具有多个半导体器件的无衬底半导体器件组件及其制造方法技术

本申请涉及具有多个半导体器件的无衬底半导体器件组件及其制造方法。一种半导体器件组件，包含：第一远程分布层RDL，该第一RDL包括半导体器件组件的下部最外侧平坦表面；第一半导体管芯，该第一半导体管芯通过第一多个互连件直接耦合到第一RDL的上表面；第二RDL，该第二RDL包括半导体器件组件的与下部最外侧平坦表面相对的上部最外侧平坦表面；第二半导体管芯，该第二半导体管芯通过第二多个互连件直接耦合到第二RDL的下表面；封装材料，该封装材料设置在第一RDL和第二RDL之间并且至少部分地封装第一半导体管芯和第二半导体管芯；以及第三多个互连件，该第三多个互连件在第一RDL的上表面和第二RDL的下表面之间完全延伸并与其直接耦合。直接耦合。直接耦合。

【技术实现步骤摘要】
具有多个半导体器件的无衬底半导体器件组件及其制造方法


[0001]本公开总体上涉及半导体器件组件，并且更具体地涉及具有多个半导体器件的无衬底半导体器件组件及其制造方法。

技术介绍

[0002]微电子器件通常具有管芯(即芯片)，该管芯包含具有高密度的非常小部件的集成电路。通常，管芯包含电耦合到集成电路的非常小的接合焊盘的阵列。接合焊盘是外部电触点，通过该外部电触点将电源电压、信号等传输到集成电路或从集成电路传输电源电压、信号等。在形成管芯之后，将它们“封装”以将接合焊盘耦合到更大的电端子阵列，该电端子阵列可以更容易地耦合到各种电源线、信号线和接地线。封装管芯的常规工艺包含将管芯上的接合焊盘电耦合到引线、球形焊盘或其他类型的电端子的阵列，并封装管芯以保护它们免受环境因素(例如，水分、微粒、静电和物理影响)。

技术实现思路

[0003]根据本申请的一个方面，提供了一种半导体器件组件。所述半导体器件组件包括：第一远程分布层(RDL)，所述第一RDL包括所述半导体器件组件的下部最外侧平坦表面；第一半导体管芯，所述第一半导体管芯通过第一多个互连件直接耦合到所述第一RDL的上表面；第二RDL，所述第二RDL包括所述半导体器件组件的与所述下部最外侧平坦表面相对的上部最外侧平坦表面；第二半导体管芯，所述第二半导体管芯通过第二多个互连件直接耦合到所述第二RDL的下表面；封装材料，所述封装材料设置在所述第一RDL和所述第二RDL之间并且至少部分地封装所述第一半导体管芯和所述第二半导体管芯；以及第三多个互连件，所述第三多个互连件在所述第一RDL的所述上表面和所述第二RDL的所述下表面之间完全延伸并与其直接耦合。
[0004]根据本申请的另一方面，提供了一种制造半导体器件组件的方法。所述方法包括：形成第一远程分布层(RDL)，所述第一远程分布层RDL包括多个外部焊盘、第一多个内部焊盘和第二多个内部焊盘；在所述第一RDL上方布置第一半导体器件，并且利用第一多个互连件将所述第一半导体器件的第一多个管芯触点电连接至所述第一多个内部焊盘；在所述第二多个内部焊盘上形成第二多个互连件；在所述第一半导体器件上方设置第二半导体器件；在所述第二半导体器件的第二多个管芯触点上形成第三多个互连件；用封装材料封装所述第一半导体器件和所述第二半导体器件以及所述第二多个互连件和所述第三多个互连件；平坦化所述封装材料以暴露所述第二多个互连件和所述第三多个互连件的共面表面；以及在所述密封材料上方形成第二RDL并电连接所述第二多个互连件和所述第三多个互连件中的对应互连件。
[0005]根据本申请的又一方面，提供了一种半导体器件组件。所述半导体器件组件包括：第一远程分布层(RDL)，所述第一RDL包括所述半导体器件组件的下部最外侧平坦表面；一个或多个面朝下的半导体管芯，所述一个或多个面朝下的半导体管芯通过第一多个互连件
耦合到所述第一RDL；第二RDL，所述第二RDL包括所述半导体器件组件的与所述下部最外侧平坦表面相对的上部最外侧平坦表面；一个或多个面朝上的半导体管芯，所述一个或多个面朝上的半导体管芯通过第二多个互连件耦合到所述第二RDL；封装材料，所述封装材料设置在所述第一RDL和所述第二RDL之间，并至少部分地封装所述一个或多个第一半导体管芯和所述一个或多个第二半导体管芯；以及第三多个互连件，所述第三多个互连件在所述第一RDL和所述第二RDL之间完全延伸并与其直接耦合。
附图说明
[0006]图1
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12是示出根据本技术的实施例的半导体器件组件的一系列制造步骤的简化示意性剖视图。
[0007]图13
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16是根据本技术的实施例的各种半导体器件组件的简化示意性剖视图。
[0008]图17是示出包含根据本技术的实施例配置的半导体器件组件的系统的示意图。
[0009]图18是示出根据本技术的实施例的制造半导体器件组件的方法的流程图。
具体实施方式
[0010]下文描述了半导体器件以及相关联的系统和方法的几个实施例的具体细节。相关领域的技术人员将认识到，本文描述的方法的合适阶段可以在晶片级或管芯级上执行。因此，取决于其使用的上下文，术语“衬底”可以指晶片级衬底或单片的管芯级衬底。此外，除非上下文另外指出，否则可以使用常规的半导体制造技术来形成本文公开的结构。可以例如使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、电镀、化学镀、旋涂和/或其他合适的技术来沉积材料。类似地，可以例如使用等离子体蚀刻、湿蚀刻、化学机械平面化或其他合适的技术来去除材料。
[0011]将半导体器件封装到组件中的一种方法包含将半导体器件电耦合至被配置为与外部器件的接合焊盘匹配的中介层或其他预形成的衬底。然而，预形成的衬底的显著缺点是它们的厚度，这极大地增加了采用它们的半导体封装的高度(例如，在z维度上)。替代地，封装半导体器件的其他方法可以包含直接在管芯上形成重新分布层(RDL)(例如，在晶片级扇出工艺(FOP)中)。RDL可以包含将半导体器件的接合焊盘与RDL接合焊盘连接的迹线、线和/或通孔，RDL接合焊盘继而可以被配置为与外部器件的接合焊盘匹配。在一种这样的封装方法中，许多半导体器件被安装在载体上(例如，在晶片或面板级)，并且在移除载体之前被封装。然后，可以使用各种公知的沉积和光刻技术在半导体器件的正面(例如，有源表面)上直接形成RDL。最后，将引线、球形焊盘或其他类型的电互连件的阵列安装在RDL的接合焊盘上，并将封装的半导体器件切单以形成单独的器件组件。
[0012]前述封装技术的一个缺点是使得在单个封装中包含多个半导体管芯变得困难且昂贵。因此，本公开的各种实施例通过提供具有上RDL和下RDL的半导体器件组件来解决该局限，每个上RDL和下RDL被配置为与相应的管芯(或管芯堆叠)耦合，其中上RDL和下RDL中的每一个的管芯被布置成背对背，并且RDL通过与半导体器件横向间隔开的互连件电连接。
[0013]图1至12是示出根据本技术的实施例的半导体器件组件的一系列制造步骤的简化示意性剖视图。从图1开始，临时载体晶片101设置有一层可去除粘合剂102。临时载体晶片101可以包括玻璃、氧化铝、硅或本领域技术人员容易知道的任何其他衬底材料，其厚度足
以在随后的处理步骤中提供稳定性(例如，至少0.3mm、在大约0.4mm与3.0mm之间，甚至更厚)。可去除粘合剂102可以被配置为允许在随后的步骤(下面相对于图12更详细地示出)去除形成在临时载体晶片101上的半导体器件组件。该层可去除粘合剂102可以包括旋涂的热塑性材料、热固性材料等。
[0014]转到图2，在可去除粘合剂102上方形成第一远程分布层(RDL)103。第一RDL 103包含多个电介质层和多个电连接特征(例如，迹线、通孔等)，该多个电介质层和多个电连接特征设置在多个外接触焊盘(例如，更靠近第一RDL 103的外边缘定位)与多个内接触焊盘(例如，更靠近第一RDL 103的内部区域定位)之间并与其电连接，以在内接触焊盘和外接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件组件，包括：第一远程分布层RDL，所述第一RDL包括所述半导体器件组件的下部最外侧平坦表面；第一半导体管芯，所述第一半导体管芯通过第一多个互连件直接耦合到所述第一RDL的上表面；第二RDL，所述第二RDL包括所述半导体器件组件的与所述下部最外侧平坦表面相对的上部最外侧平坦表面；第二半导体管芯，所述第二半导体管芯通过第二多个互连件直接耦合到所述第二RDL的下表面；封装材料，所述封装材料设置在所述第一RDL和所述第二RDL之间并且至少部分地封装所述第一半导体管芯和所述第二半导体管芯；以及第三多个互连件，所述第三多个互连件在所述第一RDL的所述上表面和所述第二RDL的所述下表面之间完全延伸并与其直接耦合。2.根据权利要求1所述的半导体器件组件，其中所述第一半导体管芯具有与所述第一多个互连件相对的第一背面，所述第二半导体管芯具有与所述第二多个互连件相对的第二背面，并且所述第一背面和所述第二背面通过粘合剂被耦合。3.根据权利要求1所述的半导体器件组件，其中所述第二半导体管芯通过所述第二多个互连件、第二远程分布层和所述第三多个互连件电耦合到所述第一RDL。4.根据权利要求1所述的半导体器件组件，其中所述上部最外侧平坦表面包括没有开口的电介质材料。5.根据权利要求1所述的半导体器件组件，其中所述下部最外侧平坦表面包括具有多个开口的电介质材料，在所述多个开口中设置有对应的多个接合焊盘。6.根据权利要求5所述的半导体器件组件，其中所述多个接合焊盘中的各个接合焊盘电连接至所述第一多个互连件、所述第三多个互连件或两者。7.根据权利要求1所述的半导体器件组件，其中所述第二多个互连件中的各个互连件电连接至所述第三多个互连件中的对应各个互连件。8.根据权利要求1所述的半导体器件组件，还包括在第二半导体器件和第二远程分布层之间的底部填充材料层。9.根据权利要求1所述的半导体器件组件，其中所述第一多个互连件和所述第三多个互连件具有共面的下表面。10.一种制造半导体器件组件的方法，包括：形成第一远程分布层RDL，所述第一远程分布层RDL包括多个外部焊盘、第一多个内部焊盘和第二多个内部焊盘；在所述第一RDL上方设置第一半导体器件，并且利用第一多个互连件将所述第一半导体器件的第一多个管芯触点电连接至所述第一多个内部焊盘；在所述第二多个内部焊盘上形成第二多个互连件；在所述第一半导体器件上方设置第二半导体器件；在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：劉鴻汶，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：