半导体封装件制造技术

一种半导体封装件包括第一半导体芯片和第二半导体芯片，所述第一半导体芯片包括：第一衬底，具有前表面和后表面；第一绝缘层，位于所述后表面上；凹陷部分，穿过所述第一绝缘层延伸到所述第一衬底中；绝缘保护层，沿着所述凹陷部分的内侧表面和底表面延伸；贯通电极，从所述前表面延伸穿过所述凹陷部分的所述底表面和所述绝缘保护层；以及第一连接焊盘，在所述凹陷部分中接触所述贯通电极，并且被所述绝缘保护层围绕，所述第一半导体芯片具有由所述第一绝缘层的上表面、所述绝缘保护层的上表面和所述第一连接焊盘的上表面限定的平坦的上表面，并且所述第二半导体芯片设置在所述第一半导体芯片的所述上表面上。一半导体芯片的所述上表面上。一半导体芯片的所述上表面上。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2021年11月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0158616的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本公开涉及半导体芯片、半导体封装件及其制造方法。

技术介绍

[0004]随着对电子产品的高容量、薄型和小型化的需求增加，正在开发各种类型的半导体封装件。最近，作为将更多组件(例如，半导体芯片)集成到封装结构中的方法，已经开发了在没有粘合膜(例如，非导电粘合膜(NCF))或连接凸块(例如，焊料球)的情况下接合半导体芯片的直接接合技术。

技术实现思路

[0005]本公开的一方面是提供一种具有简化的工艺和提高的良率的半导体芯片及其制造方法。
[0006]本公开的一方面是提供一种具有改善的可靠性的半导体封装件。
[0007]根据本公开的一方面，一种半导体封装件包括第一半导体芯片和第二半导体芯片，所述第一半导体芯片包括：第一衬底，所述第一衬底包括彼此面对的前表面和后表面；第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第一衬底的所述后表面上；凹陷部分，所述凹陷部分穿过所述第一绝缘层延伸到所述第一衬底中；绝缘保护层，所述绝缘保护层沿着所述凹陷部分的内侧表面和所述凹陷部分的底表面延伸；贯通电极，所述贯通电极从所述前表面延伸以穿透所述凹陷部分的所述底表面和所述绝缘保护层；以及第一连接焊盘，所述第一连接焊盘在所述凹陷部分中接触所述贯通电极，所述第一连接焊盘被所述绝缘保护层围绕，所述第一半导体芯片包括由所述第一绝缘层的上表面、所述绝缘保护层的上表面和所述第一连接焊盘的上表面限定的平坦的上表面，并且所述第二半导体芯片设置在所述第一半导体芯片的所述上表面上，所述第二半导体芯片包括：第二衬底；第二绝缘层，所述第二绝缘层设置在所述第二衬底下方并且接触所述第一绝缘层的所述上表面；以及第二连接焊盘，所述第二连接焊盘设置在所述第二绝缘层中并且接触所述第一连接焊盘的所述上表面。
[0008]根据本公开的一方面，一种半导体封装件包括第一半导体芯片和设置在所述第一半导体芯片上的第二半导体芯片，所述第一半导体芯片包括：第一衬底；第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第一衬底的上表面上；凹陷部分，所述凹陷部分穿过所述第一绝缘层延伸到所述第一衬底中；绝缘保护层，所述绝缘保护层覆盖所述凹陷部分的内侧表面和所述凹陷部分的底表面；贯通电极，所述贯通电极穿过所述第一衬底的至少一部分相比于所述凹陷部分的所述底表面进一步地突出；以及第一连接焊盘，所述第一连接焊盘设置在
所述凹陷部分中并且被所述绝缘保护层围绕，并且所述第二半导体芯片包括：第二绝缘层，所述第二绝缘层接触所述第一绝缘层，以及第二连接焊盘，所述第二连接焊盘设置在所述第二绝缘层中并且接触所述第一连接焊盘，其中，所述第一绝缘层在与所述第一衬底的所述上表面垂直的方向上的厚度大于所述绝缘保护层在与所述凹陷部分的所述内侧表面或所述凹陷部分的所述底表面垂直的方向上的厚度。
[0009]根据本公开的一方面，一种半导体封装件包括第一半导体芯片和设置在所述第一半导体芯片上的第二半导体芯片，所述第一半导体芯片包括：第一衬底；第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第一衬底上；多个凹陷部分，所述多个凹陷部分穿过所述第一绝缘层延伸到所述第一衬底中；多个绝缘保护层，所述多个绝缘保护层中的每一者覆盖所述多个凹陷部分中的相应的凹陷部分的内侧表面和底表面；以及第一连接焊盘和第一虚设焊盘，所述第一连接焊盘和所述第一虚设焊盘分别设置在所述多个凹陷部分中，所述第一连接焊盘和所述第一虚设焊盘被所述多个绝缘保护层中的相应的绝缘保护层围绕，所述第一半导体芯片包括由所述第一绝缘层的上表面、所述多个绝缘保护层中的每一者的上表面、所述第一连接焊盘的上表面和所述第一虚设焊盘的上表面限定的上表面，并且所述第二半导体芯片包括：第二绝缘层，所述第二绝缘层接触所述第一绝缘层；第二连接焊盘，所述第二连接焊盘设置在所述第二绝缘层中并且接触所述第一连接焊盘；以及第二虚设焊盘，所述第二虚设焊盘设置在所述第二绝缘层中并且接触所述第一虚设焊盘，其中，在与所述第一半导体芯片的所述上表面平行的平面上，所述第一虚设焊盘的平面形状不同于所述第一连接焊盘的平面形状。
[0010]根据本公开的一方面，一种半导体芯片包括：衬底，所述衬底包括前表面和与所述前表面相对的后表面，所述前表面包括有源区；电路层，所述电路层设置在所述衬底的所述前表面上，所述电路层包括连接到所述有源区的互连结构；绝缘层，所述绝缘层设置在所述衬底的所述后表面上；凹陷部分，所述凹陷部分穿过所述绝缘层延伸到所述衬底中，所述凹陷部分包括由所述绝缘层和所述衬底限定的内侧表面以及由所述衬底限定的底表面；绝缘保护层，所述绝缘保护层沿着所述凹陷部分的所述内侧表面和所述凹陷部分的所述底表面延伸；贯通电极，所述贯通电极从所述衬底的所述前表面延伸以穿透所述绝缘保护层；以及连接焊盘，所述连接焊盘包括阻挡层和被所述阻挡层围绕的镀层，所述阻挡层在所述凹陷部分中接触所述绝缘保护层，所述镀层包括多个上表面，其中，所述绝缘层的上表面、所述绝缘保护层的最上表面、所述阻挡层的最上表面和所述镀层的所述多个上表面是基本上共面的。
[0011]根据本公开的一方面，一种制造半导体芯片的方法包括：准备包括多个贯通电极的初步半导体晶片；抛光所述初步半导体晶片的上表面，以形成包括前表面和与所述前表面相对的后表面的半导体晶片，所述前表面包括有源区，所述后表面与所述前表面之间的高度大于所述多个贯通电极的高度；在所述半导体晶片的所述后表面上形成绝缘层；蚀刻所述绝缘层和所述半导体晶片的一部分，以形成穿过所述绝缘层延伸到所述半导体晶片中的多个凹陷部分；形成填充所述多个凹陷部分的第一初步绝缘保护层；蚀刻所述第一初步绝缘保护层的一部分，以形成沿着所述多个凹陷部分中的每一者的内侧表面和所述多个凹陷部分中的每一者的底表面延伸的第二初步绝缘保护层；在所述第二初步绝缘保护层的蚀刻区域中形成初步阻挡层和初步镀层；以及抛光所述初步镀层、所述初步阻挡层和所述第
二初步绝缘保护层，以形成多个镀层、多个阻挡层和多个绝缘保护层。
[0012]根据本公开的一方面，一种半导体芯片包括：衬底；以及多个贯通电极，所述多个贯通电极从所述衬底的第一表面朝向所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面延伸，但是不延伸到所述第二表面，其中，多个凹陷部分形成在所述衬底的所述第二表面中，使得对于所述多个凹陷部分中的每一者，所述多个贯通电极中的相应贯通电极的上端从所述凹陷部分的底表面突出。
附图说明
[0013]根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上以及其他方面、特征和优点，在附图中：
[0014]图1A是示出根据示例实施例的半导体封装件的截面图，并且图1B是示出图1A的区域“A”的局部放大视图；
[0015]图2是示出图1A的区域“A”的修改示例的局部放大视图；
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装件，所述半导体封装件包括：第一半导体芯片和第二半导体芯片，所述第一半导体芯片包括：第一衬底，所述第一衬底包括彼此面对的前表面和后表面；第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第一衬底的所述后表面上；凹陷部分，所述凹陷部分穿过所述第一绝缘层延伸到所述第一衬底中；绝缘保护层，所述绝缘保护层沿着所述凹陷部分的内侧表面和所述凹陷部分的底表面延伸；贯通电极，所述贯通电极从所述前表面延伸以穿透所述凹陷部分的所述底表面和所述绝缘保护层；以及第一连接焊盘，所述第一连接焊盘在所述凹陷部分中接触所述贯通电极，所述第一连接焊盘被所述绝缘保护层围绕，所述第一半导体芯片包括由所述第一绝缘层的上表面、所述绝缘保护层的上表面和所述第一连接焊盘的上表面限定的平坦的上表面；并且所述第二半导体芯片设置在所述第一半导体芯片的所述上表面上，并且所述第二半导体芯片包括：第二衬底；第二绝缘层，所述第二绝缘层设置在所述第二衬底下方并且接触所述第一绝缘层的所述上表面；以及第二连接焊盘，所述第二连接焊盘设置在所述第二绝缘层中并且接触所述第一连接焊盘的所述上表面。2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述第一连接焊盘包括填充所述凹陷部分的内部的第一镀层和围绕所述第一镀层的外边缘的第一阻挡层，并且其中，所述第一连接焊盘的所述上表面由所述第一镀层的上表面和所述第一阻挡层的上表面限定。3.根据权利要求2所述的半导体封装件，其中，所述第一镀层包括铜、镍、金和银中的至少一种，并且其中，所述第一阻挡层包括钛、氮化钛、钽和氮化钽中的至少一种。4.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述贯通电极包括从所述绝缘保护层暴露的上表面和从所述绝缘保护层暴露的侧表面。5.根据权利要求4所述的半导体封装件，其中，所述第一连接焊盘直接接触所述贯通电极的所述上表面和所述侧表面。6.根据权利要求5所述的半导体封装件，其中，所述第一连接焊盘包括：第一阻挡层，所述第一阻挡层接触所述贯通电极的从所述绝缘保护层暴露的所述上表面和所述侧表面；以及第一镀层，所述第一镀层设置在所述第一阻挡层上。7.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述第一半导体芯片还包括从所述第一衬底的所述前表面沿着所述贯通电极的侧表面延伸的侧绝缘膜。8.根据权利要求7所述的半导体封装件，其中，所述凹陷部分的所述底表面的至少一部分由所述侧绝缘膜的上表面限定。
9.根据权利要求7所述的半导体封装件，其中，所述侧绝缘膜包括氧化硅和氮化硅中的至少一种。10.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述第一绝缘层的厚度大于所述绝缘保护层的厚度。11.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述第二半导体芯片包括由所述第二绝缘层的下表面和所述第二连接焊盘的下表面限定的平坦的下表面，并且其中，所述第二半导体芯片的所述下表面接触所述第一半导体芯片的所述上表面。12.一种半导体封装件，所述半导体封装件包括：第一半导体芯片和设置在所述第一半导体芯片上的第二半导体芯片，所述第一半导体芯片包括：第一衬底；第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第一衬底的上表面上；凹陷部分，所述凹陷部分穿过所述第一绝缘层延伸到所述第一衬底中；绝缘保护层，所述绝缘保护层覆盖所述凹陷部分的内侧表面和所述凹陷部分的底表面；贯通电极，所述贯通电极穿过所述第一衬底的至少一部分相比于所述凹陷部分的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑显秀，金泳龙，朴相天，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：