包含不同长度的TSV的半导体装置组合件及其制造方法制造方法及图纸

本公开涉及包含不同长度的TSV的半导体装置组合件及其制造方法。半导体装置组合件，其包含：第一半导体装置，其具有前表面及后表面，多个前侧垫在距所述后表面第一距离处安置在所述前表面上方，且多个额外装置垫在距所述后表面大于所述第一距离的第二距离处安置在所述前表面上方；第二半导体装置，其与所述额外装置垫中的每一者的顶侧接触；囊封材料，其至少部分地包围所述第二半导体装置并覆盖所述前侧垫的顶侧；第一多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述前侧垫中的一者的底侧；以及第二多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述额外装置垫中的对应者的底侧。额外装置垫中的对应者的底侧。额外装置垫中的对应者的底侧。

【技术实现步骤摘要】
包含不同长度的TSV的半导体装置组合件及其制造方法


[0001]本公开大体涉及半导体装置组合件，且更具体来说，涉及包括不同长度的TSV的半导体装置组合件及其制造方法。

技术介绍

[0002]微电子装置通常具有裸片(即，芯片)，其包含具有高密度的非常小的组件的集成电路系统。通常，裸片包含电耦合到集成电路系统的非常小的接合垫的阵列。接合垫是外部电触点，电源电压、信号等通过所述外部电触点传输到集成电路系统或从集成电路系统传输。在形成裸片后，所述裸片被“封装”以将接合垫耦合到更大的电端子阵列，所述电端子阵列可更容易地耦合到各种电力供应线、信号线及接地线。用于封装裸片的常规工艺包含将裸片上的接合垫电耦合到引线阵列、球垫或其它类型的电端子，且囊封裸片以保护其免受环境因素(例如，湿气、微粒、静电及物理冲击)的影响。

技术实现思路

[0003]在一个方面中，本公开提供一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置，其具有前表面及后表面，多个前侧垫在距所述后表面第一距离处安置在所述前表面上方，且多个额外装置垫在距所述后表面大于所述第一距离的第二距离处安置在所述前表面上方；至少一个第二半导体装置，其与所述多个额外装置垫中的每一者的顶侧物理及电接触；以及囊封材料，其至少部分地包围所述至少一个第二半导体装置并覆盖所述多个前侧垫中的每一者的顶侧；第一多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述多个前侧垫中的对应者的底侧；以及第二多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述多个额外装置垫中的对应者的底侧。
[0004]在另一方面中，本公开进一步提供一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置，其具有前表面及后表面，多个前侧垫安置在所述前表面上方，且多个额外装置垫安置在所述前表面上方；至少一个第二半导体装置，其与所述额外装置垫中的每一者的顶侧物理及电接触；以及囊封材料，其至少部分地包围所述至少一个第二半导体装置并覆盖所述多个前侧垫中的每一者的顶侧；第一多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述多个前侧垫中的对应者的底侧；及第二多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述多个额外装置垫中的对应者的底侧，其中所述第二多个TSV中的每一者与所述第一半导体装置电隔离。
[0005]在又一方面中，本公开进一步提供一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置，其具有前表面及后表面，多个前侧垫安置在所述前表面上方，且多个额外装置垫安置在所述前表面上方；至少一个第二半导体装置，其与所述额外装置垫中的每一者的顶侧物理及电接触；以及囊封材料，其至少部分地包围所述至少一个第二半导体装置并覆盖所述多个前侧垫中的每一者的顶侧；第一多个TSV，其各自从所述后表面穿过所述第一半导体装置延伸到所述多个前侧垫中的对应者的底侧；以及第二多个TSV，其各自从所述后表面穿过所
述第一半导体装置延伸到所述多个额外装置垫中的对应者的底侧，其中所述多个前侧垫中的至少一者的所述顶侧包含来自探针操作的机械变形。
附图说明
[0006]图1到10是根据本公开的实施例的在制造过程中的各种阶段的半导体装置组合件的简化示意性部分横截面视图。
[0007]图11是展示包含根据本公开的实施例配置的半导体装置片组合件的系统的示意图。
具体实施方式
[0008]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。所属领域的技术人员应认识到，可以晶片级或以裸片级执行本文中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”可指代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，否则本文公开的结构可使用常规的半导体制造技术来形成。例如，可使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、镀覆、化学镀、旋涂及/或其它合适的技术沉积材料。类似地，可(例如)使用等离子蚀刻、湿蚀刻、化学机械平坦化或其它合适的技术去除材料。
[0009]一些半导体装置组合件包含集成到异构组合件中的多个不同类型的半导体装置(例如，逻辑、存储器、传感器等)。随着组合件总体规模缩小及其复杂性增加，将这些装置中的每一者的电连接布线到组合件的外部触点继续构成挑战。为了解决这些缺点及其它缺点，本申请案的各种实施例提供组合件，其具有到达组合件中的不同装置的不同长度的多个TSV，所述TSV可在所述装置已经初步组装及任选地经测试之后形成。
[0010]图1是根据本公开的实施例的在制造过程中的一个阶段的半导体装置组合件的简化示意性横截面视图。第一半导体装置101(例如，在一些实施例中为仍呈晶片或面板形式的未单切装置，或在其它实施例中为经单切装置)包含在其前(例如，有源)表面(例如，在其中已形成电路系统的硅或其它半导电块体材料的一侧)处的钝化层102(例如，由例如氧化物、氮化物、硅化物等的介电材料组成)，在钝化层102内或其上放置前侧触点103(例如，金属垫)。前侧触点103可通过各种导电特征(例如通孔、迹线、线、垫等(未说明))电耦合到第一半导体装置101中形成的不同电路。根据本公开的一个方面，第一半导体装置101可为逻辑装置(例如，处理器、控制器、深度学习加速器(DLA)等)。在其它实施例中，第一半导体装置101可为另一种类的半导体装置(例如，存储器装置、收发器装置、光学传感器等)。
[0011]转到图2，第二钝化层104(例如，由可为与钝化层102的材料相同或不同的材料的另一介电材料组成)安置在前侧触点103及钝化层102两者上方。转到图3，可见，第二钝化层104提供表面，在所述表面上可承载多个额外装置垫106。如参考图3可见，额外装置垫106形成在第三钝化层105(例如，由可为与钝化层102及第二钝化层104的材料相同或不同的材料的另一介电材料组成)中或上。因此，与前侧触点103相比，额外装置垫106安置在距第一半导体装置101的后表面(例如，与前表面相对的后表面)更大的距离处(例如，对应于第二钝化层104的厚度)。然而，在替代实施例中，额外装置触点可形成在钝化层102中或上，且与前侧触点103大体上共面。
[0012]与前侧触点103不同，额外装置垫106与第一半导体装置101中的电路系统电隔离，
并为将由第一半导体装置101承载的额外半导体装置提供安装位置。然而，在将额外半导体装置附接到额外装置垫106之前，可有利地测试第一半导体装置101(例如，在包括多个第一半导体装置101的晶片中的第一半导体装置101中的每一者)以避免额外半导体装置浪费地耦合到非功能性或另外有缺陷的第一半导体装置101的情况。因此，如参考图4可见，开口107可形成在第二钝化层104(例如，及第三钝化层105)中并与前侧触点103对准，以允许对前侧触点103电耦合到的第一半导体装置101的电路执行测试操作(例如，利用探针引脚、探针卡或类似者)。
[0013]转到图5，在确定第一半导体装置101可维持保证集成到组合件中的功能性能水平之后，说明在已经附接到额外装置垫106(例如，通过倒装芯片附接工艺或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置，其具有前表面及后表面，多个前侧垫在距所述后表面第一距离处安置在所述前表面上方，且多个额外装置垫在距所述后表面大于所述第一距离的第二距离处安置在所述前表面上方；至少一个第二半导体装置，其与所述多个额外装置垫中的每一者的顶侧物理及电接触；以及囊封材料，其至少部分地包围所述至少一个第二半导体装置并覆盖所述多个前侧垫中的每一者的顶侧；第一多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述多个前侧垫中的对应者的底侧；以及第二多个TSV，其各自从所述后表面延伸穿过所述第一半导体装置到所述多个额外装置垫中的对应者的底侧。2.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述多个前侧垫中的至少一者的所述顶侧包含来自探针操作的机械变形。3.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述多个前侧垫电耦合到所述第一半导体装置的电路系统。4.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述第二多个TSV中的每一者与所述第一半导体装置电隔离。5.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述第一半导体装置的所述前表面至少部分地被承载所述多个额外装置垫的介电材料层覆盖。6.根据权利要求5所述的半导体装置组合件，其中所述介电材料层包含多个开口，每一所述开口与所述多个前侧垫中的对应者的所述顶侧对准。7.根据权利要求6所述的半导体装置组合件，其中所述囊封材料延伸到所述多个开口中并接触所述多个前侧垫中的每一者的所述顶侧。8.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述囊封材料具有与所述至少一个第二半导体装置的上表面共面的上表面。9.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述囊封材料在所述至少一个第二半导体装置的上表面上方延伸。10.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述第一多个TSV中的每一者具有对应于所述第一距离的第一长度，其中所述第二多个TSV中的每一者具有对应于所述第二距离的第二长度，且其中所述第二长度大于所述第一长度。11.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其进一步包括在所述第一半导体装置的所述后表面处的互连阵列，每个所述互连阵列可操作地耦合到所述第一多个TSV或所述第二多个TSV中的对应者。12.一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置，其具有前表...

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