半导体封装及其形成方法技术

一种半导体封装包括第一管芯结构、设置在第一管芯结构上的第一重分布结构、设置在第一重分布结构上的第二管芯结构以及设置在第二管芯结构上的第二重分布结构。第一管芯结构包括中介层，中介层包括半导体基板和穿过半导体基板的通孔。第一集成电路管芯设置在中介层的半导体基板中。第二管芯结构包括封装在密封体中的第二集成电路管芯和穿过密封体的多个导电柱。第一集成电路管芯通过第一重分布结构、导电柱和第二重分布结构电连接到第二集成电路管芯。使用该方案，可以使得第一重分布结构的设计具有较大的灵活性。的设计具有较大的灵活性。的设计具有较大的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装及其形成方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体封装及其形成方法，尤其涉及一种具有三维(three
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dimensional)堆叠集成电路管芯(die)的半导体封装及其形成方法。

技术介绍

[0002]为了确保电子产品和通信设备的小型化和多功能化，具有集成电路管芯的半导体封装被设计成小尺寸以支持高操作速度和高能性。对增加输入输出(I/O)数量和高性能集成电路(integrated circuit，IC)芯片的需求导致了半导体封装的发展。对于二维(two
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dimensional，2D)IC组成(formation)，集成部件(component)占据的体积基本上在半导体晶圆(wafer)的表面上。尽管光刻技术(lithography)的显着改进已经导致二维IC组成的显着改进，但在二维中可以获得的集成密度存在物理限制。
[0003]为了进一步提高集成密度，已经在堆叠结构中采用了具有通孔(through
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via)的中介层(interposer)，例如具有硅通孔(through
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silicon
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via，TSV)的硅中介层(silicon interposer)。在2.5D半导体封装制造工艺中，首先将几个IC管芯附接(attach)到具有并排(side
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by
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side)排列的TSV的硅中介层。IC管芯使用微凸块(micro
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bump)附接到硅中介层。然后将硅中介层附接到封装基板上，然后进行分割(singulation)工艺。所得堆叠结构可以安装在印刷电路板上。
[0004]尽管现有的半导体封装已经足以满足它们的预期目的，但是在一些方面它们不是完全令人满意的。例如，通过微凸块在2.5D半导体封装中的管芯到管芯连接不能提供足够的I/O数量和/或互连。此外，随着对高密度集成半导体封装制造的要求不断提高，2.5D半导体封装的运行效率需要提高以满足封装性能要求。因此，半导体集成电路
中的半导体封装还存在一些需要克服的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一些实施例提供了半导体封装。半导体封装的示例性实施例包括第一管芯结构、设置在第一管芯结构上的第一重分布结构、设置在第一重分布结构上的第二管芯结构和设置在第二管芯结构上的第二重分布结构。在一些实施例中，第一管芯结构包括中介层，并且中介层包括半导体基板(substrate)和穿过半导体基板的通孔。在一些实施例中，第一集成电路管芯设置在中介层的半导体基板中。在一些实施例中，第二管芯结构包括封装(encapsulate)在密封体(encapsulant)中的第二集成电路管芯和穿过密封体的多个导电柱。在一些实施例中，第一集成电路管芯通过第一重分布结构、导电柱和第二重分布结构电耦接到第二集成电路管芯。
[0006]本专利技术的一些实施例提供了半导体封装。半导体封装的示例性实施例包括第一管芯结构、设置在第一管芯结构上的第一重分布结构、设置在第一重分布结构上的第二管芯结构和设置在第二管芯结构上的第二重分布结构。在一些实施例中，第一管芯结构包括设置在中介层的半导体基板中的第一集成电路管芯。中介层具有穿过半导体基板的通孔。在
一些实施例中，第二管芯结构包括封装在密封体中的第二集成电路管芯和穿过密封体的多个导电柱。在一些实施例中，第一集成电路管芯的接合垫的顶面与第一重分布结构物理接触，而第二集成电路管芯的接合垫的顶面与第二重分布结构物理接触。
[0007]本专利技术的一些实施例提供了一种形成半导体封装的方法。首先，提供包括设置在中介层的半导体基板中的第一集成电路管芯的第一管芯结构。中介层具有穿过半导体基板的通孔。形成半导体封装的方法还包括在第一管芯结构上形成第一重分布结构以及在第一重分布结构上形成第二管芯结构。在一些实施例中，第二管芯结构包括封装在密封体中的第二集成电路管芯和穿过密封体的导电柱。形成半导体封装的方法还包括在第二管芯结构上形成第二重分布结构。在一些实施例中，第一集成电路管芯通过第一重分布结构、导电柱和第二重分布结构电耦接到第二集成电路管芯。
[0008]本专利技术提供的半导体封装中第一管芯结构包括具有通孔的中介层和第一集成电路管芯，使得设置在所述第一管芯结构上的第一重分布结构的设计可以具有很大的灵活性，例如第一重分布结构的线宽和线间距可以比较小。
[0009]以下实施例将结合附图进行详细说明。
附图说明
[0010]通过结合附图阅读随后的详细描述和实施例可以更全面地理解本专利技术，其中：
[0011]图1A，图1B，图1C，图1D，图1E和图1F是根据本专利技术的一些实施例的形成半导体封装的方法的中间阶段的截面图；
[0012]图2是本专利技术的一些实施例的半导体封装的截面图；
[0013]图3是本专利技术的一些实施例的半导体封装的截面图。
具体实施方式
[0014]以下描述是实施本专利技术的最佳设想模式。该描述是为了说明本专利技术的一般原理而进行的，不应被理解为限制性的。本专利技术的范围通过参考所附权利要求来确定。
[0015]下面参照附图充分描述本专利技术构思，其中示出了本专利技术构思的示例性实施例。从将参照附图更详细地描述的以下示例性实施例，本专利技术构思和实现它们的方法的优点和特征将变得明显。然而，应当注意，本专利技术构思不限于以下示例性实施例，并且可以以各种形式实现。因此，提供示例性实施例仅用于公开本专利技术构思并使本领域技术人员知道本专利技术构思的类别。此外，所示的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被夸大而不是按比例绘制。尺寸和相对尺寸可以不对应实施本专利技术的实际尺寸。
[0016]这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本专利技术。如本文所用，单数术语“a”、“an”和“the”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。应当理解，当一个部件(element)被称为“耦接”或“接触”到另一个部件时，它可以直接连接到或接触到另一个部件，或者可以存在中间部件。
[0017]类似地，应当理解，当诸如层、区域或基板的部件被称为在另一个部件“上”时，它可以直接在另一个部件上或者可以存在中间部件。相反，术语“直接”意味着没有中间部件。
应当理解，术语“包含”和/或“包括”，当在本文中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、部件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、部件、组件和/或其组合。
[0018]此外，为了便于描述，本文中可以使用空间相对术语，例如“下方”、“上方”、“下面”、“上面”等来描述如图所示出的一个部件或特征与另一个部件或者特征的关系。除了图中描绘的方向(orientation)之外，空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的器件的不同方向。应当理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装，其特征在于，包括：第一管芯结构，第一重分布结构，第二管芯结构和第二重分布结构；所述第一管芯结构，包括：中介层，包括半导体基板和穿过半导体基板的通孔；以及第一集成电路管芯，设置在所述中介层的所述半导体基板中；所述第一重分布结构，设置在所述第一管芯结构上；所述第二管芯结构，设置在所述第一重分布结构上，所述第二管芯结构包括：封装在密封体中的第二集成电路管芯；以及穿过所述密封体的导电柱；以及所述第二重分布结构，设置在所述第二管芯结构上，其中所述第一集成电路管芯通过所述第一重分布结构、所述导电柱和所述第二重分布结构电耦接到所述第二集成电路管芯。2.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一集成电路管芯的主动表面面向所述第一重分布结构，所述第二集成电路管芯的主动表面面向所述第二重分布结构。3.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一集成电路管芯的背面与所述中介层的半导体基板的底面共面。4.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一重分布结构与所述中介层的半导体基板的顶面物理接触。5.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第二集成电路管芯的背面设置在所述第一重分布结构上。6.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第二管芯结构的导电柱与所述第一重分布结构和所述第二重分布结构物理接触。7.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一管芯结构的通孔物理接触所述第一重分布结构。8.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一集成电路管芯和所述第二集成电路管芯中的每一个包括：集成电路器件；互连结构，耦接到所述集成电路器件；电介质层，位于所述集成电路器件的上方；以及接合垫，设置在所述电介质层中，其中所述接合垫电耦接到所述互连结构和所述第一重分布结构。9.如权利要求8所述的半导体封装，其特征在于，所述接合垫的顶面与所述电介质层的顶面共面。10.如权利要求8所述的半导体封装，其特征在于，所述第一集成电路管芯的接合垫的顶面物理接触所述第一重分布结构。11.如权利要求8所述的半导体封装，其特征在于，所述第二集成电路管芯的接合垫的顶面物理接触所述第二重分布结构。12.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，还包括：导电连接器，设置在所述中介层的底面上；以及
底部填充层，形成在所述中介层和具有互连迹线的基板之间，其中所述导电连接器位于所述基板和所述第一管芯结构之间。13.如权利要求12所述的半导体封装，其特征在于，所述第一管芯结构的中介层的通孔通过所述导电连接器电耦接到所述基板的互连迹线。14.如权利要求12所述的半导体封装，其特征在于，所述第二集成电路管芯的背面与所述密封体的底面共面，且所述密封体的底面与所述第一重分布结构的顶面物理接触。15.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一管芯结构的中介层的半导体基板具有第一导热率，而该第二管芯结构的密封体具有第二导热率，其中所述第一导热率高于所述第二导热率。16.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，所述第一管芯结构还包括：第三集成电路管芯，设置在所述中介层的所述半导体基板中，其中所述第一重分布结构设置在所述第三集成电路管芯上并电耦接到所述第三集成电路管芯；以及所述第二管芯结构还包括：第四集成电路管芯，封装在所述密封体中，其中所述第二重分布结构设置在所述第四集成电路管芯上并电耦接到所述第四集成电路管芯。17.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，还包括：所述第三管芯结构，设置在所述第二重分布结构上；以及所述第三重分布结构，设置在所述第三管芯结构上。18.如权利要求17所述的半导体封装，其特征在于，所述第二管芯结构的密封体称为第一密封体，且所述第二管芯结构的导电柱称为第一导电柱，其中所述第三管芯结构包括：封装在所述第二密封体中的第三集成电路管芯；以及穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宜霖，刘乃玮，许文松，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：