堆叠下方的控制器裸片的第一常规半导体装置封装的横截面示意视图；图6是在衬底上包含与存储器裸片堆叠邻近的控制器裸片的第二常规半导体装置封装设计的横截面示意视图；图7是说明控制器裸片对存储器裸片的加热的俯视热图；及图8是说明控制器裸片对存储器裸片的加热的俯视热图。具体实施方式本专利技术中所呈现的图解并不意味着是任何特定半导体装置、半导体装置封装或其组件的实际视图，而仅仅是用于描述说明性实施例的理想化表示。因此，附图不一定按比例绘制。所揭示实施例通常涉及可更好地管理由半导体裸片产生的热量，可减小装置及/或封装大小及特别是装置及/或封装高度，且可改善装置及/或封装性能。更具体来说，揭示半导体装置及半导体装置封装的实施例，其可包含在衬底的与较高产热第二半导体裸片相对的侧上的较低产热第一半导体裸片，可将第一半导体裸片及第二半导体裸片至少部分地包围在不同保护材料中，且可将第二半导体裸片定位成更接近将半导体装置或半导体装置封装连接到其它装置及结构的导电元件。如本文中所使用，关于给定参数、性质或条件的术语“基本上”及“约”表示及包含在所属领域的一般技术人员将理解的程度上给定参数、性质或条件在一定程度的差异下得到满足，例如在可接受制造公差范围内得到满足。例如，基本上或约为经指定值的参数可为经指定值的至少约90％、经指定值的至少约95本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其包括：/n至少一个第一半导体裸片，其经支撑在衬底的第一侧上，所述至少一个第一半导体裸片包括第一作用表面；及/n第二半导体裸片，其经支撑在所述衬底的第二相对侧上，所述第二半导体裸片包括位于所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上的第二作用表面；/n其中所述第二半导体裸片经配置以在操作期间具有高于所述至少一个第一半导体裸片的中值功耗。/n

【技术特征摘要】
20191217 US 16/717,8271.一种半导体装置，其包括：
至少一个第一半导体裸片，其经支撑在衬底的第一侧上，所述至少一个第一半导体裸片包括第一作用表面；及
第二半导体裸片，其经支撑在所述衬底的第二相对侧上，所述第二半导体裸片包括位于所述第二半导体裸片的面向所述衬底的侧上的第二作用表面；
其中所述第二半导体裸片经配置以在操作期间具有高于所述至少一个第一半导体裸片的中值功耗。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二半导体裸片至少部分地位于从所述衬底的所述第二相对侧上的所述衬底的主表面朝向所述第一侧延伸到所述衬底中的凹口内。


3.根据权利要求2所述的半导体装置，其进一步包括模制底部填充物材料，所述模制底部填充物材料至少部分地填充所述凹口且至少部分地包围所述第二半导体裸片。


4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述模制底部填充物材料至少基本上横向限定到所述凹口，使得所述衬底的所述主表面至少基本上没有所述模制底部填充物材料。


5.根据权利要求2所述的半导体装置，其进一步包括导电元件，所述导电元件经支撑在所述衬底的所述主表面上且直接从所述衬底的所述主表面延伸。


6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二半导体裸片直接邻近于所述衬底的所述第二侧上的所述衬底的主表面。


7.根据权利要求6所述的半导体装置，其进一步包括模制底部填充物材料，所述模制底部填充物材料至少部分地包围所述第二半导体裸片且覆盖所述衬底的所述主表面的至少一部分。


8.根据权利要求7所述的半导体装置，其进一步包括导电通路，所述导电通路从所述主表面延伸穿过所述模制底部填充物材料到所述模制底部填充物材料的与所述衬底相对的侧上的导电元件。


9.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述衬底包括至少一个重布层。


10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的半导体装置，其中所述至少一个第一半导体裸片包括存储器装置且其中所述第二半导体裸片包括存储器控制器装置。


11.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的半导体装置，其中所述至少一个第一半导体裸片包括支撑在所述衬底的所述第一侧上的第一半导体裸片堆叠，每一第一半导体裸片包括位于相应第一半导体裸片的与所述衬底相对的所述侧上的第一作用表面。


12.根据权利要求11所述的半导体装置，其中所述第一半导体裸片堆叠的第一半导体裸片在共同方向上与下一较低第一半导体裸片相互横向偏移，且所述堆叠的第一半导体裸片彼此电连接且通过引线接合连接到所述衬底。


13.根据权利要求12所述的半导体装置，其中所述第一半导体裸片包括存储器裸片且所述第二半导体裸片包括控制器。


14.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的半导体装置，其中所述至少一个第一半导体裸片的第一横向占用面积大于所述第二半导体裸片的第二横向占用面积。


15.一种半导体装置封装，其包括：
第一半导体裸片堆叠，其经支撑在衬底的第一侧上，所述堆叠的每一第一半导体裸片包括第一作用表面；
引线接合，其从所述堆叠的每一第一半导体裸片延伸到所述堆叠的直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·U·阿里芬，曲小鹏，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US