插入结构和包括该插入结构的半导体封装制造技术

提供了一种插入结构和包括其的半导体封装，该插入结构包括：插入基板；在插入基板的上表面上的层间绝缘层；在层间绝缘层内的电容器结构；在垂直方向上穿透层间绝缘层的第一通路，第一通路连接到电容器结构；在层间绝缘层上的绝缘层；在垂直方向上穿透绝缘层的第二通路，第二通路连接到第一通路；以及贯穿通路，在垂直方向上完全穿透插入基板、层间绝缘层和绝缘层中的每个，贯穿通路的上表面与第二通路的上表面共面。上表面共面。上表面共面。

【技术实现步骤摘要】
插入结构和包括该插入结构的半导体封装


[0001]本公开涉及一种插入结构和包括该插入结构的半导体封装。

技术介绍

[0002]由于半导体电路的集成和小型化，高性能芯片的信号和电源完整性已经越来越重要。因此，对用于互连多个芯片(例如系统芯片(SOC)和高带宽存储器(HBM)芯片)的硅插入器(silicon interposer)的需求日益增加。此外，插入式电容器(interposer capacitor)也在开发中。

技术实现思路

[0003]根据本公开的一些实施方式，提供一种半导体封装，该半导体封装包括：插入基板；层间绝缘层，设置在插入基板的上表面上；电容器结构，设置在层间绝缘层内；第一通路，在垂直方向上穿透层间绝缘层并且连接到电容器结构；绝缘层，设置在层间绝缘层上；第二通路，在垂直方向上穿透绝缘层并且连接到第一通路；以及贯穿通路，在垂直方向上完全穿透插入基板、层间绝缘层和绝缘层中的每个，其中第二通路的上表面形成在与贯穿通路的上表面相同的平面上。
[0004]根据本公开的一些实施方式，提供一种半导体封装，该半导体封装包括：插入基板；第一蚀刻停止层，设置在插入基板的上表面上；第一层间绝缘层，设置在第一蚀刻停止层上；第二蚀刻停止层，设置在第一层间绝缘层上；第二层间绝缘层，设置在第二蚀刻停止层上；电容器结构，设置在第一层间绝缘层和第二层间绝缘层内；第三蚀刻停止层，设置在第二层间绝缘层上；第一通路，在垂直方向上穿透第二层间绝缘层和第二蚀刻停止层中的每个并且连接到电容器结构；绝缘层，设置在第三蚀刻停止层上；第二通路，在垂直方向上穿透绝缘层和第三蚀刻停止层中的每个并且连接到第一通路；以及贯穿通路，在垂直方向上完全穿透插入基板、第一至第三蚀刻停止层、第一和第二层间绝缘层以及绝缘层中的每个，其中绝缘层沿着贯穿通路的侧壁延伸到插入基板的下表面。
[0005]根据本公开的一些实施方式，提供一种半导体封装，该半导体封装包括：封装基板；插入基板，设置在封装基板上；层间绝缘层，设置在插入基板的上表面上；电容器结构，设置在层间绝缘层内；第一通路，在垂直方向上穿透层间绝缘层并且连接到电容器结构；绝缘层，设置在层间绝缘层上；第二通路，在垂直方向上穿透绝缘层并且连接到第一通路；第一布线图案，设置在插入基板的下表面上；再分布层，设置在绝缘层上并包括第二布线图案；贯穿通路，在垂直方向上完全穿透插入基板、层间绝缘层和绝缘层中的每个并与第一布线图案和第二布线图案中的每个接触；第一半导体芯片，设置在再分布层的上表面上；以及第二半导体芯片，设置在再分布层的上表面上，在水平方向上与第一半导体芯片间隔开，并通过再分布层电连接到第一半导体芯片，其中第二通路的上表面形成在与贯穿通路的上表面相同的平面上。
附图说明
[0006]通过参照附图详细描述示例性实施方式，特征将对于本领域技术人员变得明显，附图中：
[0007]图1是根据本公开的一些实施方式的插入结构(interposer structure)的图；
[0008]图2是图1的区域R的放大图；
[0009]图3至图13是根据本公开的一些实施方式的用于制造插入结构的方法中的阶段的中间阶段图；
[0010]图14是根据本公开的一些其它的实施方式的插入结构的图；
[0011]图15是根据本公开的一些其它的实施方式的插入结构的图；
[0012]图16是根据本公开的另一些其它的实施方式的插入结构的图；以及
[0013]图17是根据本公开的一些实施方式的包括插入结构的半导体封装的图。
具体实施方式
[0014]在下文将参照图1和图2描述根据本公开的一些实施方式的插入结构。
[0015]图1是根据本公开的一些实施方式的插入结构的剖视图。图2是图1的区域R的放大图。
[0016]参照图1和图2，根据本公开的一些实施方式的插入结构可以包括插入基板110、第一布线图案111、平坦化绝缘层115、连接图案120、第一至第三蚀刻停止层131、132和133、第一层间绝缘层140、电容器结构150、第二层间绝缘层160、绝缘层170、再分布层180、第一通路V1至第四通路V4以及贯穿通路TSV。
[0017]插入基板110可以是硅基板、砷化镓基板、硅锗基板、陶瓷基板、石英基板、玻璃基板和SOI(绝缘体上半导体)基板中的任何一种。在下文，作为示例，插入基板110将被描述为硅基板。
[0018]插入基板110可以用作插入结构100的支撑基板。插入基板110可以是设置在封装基板(图17的1000)和半导体芯片(图17的1100或1200)之间的功能封装基板。也就是，插入基板110不同于其上形成有源元件(例如晶体管)的半导体基板，例如，插入基板110可以具有与半导体基板的尺度(scale)、应用等不同的尺度、应用等，例如，插入基板110可以在其中(例如，在插入基板110的上表面和下表面之间)不包括有源元件。例如，与系统芯片(SoC)不同，包括插入基板110的插入结构100可以在其上包括具有不同物理特性的半导体芯片，并可以表现出高封装产率。
[0019]第一布线图案111可以设置在插入基板110的下表面110b上。第一布线图案111可以是插入结构100通过其电连接到另一外部配置的部分。第一布线图案111可以包括导电材料。
[0020]平坦化绝缘层115可以设置在插入基板110的上表面110a上。例如，平坦化绝缘层115可以共形地设置。例如，平坦化绝缘层115可以包括硅氧化物。连接图案120可以设置在平坦化绝缘层115上。连接图案120可以沿着平坦化绝缘层115的上表面的一部分在水平方向DR1上延伸。连接图案120可以包括导电材料。
[0021]第一蚀刻停止层131可以设置在平坦化绝缘层115和连接图案120上。例如，第一蚀刻停止层131可以沿着平坦化绝缘层115的上表面以及连接图案120的侧壁和上表面设置。
例如，第一蚀刻停止层131可以共形地设置。
[0022]第一蚀刻停止层131可以包括例如硅氮化物、硅氮氧化物、硅碳氮化物等。在一些其它的实施方式中，第一蚀刻停止层131可以包括金属，例如铝(Al)。
[0023]第一层间绝缘层140可以设置在第一蚀刻停止层131上。例如，第一层间绝缘层140的上表面可以形成在相同的高度，例如第一层间绝缘层140的背对插入基板110的表面可以与插入基板110的上表面110a相距恒定的距离。第一层间绝缘层140可以包括例如硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物和具有比硅氧化物低的介电常数的低介电常数(低k)材料中的至少一种。
[0024]电容器结构150可以设置在连接图案120上。电容器结构150可以与连接图案120接触。电容器结构150的一部分可以设置在第一层间绝缘层140内，例如电容器结构150的一部分可以延伸穿过第一层间绝缘层140和第一蚀刻停止层131以接触连接图案120。例如，电容器结构150的一部分可以设置在第一层间绝缘层140内形成的电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种插入结构，包括：插入基板；层间绝缘层，在所述插入基板的上表面上；电容器结构，在所述层间绝缘层内；第一通路，在垂直方向上穿透所述层间绝缘层，所述第一通路连接到所述电容器结构；绝缘层，在所述层间绝缘层上；第二通路，在所述垂直方向上穿透所述绝缘层，所述第二通路连接到所述第一通路；以及贯穿通路，在所述垂直方向上完全穿透所述插入基板、所述层间绝缘层和所述绝缘层中的每个，所述贯穿通路的上表面与所述第二通路的上表面共面。2.根据权利要求1所述的插入结构，其中所述绝缘层沿着所述贯穿通路的侧壁延伸到所述插入基板的下表面。3.根据权利要求1所述的插入结构，还包括：连接图案，与所述电容器结构接触，所述连接图案在所述插入基板的所述上表面和所述电容器结构之间；第三通路，在所述垂直方向上穿透所述层间绝缘层，所述第三通路与所述电容器结构的侧壁相邻并且连接到所述连接图案；以及第四通路，在所述垂直方向上穿透所述绝缘层，所述第四通路连接到所述第三通路。4.根据权利要求3所述的插入结构，其中所述第二通路的所述上表面与所述第四通路的上表面共面。5.根据权利要求1所述的插入结构，还包括：第一布线图案，在所述插入基板的下表面上；以及在所述绝缘层上的再分布层，所述再分布层包括第二布线图案，所述贯穿通路与所述第一布线图案和所述第二布线图案中的每个接触。6.根据权利要求1所述的插入结构，其中所述第一通路的所述上表面在水平方向上的宽度不同于所述第二通路的下表面在所述水平方向上的宽度。7.根据权利要求1所述的插入结构，其中所述第二通路和所述贯穿通路包括相同的材料。8.根据权利要求1所述的插入结构，其中所述第一通路和所述第二通路包括彼此不同的材料。9.根据权利要求1所述的插入结构，还包括在所述层间绝缘层的上表面和所述绝缘层之间的蚀刻停止层。10.根据权利要求1所述的插入结构，其中所述电容器结构包括：下电极，沿着电容器沟槽的侧壁和底表面，所述电容器沟槽在所述层间绝缘层内；电容器电介质层，在所述电容器沟槽内的所述下电极上；以及上电极，在所述电容器沟槽内的所述电容器电介质层上以及在所述电容器沟槽之上。11.根据权利要求1所述的插入结构，其中所述电容器结构包括：下电极，包括第一部分和从所述第一部分朝向所述层间绝缘层的上表面突出的第二部分；
电容器电介质层，完全围绕所述下电极的所述第二部分的表面；以及上电极，在所述电容器电介质层上。12.一种插入结构，包括：插入基板；第一蚀刻停止层，在所述插入基板的上表面上；第一层间绝缘层，在所述第一蚀刻停止层上；第二蚀刻停止层，在所述第一层间绝缘层上；第二层间绝缘层，在所述第二蚀刻停止层上；电容器结构，在所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层内；第三蚀刻停止层，在所述第二层间绝缘层上；第一通路，在垂直方向上穿透所述第二层间绝缘层和所述第二蚀刻停止层中的每个，所述第一通路连接到所述电容器结构；绝缘层，在所述第三蚀刻停止层上；第二通路，在所述垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇珹，朴媛智，安正勋，吴在熙，金知炯，丁少锋，洪锡俊，黄帝官，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：