裸片堆叠系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示裸片堆叠系统及方法。在实施例中，裸片具有表面，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及经定尺寸以容纳至少第二裸片的导电堆叠裸片容纳区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及裸片堆叠。
技术介绍
技术进步已产生更小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个 人计算装置，包括无线计算装置，例如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)及寻呼装 置，其体积小、重量轻且易于由用户携带。更明确地说，例如蜂窝式电话及因特网协议 (IP)电话的便携式无线电话可经由无线网络传达语音及数据包。另外，许多此种无线电 话包括并入于其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包括数字静态相机、数 字视频相机、数字记录机及音频文件播放器。同样，无线电话可处理可用以接入因特网 的可执行指令，所述指令包括例如网页浏览器应用程序的软件应用程序。因此，这些无 线电话可包括重要计算能力。通常，此种装置的计算能力可由多个半导体装置提供，其中每一半导体装置包 括具有专门电路的裸片。例如具有调制解调器电路的裸片及具有通信电路的裸片的两个 或两个以上裸片可在封装中堆叠于衬底上。堆叠裸片的一个典型方法在主裸片(hostdie) 与堆叠裸片之间使用导电间隔物层。导电间隔物层电连接到堆叠裸片的底部，但由于在 主裸片的表面上的保护钝化层而不电连接到主裸片的顶部。使用线接合在封装衬底上将 堆叠裸片、导电间隔物层及主裸片连接到导电垫。然而，此堆叠方法由于增加的装配过 程步骤及封装成本而可为困难且昂贵的。另外，例如在硅间隔物上的导电铝表面层的典 型间隔物材料并不良好地固定到例如裸片附着材料及模制化合物的封装材料。
技术实现思路
在特定实施例中，揭示一种半导体装置。半导体装置包括具有表面的第一裸 片，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及大导电区域。举例来说，大导 电区域可为至少10,000平方微米。在另一实施例中，揭示一种裸片堆叠系统，其包括具有表面的第一裸片，所述 表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及导电堆叠裸片容纳区域。导电堆叠裸片 容纳区域经定尺寸以容纳至少第二裸片。在另一实施例中，一种装置包括第一裸片。第一裸片具有表面，所述表面包括 钝化区域、至少一个导电接合垫区域及导电裸片容纳区域，所述导电裸片容纳区域经定 尺寸以容纳待耦合到第二裸片的至少一个导电耦合元件。在另一实施例中，揭示一种包括多个半导体装置的封装。封装包括具有表面的 第一裸片，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域、至少10,000平方微米的 第一大导电区域及至少10,000平方微米的第二大导电区域。封装还包括与第一大导电区 域的至少一部分接触的第二裸片。封装进一步包括与第二大导电区域的至少一部分接触 的第三裸片。在另一实施例中，揭示一种系统，其包括倒装芯片安装的装置，所述倒装芯片 安装的装置包括耦合到第二裸片的第一裸片。系统还包括耦合到第二裸片的第三裸片。 第三裸片具有表面，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及经定尺寸以容 纳至少第四裸片的导电堆叠裸片容纳区域。由所揭示的实施例提供的一个特定优点为通过在裸片堆叠中消除间隔物层而减 小了封装尺寸且降低了制造成本。通过归因于堆叠裸片之间的热导性的改进热散逸而提 供另一优点。通过无需线接合的在堆叠裸片之间的电连接提供另一优点。在审阅整个申请案之后，本专利技术的其它方面、优点及特征将变得显而易见，整 个申请案包括以下部分附图说明、实施方式及权利要求书。附图说明图1为裸片堆叠系统的第一说明性实施例的俯视图；图2为图1的裸片堆叠系统沿线2-2的横截面图；图3为裸片堆叠系统的第二说明性实施例的俯视图；图4为图3的裸片堆叠系统沿线4-4的横截面图；图5为裸片堆叠系统的第三说明性实施例的俯视图；图6为图5的裸片堆叠系统沿线5-5的横截面图；及图7为包括堆叠裸片的通信装置的框图。具体实施例方式参考图1，其描绘裸片堆叠系统的第一说明性实施例的俯视图且大体上表示为 100。系统100包括经由线接合(例如代表性线接合120)耦合到第一裸片102的半导体 装置封装衬底101。第一裸片102具有表面，所述表面包括钝化区域104、例如代表性接 合垫区域106的导电接合垫区域、第一导电堆叠裸片容纳区域108及第二导电堆叠裸片容 纳区域110。第一导电堆叠裸片容纳区域108经定尺寸以容纳至少第二裸片112。第二导电堆 叠裸片容纳区域110经定尺寸以容纳至少第三裸片114。在特定实施例中，导电堆叠裸 片容纳区域108及110中的每一者大于例如接合垫区域106的常规接合垫区域，且具有至 少10,000平方微米的导电区域。作为说明性实例，导电堆叠裸片容纳区域108及110的 一者或一者以上可具有边长大约为100微米的实质上正方形形状。如在本文中所使用，1 微米(micron) = 1 微米(micrometer) = Ium = 0.000001 米。在特定实施例中，钝化区域104发挥作用以保护第一裸片102的顶面且致使表面 为电惰性的。举例来说，钝化区域104可包括氧化物或SiN层。例如接合垫区域106的 导电接合垫区域及导电堆叠裸片容纳区域108及110可包括经由钝化区域104中的开口耦 合到第一裸片102的表面且可近接的导电材料。在特定实施例中，第一裸片102充当第二裸片112、第三裸片114或两者的主裸 片。第二裸片112安置于第一导电堆叠裸片容纳区域108内且与第一导电堆叠裸片容纳 区域108的至少一部分接触，从而建立到第一裸片102的电连接。第二裸片112还可分 别经由例如代表性线接合122及124的线接合而耦合到半导体封装衬底101及第一裸片102。举例来说，第二裸片112可经由底部导体耦合到系统接地，所述导体电耦合到第一 导电堆叠裸片容纳区域108。第二裸片112还可经由例如代表性线接合122及124的线接 合接收系统功率及控制信号。第三裸片114安置于第二导电堆叠裸片容纳区域110内且与第二导电堆叠裸片容 纳区域Iio的至少一部分接触，从而建立到第一裸片102的电连接。第三裸片114还可 分别经由例如代表性线接合132及134的线接合而耦合到半导体封装衬底101及第一裸片 102。举例来说，第三裸片114可经由底部导体耦合到系统接地，所述导体电耦合到第二 导电堆叠裸片容纳区域110且还可经由例如代表性线接合132及134的线接合接收系统功 率及控制信号。在特定实施例中，每一裸片102、112及114适合于执行分离功能，所述功能可 相互操作以提供专用封装。举例来说，在数据处理半导体封装中，第一裸片102可包括 功率管理电路且第二裸片114可包括数据处理电路。对于移动环境中的数据处理来说， 第三裸片114可包括通信电路或调制解调器电路。作为另一实例，第一裸片102可包括 功率管理电路且第二裸片114可包括操作装置显示器的显示器电路。作为特定实例，第一裸片102可包括功率管理集成电路(PMIC)。第二及第三裸 片112及114可包括控制器或其它处理器，模拟数字转换器(A/D)、显示器控制器或其任 何组合。作为另一实例，系统100可针对移动环境而设计，且可包括PMIC、射频(RF) 电路及通信处理器。通过将堆叠裸片112及114经由钝化区域104中的开口耦合到第一裸片102的 导电裸片容纳区域108及110，与在裸片之间使用间隔物层的堆叠技术相比，封装高度减 小。减小的封装高度在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其包含：　　第一裸片，其具有表面，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及经定尺寸以容纳至少第二裸片的大导电区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.05.16 US 60/938,365;2007.12.26 US 11/964,1881.一种半导体装置，其包含第一裸片，其具有表面，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及经定 尺寸以容纳至少第二裸片的大导电区域。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述大导电区域为至少10,000平方微米。3.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含至少10,000平方微米的第二大导电区域。4.根据权利要求3所述的装置，其进一步包含第二裸片，其与所述大导电区域的至少一部分接触；以及 第三裸片，其与所述第二大导电区域的至少一部分接触。5.—种系统，其包含第一裸片，其具有表面，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及经定 尺寸以容纳至少第二裸片的导电堆叠裸片容纳区域。6.根据权利要求5所述的系统，其进一步包含安置于所述导电堆叠裸片容纳区域内的第二裸片。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二裸片电连接到所述第一裸片。8.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二裸片包括多个导电元件，所述多个导电 元件经由所述导电堆叠裸片容纳区域电耦合到所述第一裸片。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个导电元件包括垫、焊料球、引脚或其任 何组合。10.—种装置，其包含第一裸片，其具有表面，所述表面包括钝化区域、至少一个导电接合垫区域及导电 裸片容纳区域，所述导电裸片容纳区域经定尺寸以容纳待耦合到第二裸片的至少一个导 电耦合元件。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述至少一个导电耦合元件包括导电引线、导 电垫或导电焊料球。12.根据权利要求10所述的装置，其中所述导电裸片容纳区域适合于容纳待耦合到所 述第二裸片的多个导电耦合元件，所述多个导电耦合元件包含倒装芯片凸块。13.根据权利要求10所述的装置，其进一步包含多个导电裸片容纳区域，每一导电裸 片容纳区...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·桑切斯，拉克西米纳拉扬·夏尔马，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US