用于扇出封装或互连桥的可转移柱结构制造技术

提供了一种柱结构。柱结构包括多个柱。每个柱包括形成在蚀刻到模板晶片中的凹坑中的覆盖材料层、形成在覆盖材料层上的导电插塞、形成在导电插塞上的基底层以及形成在基底层上的附接材料层。柱被垂直地连接在一起以形成柱结构。柱结构。柱结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于扇出封装或互连桥的可转移柱结构

技术介绍

[0001]本专利技术涉及电气、电子和半导体器件领域。明确地说，本专利技术涉及可转移柱结构及形成柱结构的方法，用于物品(例如半导体集成电路(IC)芯片)的扇出封装或互连桥。
[0002]典型的半导体集成电路(IC)芯片具有堆叠的层，使得层特征彼此重叠以形成单独的器件并将器件连接在一起。通过在薄半导体晶片上形成芯片阵列来批量生产IC。每个阵列位置被称为裸片并且每个裸片可以容纳多层结构，如IC芯片或用于测试或对准的结构。
[0003]随着晶体管技术的发展，芯片特征和器件变得越来越小，并且具有典型地远低于一微米(1μm)的最小尺寸。较小的芯片特征和器件允许IC制造商在相同的芯片面积中集成更多的功能。典型的IC可以包括数十亿个晶体管，这些晶体管被布线在一起成为提供芯片功能的电路。IC电路还可以包括微型机器结构，如微型传感器或其他微机电系统(MEMS)结构。典型的MEMS结构(例如悬臂和膜形成)已通过在表面布线结构下方堆叠多层级间通孔且在不损坏周围特征的情况下底切表面布线来形成。
[0004]每个完成的芯片或裸片的表面层通常由用于连接至芯片电源和输入/输出(I/O)信号的可探测片外焊盘填充。在每个裸片上封装更多功能通常意味着在一个(顶部)侧或针对三维(3D)芯片结构在两个(顶部和底部)侧为每个裸片提供更多I/O信号。每个裸片具有用于每个I/O信号的至少一个表面焊盘和多个电源(电源和接地)连接焊盘。当裸片在尺寸上缩小时提供这些I/O信号和电源，因此驱动更严格的片外I/O连接要求，即，越来越密集的I/O焊盘阵列。例如，在现有技术的IC晶片上，每个裸片的表面层可以由几千个连接焊盘填充。为了实现这一点，需要非常紧密地具有小于50微米(＜50μm)的间距的超精细间距焊盘。
[0005]对于封装中的多个芯片的异构集成，通常期望在层上方结合硅桥结构以提供连接两个或更多个有源裸片的精细间距布线。这种结构可能需要两个不同高度以及可能不同横向尺寸的电互连。一些互连可能需要高纵横比结构(即，大的高度与间距比)。此外，两个不同间距之间可能需要面对面互连。

技术实现思路

[0006]本专利技术的实施例涉及一种柱结构。柱结构包括多个柱。每个柱包括形成在蚀刻到模板晶片中的凹坑中的覆盖材料层、形成在覆盖材料层上的导电插塞、形成在导电插塞上的基底层以及形成在基底层上的附接材料层。柱被垂直地连接在一起以形成柱结构。
[0007]本专利技术的其他实施例涉及一种形成柱结构的方法。该方法包括：形成多个柱，通过在蚀刻到模板晶片的凹坑中形成覆盖材料层、在覆盖材料层上形成导电插塞、在导电插塞上形成基底层以及在基底层上形成附接材料层来形成每个柱；以及将所述柱垂直地连接在一起以形成所述柱结构。
[0008]其他实施例涉及桥接结构。桥接结构包括：衬底；桥接件，形成在衬底上；多个柱堆叠体，形成在衬底上，每个柱堆叠体包括形成在彼此顶部上的多个柱，每个柱包括覆盖材料层、形成在覆盖材料层上的导电插塞、形成在导电插塞上的基底层以及形成在基底层上的附接材料层；以及形成在所述柱堆叠体的顶部上的多个芯片。
[0009]以上概述并不旨在描述本专利技术的每个所示实施例或每个实现方式。
附图说明
[0010]本申请包括的附图被结合到说明书中并且形成说明书的一部分。它们展示了本专利技术的实施例，并且与说明书一起解释本专利技术的原理。附图仅说明了某些实施例，而并不限制本专利技术。
[0011]图1A是根据实施例的在制造过程的中间阶段在突起位置处凹坑的模板晶片的实例的横截面图。
[0012]图1B是根据实施例的在制造过程的后续阶段在图1A的模板晶片中形成转移的示例的横截面图。
[0013]图1C是根据实施例的在制造过程的后续阶段形成图1B的模板晶片的可转移柱的示例的横截面图。
[0014]图1D是根据实施例的在制造过程的后续阶段在图1C的模板晶片中形成可转移柱的尖端的示例的横截面图。
[0015]图1E是根据实施例的在制造过程的后续阶段在图1D的模板晶片中形成可转移柱的尖端的示例的横截面图。
[0016]图1F是根据实施例的可转移柱已附接到物品之后和可转移柱已从模板晶片分离之后的可转移柱的实例的横截面图。
[0017]图1G是根据实施例的在可转移柱已经从模板晶片分离之后并且在可转移柱的尖端已经被刺入焊球之后的图1F的可转移柱的示例的横截面图。
[0018]图1H是根据实施例的图1F的可转移柱在已经从模板晶片分离之后并且在可转移柱的尖端已经经受压印过程以形成扁平尖端形状或钩状尖端形状之后的可转移柱的示例的横截面图。
[0019]图2A为根据实施例的在将可转移柱的尖端插入焊球中之后并且在移除制品之前的图1G的第一完成结构的示例的横截面图。
[0020]图2B是根据实施例的在去除制品之后图2A所示的第一完成结构的横截面图。
[0021]图2C是根据实施例的在被转移到被转移的衬底之前的图2B中所示的第一完成结构的横截面图。
[0022]图2D是根据实施例的在被转移到被转移的衬底之后的包括图2C所示的第一完成结构的柱结构的横截面图。
[0023]图2E是根据实施例的在被转移到被转移的衬底之前的包括第二完成结构的图2D中所示的柱结构的横截面图。
[0024]图2F是根据实施例的在被转移到被转移的衬底之后的包括第二完成结构的图2E所示的柱结构的横截面图。
[0025]图2G是根据实施例的在被转移到被转移的衬底之后的包括第三完成结构的图2F中所示的柱结构的横截面图。
[0026]图3是根据实施例的图2G中所示的柱结构的示例的横截面图，所述柱结构附接到不同的衬底层配置。
[0027]图4A是根据实施例的在焊料回流之前的具有厚端子焊料层的柱结构的示例的横
截面图。
[0028]图4B是根据实施例的在焊料回流之后具有厚端子焊料层的柱结构的实例的横截面图。
[0029]图5A是根据实施例的包括多个不同柱结构的预模制柱芯片的示例的横截面图。
[0030]图5B是根据实施例的在柱结构已被转移到临时处理衬底之后的图5A中所示的预模制柱芯片的示例的横截面图。
[0031]图5C是根据实施例的在柱结构已被转移到临时处理衬底之后以及在释放层和临时处理衬底已被移除之后的图5B所示的预模制芯片的示例的横截面图。
[0032]图6A是根据实施例的用于包括图5C中所示的预模制柱芯片的扇出层叠封装(PoP)结构或桥接结构的转移柱结构的示例的横截面图。
[0033]图6B是根据实施例的用于扇出层叠封装(PoP)结构的转移柱结构或者包括图6A的预模制柱芯片的桥接结构在桥已经附接到层压衬底之后的横截面图。
[0034]图6C是根据实施例的用于包括图6B的预模制柱芯片的扇出层叠封装(PoP)结构或桥接结构的转移柱结构的横截面图，其中预模制柱芯片被带入层压衬底的表面附近。
[0035]图6D是根据实施例的包括在预模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成柱结构的方法，所述方法包括：形成多个柱，每个柱由以下各项形成：在被蚀刻到模板晶片的凹坑中形成覆盖材料层，在所述覆盖材料层上形成导电插塞，在所述导电插塞上形成基底层，以及在所述基底层上形成附接材料层；以及将所述柱垂直地连接在一起以形成所述柱结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述附接材料层是焊料材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述柱垂直地连接在一起包括：提供转移衬底；将所述柱中的第一个柱附接到所述转移衬底；从所述柱中的所述第一个柱移除第一模板晶片；将所述柱中的第二个柱附接至所述柱中的所述第一个柱；以及从所述柱中的所述第二个柱移除第二模板晶片。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括为所述多个柱中的每一个柱回流所述附接材料。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述柱结构嵌入到预模制芯片中。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述柱中的每一个均包括与形成在所述模板晶片中的所述凹坑的形状对应的尖端。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述尖端具有锥形或金字塔形。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将多个所述柱结构附接至扇出PoP结构或桥接结构；以及提供填充层以填充所述柱结构之间的空间。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述柱结构中的第一个包括第一数量的柱，并且所述柱结构中的第二个包括与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：