【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的领域涉及包括附连至封装基板的一个或多个半导体管芯(管芯)的集成电路(ic)封装，并且更具体地涉及ic封装中用于将管芯电耦合到该封装基板的互连凸块设计。
技术介绍
1、集成电路(ic)是电子设备的基石。ic通常被封装在ic封装(也被称为“半导体封装”或“芯片封装”)中。ic封装可被包括在手持式、电池供电的电子设备中，例如，其中减小的封装大小和降低的功耗特别重要。常规的ic封装包括封装基板、以及安装到该封装基板的一个或多个ic芯片或其他电子模块以提供与ic芯片的连通性。例如，ic封装中的ic芯片可以是片上系统(soc)、应用处理器或电源管理ic。ic芯片的半导体管芯(“管芯”)通过诸如焊料凸块或铜柱(也称为“互连凸块”或仅称为“凸块”)形式的金属互连电耦合到封装基板。封装基板中的金属化层中的金属迹线或导线耦合到互连凸块，以将电信号路由到ic封装外部以及耦合到ic封装中的其他所耦合的管芯。封装基板中的一些金属迹线作为ic封装中的功率分配网(pdn)的一部分专用于递送功率。
2、将管芯耦合到封装基板的互连凸块的间距影响管芯中的电路的性能。对于较大的互连凸块间距，可能无法靠近ic封装的管芯中的电路来有效地递送功率，从而增大信号电阻和电流电阻(ir)降。因此，需要减小互连凸块间距以提供尽可能接近ic封装的管芯中的电路的功率递送以提高电路性能。然而，在ic封装设计中减小互连凸块间距可能具有挑战性。互连凸块间距影响封装基板中的许多参数，包括迹线宽度和垂直互连通路(过孔)焊盘尺寸。在给定封装制造工艺限制的情况下，减小ic封装中
技术实现思路
1、详细描述中所公开的各方面包括半导体管芯(“管芯”)，该半导体管芯采用转用晶种层来形成至该管芯的后端制程(beol)结构的附加信号路径。还公开了相关集成电路(ic)封装和制造方法。该管芯包括beol互连结构，该beol互连结构包括一个或多个金属化层。每个金属化层包括金属互连，这些金属互连向形成在该管芯的有源半导体层中的器件提供信号路由路径。管芯还包括多个凸块下金属化(ubm)互连，也仅称为ubm。ubm互连耦合到该beol互连结构的上部金属化层中的金属互连，以促成形成凸起互连凸块(例如，焊料凸块、金属柱)。凸起互连凸块提供管芯与ic封装的封装基板之间用于信号路由的电互连接口。ubm互连由金属晶种层(也被称为“凸块分布层”(bdl))形成，该金属晶种层设置在形成于钝化层中的凹槽中，该钝化层设置在beol互连结构上，该beol互连结构暴露了beol互连结构的上部金属化层中的金属互连。该凸起互连凸块与ubm互连接触地形成。可能期望减小凸起互连凸块间距以增大管芯连接密度。凸起互连凸块间距影响管芯与封装基板之间的信号的路由距离，这可能增大路由电阻和电感。例如，这可以增大通过凸起互连凸块来路由的功率信号的电流电阻(ir)降。多个凸起互连凸块可作为一节点被消耗并且被耦合在一起以降低特定管芯互连的电阻，但这会消耗原本可被用于其他信号路由的附加互连凸块。甚至消耗多个凸起互连凸块也可能无法提供期望的电阻降低。
2、制造方法允许形成有ubm互连的beol互连结构中的凹槽具有比凸起互连凸块的最小间距更小的间距。形成这些凹槽不受与形成和最小间距有关的凸起互连凸块相同的制造限制。因此，在各示例性方面，为了向管芯提供原本将受其ic封装的最小凸起互连凸块间距限制的附加信号路径，设置在凹槽中以形成ubm互连的晶种层被转用。设置在凹槽中以形成ubm互连的晶种层的一部分被转用以延伸到凹槽之外，并且耦合到未形成凸起互连凸块的另一ubm互连。其中未形成凸起互连凸块的ubm互连被认为是“不可见的”或“非凸起”互连凸块，因为它缺乏形成的凸起互连凸块。ubm互连即使在不具有耦合的互连凸块的情况下，仍然具有至beol互连结构的互连路径。因此，不具有形成非凸起互连凸块的互连凸块的ubm互连仍然提供至beol互连结构的附加信号路径。这允许在ic封装中提供此类非凸起互连凸块，并且非凸起互连凸块通过转用晶种层耦合到凸起互连凸块来为凸起互连凸块提供附加的信号路径。这还可以允许为凸起互连凸块提供附加的信号路由路径，而不必消耗附加的凸起互连凸块并且不必尝试进一步减小beol互连结构中的凸起互连凸块间距。
3、在一个示例性方面，公开了一种ic封装。该ic封装包括管芯。该管芯包括beol互连结构。该管芯还包括多个ubm互连，每个ubm互连耦合到该beol互连结构。该多个ubm互连包括第一ubm互连和第二ubm互连，该第二ubm互连不具有耦合的互连凸块。该管芯进一步包括晶种层，该晶种层将第一ubm互连耦合到第二ubm互连，以将凸起互连凸块耦合到第二ubm互连。
4、在另一示例性方面，公开了一种制造半导体晶片的方法。该方法包括：在半导体层上形成beol互连结构。该方法还包括：形成多个ubm互连，每个ubm互连耦合到beol互连结构。形成多个ubm互连包括：形成耦合到beol互连结构的第一ubm互连。形成多个ubm互连包括：形成耦合到beol互连结构的第二ubm互连，其中第二ubm互连不具有耦合的互连凸块。该方法还包括：形成将第一ubm互连耦合到第二ubm互连的晶种层。该方法还包括：形成耦合到第一ubm互连的凸起互连凸块，该第一ubm互连将凸起互连凸块耦合到第二ubm互连。
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1.一种集成电路(IC)封装，所述集成电路(IC)封装包括：
2.根据权利要求1所述的IC封装，其中所述晶种层进一步包括所述第一UBM互连和所述第二UBM互连。
3.根据权利要求1所述的IC封装，其中所述BEOL互连结构包括金属化层，所述金属化层包括：
4.根据权利要求3所述的IC封装，其中所述金属化层包括重分布层(RDL)，所述重分布层(RDL)包括多个第一RDL互连和一个第二RDL互连；
5.根据权利要求3所述的IC封装，其中所述多个第一金属互连包括多个金属焊盘。
6.根据权利要求1所述的IC封装，其中所述多个UBM互连进一步包括第三UBM互连；以及
7.根据权利要求1所述的IC封装，其中：
8.根据权利要求1所述的IC封装，其中：
9.根据权利要求1所述的IC封装，其中所述管芯进一步包括功率分配网，所述功率分配网包括：
10.根据权利要求9所述的IC封装，其中所述第二UBM互连耦合到所述功率分配网的所述接地平面，以将所述第二UBM互连耦合到所述接地平面。
12.根据权利要求9所述的IC封装，其中所述管芯进一步包括被配置为携带输入/输出(I/O)信号的I/O信号节点；
13.根据权利要求1所述的IC封装，其中所述管芯进一步包括前端制程(FEOL)结构，所述前端制程(FEOL)结构包括半导体器件；
14.根据权利要求1所述的IC封装，所述IC封装进一步包括：
15.根据权利要求14所述的IC封装，其中：
16.根据权利要求15所述的IC封装，其中：
17.根据权利要求14所述的IC封装，其中：
18.根据权利要求1所述的IC封装，所述IC封装集成到选自由以下项组成的组的设备中：机顶盒；娱乐单元；导航设备；通信设备；固定位置数据单元；移动位置数据单元；全球定位系统(GPS)设备；移动电话；蜂窝电话；智能电话；会话发起协议(SIP)电话；平板电脑；平板手机；服务器；计算机；便携式计算机；移动计算设备；
19.一种制造半导体晶片的方法，所述方法包括：
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法包括：
21.根据权利要求19所述的方法，所述方法包括：
22.根据权利要求19所述的方法，其中：
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述BEOL互连结构包括重分布层(RDL)，所述重分布层(RDL)包括多个RDL互连；
24.根据权利要求22所述的方法，所述方法进一步包括：形成与所述BEOL互连结构相邻的钝化层。
25.根据权利要求24所述的方法，所述方法进一步包括：在所述钝化层中形成多个凹槽，每个凹槽与所述BEOL金属化层中的所述多个金属互连中的一个金属互连相邻。
26.根据权利要求25所述的方法，所述方法进一步包括：
27.根据权利要求25所述的方法，所述方法进一步包括：与所述钝化层相邻并且在所述多个凹槽中的每个凹槽内设置晶种层，使得所述晶种层耦合到与所述多个凹槽相邻的所述多个金属互连；
28.根据权利要求27所述的方法，所述方法进一步包括：
29.根据权利要求28所述的方法，所述方法进一步包括：
30.根据权利要求29所述的方法，所述方法进一步包括：使所述BEOL互连结构回流，以在所述凸起互连凸块上形成焊料凸块。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种集成电路(ic)封装，所述集成电路(ic)封装包括：
2.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述晶种层进一步包括所述第一ubm互连和所述第二ubm互连。
3.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述beol互连结构包括金属化层，所述金属化层包括：
4.根据权利要求3所述的ic封装，其中所述金属化层包括重分布层(rdl)，所述重分布层(rdl)包括多个第一rdl互连和一个第二rdl互连；
5.根据权利要求3所述的ic封装，其中所述多个第一金属互连包括多个金属焊盘。
6.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述多个ubm互连进一步包括第三ubm互连；以及
7.根据权利要求1所述的ic封装，其中：
8.根据权利要求1所述的ic封装，其中：
9.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述管芯进一步包括功率分配网，所述功率分配网包括：
10.根据权利要求9所述的ic封装，其中所述第二ubm互连耦合到所述功率分配网的所述接地平面，以将所述第二ubm互连耦合到所述接地平面。
11.根据权利要求9所述的ic封装，其中所述第二ubm互连耦合到所述功率分配网的所述正电源轨，以将所述第二ubm互连耦合到所述正电源轨。
12.根据权利要求9所述的ic封装，其中所述管芯进一步包括被配置为携带输入/输出(i/o)信号的i/o信号节点；
13.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述管芯进一步包括前端制程(feol)结构，所述前端制程(feol)结构包括半导体器件；
14.根据权利要求1所述的ic封装，所述ic封装进一步包括：
15.根据权利要求14所述的ic封装，其中：
16.根据权利要求15所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·李，D·利斯克，J·孙，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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