具有用于裸片堆叠信号路由的重布结构的半导体组合件制造技术

本申请案涉及具有用于裸片堆叠信号路由的重布结构的半导体组合件。本文中公开具有重布结构的半导体装置及相关联系统及方法。在一些实施例中，一种半导体组合件包括：裸片堆叠，其包含多个半导体裸片；及路由衬底，其经安装在所述裸片堆叠上。所述路由衬底包含具有重布结构的上表面。所述半导体组合件还包含将所述重布结构耦合到至少一些所述裸片堆叠的多个电连接器。所述半导体组合件进一步包含安装在所述路由衬底上的控制器裸片。所述控制器裸片包含面向所述路由衬底的所述上表面且电耦合到所述重布结构的有源表面，使得所述路由衬底及所述半导体裸片经由所述重布结构电耦合到所述控制器裸片。所述控制器裸片。所述控制器裸片。

【技术实现步骤摘要】
具有用于裸片堆叠信号路由的重布结构的半导体组合件
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2020年8月17日申请的第63/066,436号美国临时申请案的权益，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。


[0003]本技术大体上涉及半导体装置，且更特定来说，涉及具有经配置以在垂直堆叠的半导体裸片之间路由信号的重布结构的半导体装置。

技术介绍

[0004]封装的半导体裸片，包含存储器芯片、微处理器芯片及成像器芯片，通常包含安装在衬底上且围封在保护性覆盖物中的半导体裸片。半导体裸片可包含功能特征，例如存储器单元、处理器电路及成像器装置，以及电连接到功能特征的接合垫。接合垫可电连接到保护性覆盖物外部的端子以允许半导体裸片连接到更高级电路系统。
[0005]市场压力不断地驱使半导体制造商减小裸片封装的大小以适应电子装置的空间约束，同时也驱使他们增加每一封装的功能容量以满足操作参数。一种用于增加半导体封装的处理能力而不会大幅增加被所述封装覆盖的表面积(所述封装的“占用面积”)的方法是在单个封装中将多个半导体裸片垂直地彼此上下堆叠。此类垂直堆叠封装中的裸片可经由电线、互连件或其它导电结构彼此电耦合及/或电耦合到衬底。然而，用于将信号路由到垂直堆叠的半导体裸片及从垂直堆叠的半导体裸片路由信号的常规技术可依赖于封装衬底内的复杂多层路由结构，这可能导致降低的信号完整性、更大的封装大小及增加的制造成本。

技术实现思路

[0006]本申请案的一方面涉及一种半导体组合件，其包括：裸片堆叠，其包含多个半导体裸片；路由衬底，其经安装在所述裸片堆叠上，所述路由衬底包含具有重布结构的上表面；多个电连接器，其将所述重布结构耦合到所述裸片堆叠的所述半导体裸片中的至少一些；及控制器裸片，其经安装在所述路由衬底上，其中所述控制器裸片包含面向所述路由衬底的所述上表面且电耦合到所述重布结构的有源表面，使得所述路由衬底及所述半导体裸片经由所述重布结构电耦合到所述控制器裸片。
[0007]本申请案的另一方面涉及一种制造半导体组合件的方法，所述方法包括：在路由衬底的上表面形成重布结构；将控制器裸片安装在所述路由衬底的所述上表面上，使得所述控制器裸片的有源表面面向所述上表面且电耦合到所述重布结构；及将所述路由衬底的下表面耦合到包含多个半导体裸片的裸片堆叠。
附图说明
[0008]参考以下附图可更好地理解本技术的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘
制。代替地，重点放在清楚地说明本技术的原理上。
[0009]图1A是根据本技术的实施例配置的半导体封装的侧视横截面图。
[0010]图1B是图1A的半导体封装的俯视图。
[0011]图1C是图1A的半导体封装的互连结构的特写图。
[0012]图2A是根据本技术的实施例配置的包含多个电连接器的半导体封装的侧视横截面图。
[0013]图2B是根据本技术的实施例配置的包含多个电连接器的另一半导体封装的侧视横截面图。
[0014]图2C是根据本技术的实施例配置的包含多个电连接器的另一半导体封装的侧视横截面图。
[0015]图3是根据本技术的实施例配置的半导体封装的侧视横截面图。
[0016]图4是包含根据本技术的实施例配置的半导体装置或封装的系统的示意图。
具体实施方式
[0017]下文描述半导体装置以及相关联系统及方法的若干实施例的特定细节。在一些实施例中，例如，半导体组合件包含各自具有多个半导体裸片的一或多个裸片堆叠，及安装在所述(若干)裸片堆叠上的路由衬底(例如，另一半导体裸片或中介层)。路由衬底包含具有重布结构的上表面及耦合到(若干)裸片堆叠的(若干)最上半导体裸片的下表面。重布结构可经由多个电连接器(例如，引线接合)耦合到一些或所有半导体裸片。半导体组合件可进一步包含安装在路由衬底上(例如，经由倒装芯片工艺)的控制器裸片。控制器裸片可包含面向路由衬底的上表面且电耦合到重布结构的有源表面，使得路由衬底及半导体裸片经由重布结构电耦合到控制器裸片。因此，重布结构及电连接器可在控制器裸片与(若干)裸片堆叠之间路由信号。与其中控制器裸片经安装在封装衬底上且与(若干)裸片堆叠隔开的装置相比，本文中所描述的装置可减少及/或简化通过封装衬底的信号路由，因为控制器裸片可经由重布结构及引线接合(或其它电连接器)而非封装衬底与(若干)裸片堆叠通信。因此，可使用更薄且更简单的封装衬底，这会降低封装高度及制造成本。本技术还可改进信号完整性及阻抗，例如减少或消除来自衬底路由可能出现的重叠信号的串扰，因为信号是通过重布结构进行路由。另外，本文中所描述的技术允许经由倒装芯片工艺将控制器裸片直接安装到路由衬底上，而无需任何中介间隔件或支撑件，这可简化制造过程且进一步减小封装大小。此外，路由衬底可用于在单个封装衬底上物理及电桥接多个裸片堆叠，这可改进总体封装的机械强度且减轻翘曲。
[0018]相关领域的技术人员将认识到，可以晶片级或以裸片级执行本文中所描述的方法的合适阶段。因此，取决于其使用上下文，术语“衬底”可指晶片级衬底或经单切、裸片级衬底。此外，除非上下文另有指示，否则可使用常规半导体制造技术来形成本文中所公开的结构。例如，可使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、镀敷、无电镀敷、旋涂及/或其它合适技术来沉积材料。类似地，可例如使用等离子体蚀刻、湿式蚀刻、化学机械平坦化或其它合适技术来移除材料。
[0019]本文中公开众多特定细节以提供对本技术的实施例的全面且可行的描述。然而，所属领域的技术人员将理解，所述技术可具有额外实施例且可在没有下文参考图1A到4所
描述的实施例的若干细节的情况下实践所述技术。例如，已省略所属领域中众所周知的半导体装置及/或封装的一些细节以免混淆本技术。一般来说，应理解，除本文中所公开的那些特定实施例之外的各种其它装置及系统也可在本技术的范围内。
[0020]如本文中所使用，术语“垂直”、“横向”、“上”、“下”、“上方”及“下方”可指半导体装置中的特征鉴于图中所展示的定向的相对方向或位置。例如，“上”或“最上”可指比另一特征更靠近页面顶部的特征。然而，这些术语应广义地解释为包含具有其它定向的半导体装置，例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、之上/之下、上方/下方、上/下及左/右可取决于定向而互换。
[0021]图1A及1B说明根据本技术的实施例配置的半导体封装100。更具体来说，图1A是封装100的侧视横截面图且图1B是封装100的俯视图。封装100包含安装在封装衬底104上的裸片堆叠102及安装在裸片堆叠102上的路由衬底106(例如，半导体裸片或中介层)。裸片堆叠102包含多个垂直堆叠的半导体裸片108a
‑
c(统称为“第一裸片108”；仅出于清楚的目的而从图1B省略第一裸片108)。第一裸片108可经布置成叠瓦式或阶梯式配置，其中每一裸片与下方的裸片水平地偏移以允许电互连，如下文更详细地论述。尽管图1A将裸片堆叠102描绘为包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体组合件，其包括：裸片堆叠，其包含多个半导体裸片；路由衬底，其经安装在所述裸片堆叠上，所述路由衬底包含具有重布结构的上表面；多个电连接器，其将所述重布结构耦合到所述裸片堆叠的所述半导体裸片中的至少一些；及控制器裸片，其经安装在所述路由衬底上，其中所述控制器裸片包含面向所述路由衬底的所述上表面且电耦合到所述重布结构的有源表面，使得所述路由衬底及所述半导体裸片经由所述重布结构电耦合到所述控制器裸片。2.根据权利要求1所述的半导体组合件，其中所述路由衬底是半导体裸片。3.根据权利要求2所述的半导体组合件，其中所述路由衬底是存储器裸片。4.根据权利要求1所述的半导体组合件，其中所述路由衬底是有机或无机中介层。5.根据权利要求1所述的半导体组合件，其中所述重布结构包含多个路由层。6.根据权利要求1所述的半导体组合件，其进一步包括将所述控制器裸片的所述有源表面耦合到所述路由衬底的所述重布结构的多个互连结构。7.根据权利要求6所述的半导体组合件，其中所述重布结构包含：多个触点，其在所述路由衬底的内部部分处，其中每一触点经耦合到相应互连结构；多个接合垫，其在所述路由衬底的外围部分处，其中每一接合垫经耦合到相应电连接器；及多个迹线，其中每一迹线将相应触点连接到相应接合垫。8.根据权利要求7所述的半导体组合件，其中所述迹线中的至少一些具有不同宽度。9.根据权利要求1所述的半导体组合件，其中所述第二裸片是存储器裸片。10.根据权利要求1所述的半导体组合件，其中：所述裸片堆叠是第一裸片堆叠且所述半导体裸片是第一半导体裸片；所述半导体组合件进一步包括包含多个第二半导体裸片的第二裸片堆叠；及所述路由衬底经安装在所述第一及第二裸片堆叠上，使得所述第二半导体裸片经由所述重布结构电耦合到所述控制器裸片。11.根据权利要求10所述的半导体组合件，其中所述电连接器是第一电连接器，且所述半导体组合件进一步包括将所述重布结构耦合到所述第二裸...

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