具有加强硅穿孔的半导体芯片制造技术

一种制造方法包括将第一硅穿孔（100f）的第一末端（131）连接到紧邻第一半导体芯片（15）的第一侧的第一芯片密封件（125）。将所述第一硅穿孔的第二末端（133）连接到紧邻所述第一半导体芯片第一侧对面的第二侧的第二芯片密封件（115）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及半导体加工，并且更具体涉及并入硅穿孔的半导体芯片及其制造方法。2.相关领域描述不久前，半导体芯片设计者开始垂直堆叠多个半导体芯片(又称“芯片”)，以便获得更多功能而不需随之增加所需封装基板或电路板面积。各种技术已用于电连接这样的堆叠结构中的相邻芯片。一种技术已涉及到使用从一个芯片上的接触垫拉到相邻芯片上的对应接触垫的丝焊。最近引入的另一种技术涉及到使用所谓的硅穿孔(TSV)。典型TSV是取决于芯片的一个或另一个主面上有没有中间导体垫而几乎延伸穿过半导体芯片或完全延伸穿过半导体芯片的导电孔。典型常规的TSV在半导体芯片的相对主面之间提供电路由。常规TSV的一侧连接到某一类型的输入/输出结构(1/0)，所述输入/输出结构通常是设计来在倒装芯片回流焊接期间在封装基板上形成焊点的焊接凸点。TSV并不直接连接到焊接凸点，而是连接到某一中间结构，诸如像凸块焊垫的最外层的金属结构。TSV的另一端或背部端通常通过某个中间导体结构连接到某一形式的背部I/o结构。常规的TSV布置包括冶金连接到单个凸块焊垫的单个TSV。常规的TSV经受取决于功率级、热管理、芯片尺寸和其它因素而强度不同的焦耳加热和电迁移问题。一对一 TSV到凸块焊垫布置受到这些环境方面的考虑。常规的半导体芯片通常被大批制造为单个半导体薄片的部分。从形成个别芯片的加工步骤得出结论:所谓的切割或锯截操作是在薄片上执行，以切断个别芯片。此后，芯片可被封装或直接安装到一种形式或另一种形式的印刷电路板。常规的半导体芯片通常被以矩形从薄片切断。按照定义，常规的半导体芯片具有四个侧面和四个角。切割操作是由一种圆锯执行的机械切割操作。切割锯比可比较的砌筑圆锯制作谨慎、操作精细。虽然有这些改进，但是切割锯切割芯片时仍对个别芯片施加了很大的应力。切割操作期间的这些应力和冲击载荷可在芯片中特别是在芯片角上造成微观断裂。一旦切割的芯片被安装到一种或另一种封装基板或印刷电路板，在切割期间引入的裂缝就可能由于热应力或可放置在芯片上的其它机械应力而进一步传播到芯片中心。另外，尤其在由于几何形状而产生所谓应力梯级的角附近可形成新的裂缝。解决裂缝从芯片的角传播的常规技术涉及到使用止裂件。常规的止裂件由在半导体芯片中和半导体芯片边缘附近形成的框架型结构组成。从上方看，止裂件像相框。常规的止裂件并不延伸出常规芯片的边缘。由于这种几何形状，从芯片角传播的裂缝在碰到芯片止裂件之前可达到很长的长度。如果裂缝在碰到常规止裂件之前达到某一临界长度，那么裂缝可变得几乎无法控制。裂缝可压倒常规的止裂件、侵入半导体芯片的有源部分并对其中精细的电路结构造成浪费。甚至在有常规芯片密封件的情况下，堆叠半导体芯片可由于热膨胀失配而经受巨大的弯曲应力。本专利技术旨在克服或减小一个或多个前述缺陷的效应。专利技术概要根据本专利技术的实施方案的一个方面，提供一种制造方法，其包括将第一娃穿孔的第一末端连接到紧邻第一半导体芯片的第一侧的第一芯片密封件。将第一硅穿孔的第二末端连接到紧邻第一半导体芯片第一侧对面的第二侧的第二芯片密封件。 根据本专利技术的实施方案的另一个方面，提供一种制造方法，其包括在第一半导体芯片中形成第一娃穿孔。第一娃穿孔包括第一末端和第二末端。形成与第一娃穿孔的第一末端欧姆接触的第一芯片密封件。形成与第一硅穿孔的第二末端欧姆接触的第二芯片密封件。根据本专利技术的实施方案的另一个方面，提供一种装置，其包括具有第一侧和第二相对侧的第一半导体芯片，且第一半导体芯片包括紧邻第一侧的第一芯片密封件和紧邻第二侧的第二芯片密封件。第一半导体芯片还包括具有连接到第一芯片密封件的第一末端和连接到第二芯片密封件的第二末端的第一硅穿孔。根据本专利技术的实施方案的另一个方面，提供一种装置，其包括具有第一侧和第二相对侧的第一半导体芯片，且第一半导体芯片包括紧邻第一侧的第一芯片密封件和紧邻第二侧的第二芯片密封件。第一半导体芯片还包括具有连接到第一芯片密封件的第一末端和连接到第二芯片密封件的第二末端的第一硅穿孔。所述装置是以计算机可读介质中储存的指令体现的。附图简述在阅读以下详细描述之后且在参阅附图之后，本专利技术的前述优点和其它优点将显而易见，在附图中:附图说明图1是包括安装到电路板上的半导体芯片的半导体芯片设备的示例性实施方案的爆炸视图；图2是图1沿截面2-2的剖视图；图3是图1沿截面3-3的剖视图；图4是类似于图3的剖视图，但是是其中多个TSV被条互连的替代示例性实施方案;图5是图4沿截面5-5的剖视图；图6是类似于图2的剖视图，但是是其中给定TSV可连接到多个芯片密封件的替代示例性实施方案；图7是具有连接到芯片密封件来提供各种电功能的多个外围TSV的替代示例性半导体芯片的剖视图；图8是经受示例性平版印刷工艺的示例性半导体芯片的剖视图；图9是类似于图8的剖视图，但是描绘了 TSV沟槽的示例性形成；图10是以更大放大倍率描绘图9的部分的剖视图；图11是类似于图9的剖视图，但是描绘示例性TSV形成；图12是类似于图11的剖视图，但是描绘了半导体芯片的示例性变薄；图13是类似于图12的剖视图，但是描绘了变薄以后的半导体芯片；图14以更大放大倍率描绘图2的示例性芯片密封件的部分；图15描绘具有覆盖结构的替代示例性TSV的剖视图；图16描绘具有多层次结构的另一示例性TSV的剖视图；图17是类似于图2的剖视图，但是是具有硅穿孔和吸气层的半导体芯片的替代示例性实施方案；图18是经受吸气层的示例性形成的替代示例性半导体芯片的剖视图；和图19是类似于图18的剖视图，但是描绘了紧邻吸气层的设备层的制造。具体实施例方式本文描述了包括一个或多个半导体芯片的半导体芯片设备的各种实施方案。一个实例包括其中多个TSV连接在正面和背面芯片密封件之间的至少一个半导体芯片。多个TSV向半导体芯片提供增强的机械强度，并可充当接地或其它电流的电路径。现将描述另外的细节。在下文描述的附图中，在相同元件出现在多于一个附图中的情况下，通常重复参考数字。现参看附图，并且具体参看图1，示出半导体芯片设备10的示例性实施方案的爆炸视图，半导体芯片设备10包括安装到电路板20上的半导体芯片15。半导体芯片15适于具有一个或多个以堆叠布置安装到上面的其它半导体芯片，其中一个被示出且标注为25。半导体芯片15可通过多个互连结构与电路板20电连接，所述互连结构可以是导电柱、焊点或其它类型的互连件。在该示意性实施方案中，半导体芯片15可通过多个焊点与电路板20连接，所述焊点可由半导体芯片的各自的焊接结构(不可见)组成，所述焊接结构冶金地结合到电路板20的对应的焊接结构30。电路板20可能进而通过多个输入/输出结构与诸如另一电路板的另一电子设备或其它设备电连接。在该示意性实施方案中，输入/输出结构由锡球35的阵列组成。然而，技术人员将理解到也可使用其它类型的互连结构，诸如针栅阵列、焊盘网格阵列或其它互连结构。本文公开的半导体芯片15的示例性结构并不依赖于特定的电子功能。因此，半导体芯片15和半导体芯片25可以是电子产品中使用的无数种不同类型的电路设备中的任何设备，所述电子产品例如微处理器、图形处理器、结合微处理器/图形处理器、专用集成电路、存储设备、诸如激光的有源光学设备、无源光学设备等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造方法，包括：将第一硅穿孔（100f）的第一末端（131）连接到紧邻第一半导体芯片（15）的第一侧的第一芯片密封件（125）；和将所述第一硅穿孔的第二末端（133）连接到紧邻所述第一半导体芯片所述第一侧对面的第二侧的第二芯片密封件（115）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·Z·苏，贾迈尔·里法伊艾哈迈德，布莱恩·布莱克，
申请(专利权)人：超威半导体公司， ATI科技无限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US