專利名稱：具有半導體襯底的封裝組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容的實施例涉及集成電路領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于封裝組件的半導體襯底的技術(shù)、結(jié)構(gòu)和配置。
背景技術(shù)：
這里提供的背景描述是出于大體上呈現(xiàn)本公開內(nèi)容的上下文這樣的目的。當前提名的發(fā)明人的工作在它在這一背景章節(jié)中被描述的程度上以及該描述的可能在提交時另外不合適作為現(xiàn)有技術(shù)而限定的方面既未明確也未暗示地承認為相對于本公開內(nèi)容的現(xiàn)有技術(shù)。集成電路器件(比如晶體管)形成于在尺寸上不斷縮減成更小尺度的半導體裸片上。半導體裸片的尺度的收縮正在對目前用來對去往或者來自半導體裸片的電信號路由的常規(guī)襯底制作和/或封裝組裝技術(shù)提出挑戰(zhàn)。例如層疊襯底技術(shù)可能未在襯底上產(chǎn)生充分小的結(jié)構(gòu)元件以與形成于裸片上的互連或者其它信號路由結(jié)構(gòu)元件的更精細間距對應。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，本公開內(nèi)容提供一種方法，該方法包括提供包括半導體材料的半導體襯底；在半導體襯底上形成電介質(zhì)層；在電介質(zhì)層上形成互連層；將半導體裸片附接到半導體襯底；以及將半導體裸片的有源側(cè)電耦合到互連層，互連層配置成路由半導體裸片的電信號。在另一實施例中，本公開內(nèi)容提供一種裝置，該裝置包括包括半導體材料的半導體襯底；形成在半導體襯底上的電介質(zhì)層；形成在電介質(zhì)層上的互連層；以及附接到半導體襯底的半導體裸片，其中半導體裸片的有源側(cè)電耦合到互連層，互連層用于路由半導體裸片的電信號。


通過下文結(jié)合附圖的具體描述將容易理解本公開內(nèi)容的實施例。為了便于這一描述，相似參考標記表示相似結(jié)構(gòu)要素。在附圖的各圖中通過示例而不是通過限制來圖示這里的實施例。圖I示意地圖示了使用半導體襯底的示例封裝組件。圖2A至圖2C示意性地圖示了在各種工藝操作之后的半導體襯底。圖3A至圖3D示意性地圖示了在各種工藝操作之后使用半導體襯底的封裝組件。圖4A至圖4B示意性地圖示了在各種工藝操作之后圖3B的封裝組件。圖5A至圖5G示意性地圖示了在各種工藝操作之后圖3A的封裝組件。圖6至圖11示意性地圖示了使用半導體襯底的各種封裝組件配置。
圖12是用于制造使用半導體襯底的封裝組件的方法的工藝流程圖。圖13是用于制造使用半導體襯底的封裝組件的另一方法的工藝流程圖。圖14是用于制造使用半導體襯底的封裝組件的又一方法的工藝流程圖。
具體實施例方式本公開內(nèi)容的一些實施例描述了用于使用半導體襯底的集成電路(IC)封裝組件(在此稱為“封裝組件”)的技術(shù)、結(jié)構(gòu)和配置。在以下詳細描述中，對形成詳細描述的一部分的附圖進行參考，在附圖中類似的標記通篇指代類似的部分?？梢岳闷渌麑嵤├⑶铱梢宰龀鼋Y(jié)構(gòu)或者邏輯改變而不脫離本公開內(nèi)容的范圍。因此，以下詳細描述不應當被理解為限制性，并且各個實施例的范圍由所附權(quán)利要求及其等價方式限定。該描述可以使用基于視角的描述(比如上/下、之上/之下和/或頂部/底部)。這樣的描述僅用來便于討論而并非旨在于使這里描述的實施例的應用限于任何特定定向。出于本公開內(nèi)容的目的，短語“A/B”意味著A或者B。出于本公開內(nèi)容的目的，短語“A和/或B”意味著“(A)、⑶或者(A和B)”。出于本公開內(nèi)容的目的，短語“A、B和C中的至少一個”意味著“ (A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B和C) ”。出于本公開內(nèi)容的目的，短語“(A)B”意味著“(B)或者(AB) ”，也就是說，A為可選要素。以在理解要求保護的主題內(nèi)容時最有幫助的方式，將各種操作依次描述為多個分立操作。然而描述順序不應解釋為暗示這些操作必然依賴于順序。具體而言，可以不按呈現(xiàn)的順序執(zhí)行這些操作?？梢砸耘c描述的實施例不同的順序執(zhí)行操作。在附加實施例中，可以執(zhí)行附加的操作和/或可以省略描述的操作。該描述使用短語“在一個實施例中”、“在一些實施例中”或者類似言語，這均可以指代相同或者不同實施例中的一個或者多個實施例。另外，如關(guān)于本公開內(nèi)容的實施例而使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是同義的。圖I示意性地圖示了使用半導體襯底102的示意封裝組件100。如在此使用的那樣，半導體襯底102是指基本上包括半導體材料(比如例如硅(Si))的襯底或者中介片(interposer)。也就是說，半導體襯底的材料的本體為半導體材料。半導體材料可以包括晶態(tài)和/或非晶態(tài)類型的材料。例如在硅的情況下，硅可以包括單晶和/或多晶硅類型。在其它一些實施例中，半導體襯底102可以包括也可以從這里描述的原理受益的其它半導體材料(比如例如鍺、III-V族材料或者II-VI材料)。一般而言，使用與用來在半導體裸片或者芯片(例如，一個或者多個半導體裸片108)上制造IC結(jié)構(gòu)的技術(shù)類似的技術(shù)來制造半導體襯底102。例如，用來在半導體裸片上制造IC器件的公知的圖形化工藝(例如，光刻和/或蝕刻)以及沉積工藝可以用來在半導體襯底102上形成結(jié)構(gòu)。通過使用半導體制造技術(shù)，半導體襯底102可以包括比其他類型的襯底(比如層壓(例如)有機襯底)更小的特征。半導體襯底102可以便于對尺寸不斷縮減的當前電路裸片的電信號進行路由。例如，在一些實施例中，在一些實施例中，半導體襯底102允許細微間距的Si到Si互連以及在半導體襯底102與一個或者多個半導體裸片108之間的最終線路路由。半導體襯底102包括第一側(cè)Al和與第一側(cè)Al相對設(shè)置的第二側(cè)A2。第一側(cè)Al和第二側(cè)A2 —般指代半導體襯底102的相對表面，以便于描述在此描述的各種配置，而不旨在將半導體襯底102限制為特定結(jié)構(gòu)。電介質(zhì)層104可以至少形成在半導體襯底102的第一側(cè)Al上，并且也可以形成在半導體襯底102的第一側(cè)A2上。如圖所示，可以通過沉積電絕緣材料(比如例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)或者氮氧化硅(SiOxNy),其中X和y代表適當化學計量值)來形成電介質(zhì)層，以基本上覆蓋半導體襯底102的一個或者多個表面。在其它一些實施例中，可以使用其它適當?shù)碾娊^緣材料?？梢酝ㄟ^使用沉積技術(shù)(包括例如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和/或原子層沉積(ALD))來形成電介質(zhì)層104。在其它一些實施例中，可以 使用其它適當?shù)某练e技術(shù)。電介質(zhì)層104可以為形成在半導體襯底102上的結(jié)構(gòu)元件提供電隔離。例如，電介質(zhì)層104可以用來防止形成在電介質(zhì)層102上的電傳導結(jié)構(gòu)元件(例如，一個或者多個互連層106)與半導體襯底102的半導體材料(例如硅)之間的短接。在形成在半導體襯底102上的一個或者多個器件(例如，圖2C的電容器222)的過程中，電介質(zhì)層104還可以用作柵極電介質(zhì)。一個或者多個互連層106形成在電介質(zhì)層104上，以對去往/來自耦合到半導體襯底102的一個或者多個半導體裸片108的電信號(比如例如輸入/輸出(I/O)信號和/或電源/接地信號)進行路由?？梢酝ㄟ^沉積和/或圖案化電傳導材料(比如例如金屬(例如銅或者鋁)或者摻雜的半導體材料(例如摻雜多晶硅))來形成一個或者多個互連層106。在其它一些實施例中，可以使用其他適當?shù)碾妭鲗Р牧稀Ｒ粋€或者多個互連層106可以包括用于路由電信號的多種結(jié)構(gòu)(比如例如焊盤、焊區(qū)或者跡線)。雖然未描繪，但是包括電絕緣材料(比如例如聚酰亞胺)的鈍化層可以沉積于一個或者多個互連層108上，并且被圖案化以在鈍化層中提供開口從而便于一個或者多個半導體裸片108到一個或者多個互連層106的電I禹合。一個或者多個半導體裸片108如描繪的那樣使用例如任何適當配置(包括倒裝芯片配置)附接到半導體襯底102的第一側(cè)Al。在其它一些實施例中，可以使用其它適當裸片附接配置(比如例如接線鍵合配置)。在描繪的實施例中，一個或者多個凸塊(bump) 110形成于一個或者多個半導體裸片108上并且鍵合到一個或者多個互連層106。一個或者多個凸塊110 —般包括用于路由一個或者多個半導體裸片108的電信號的電傳導材料(比如例如焊料或者其它金屬)。根據(jù)各種實施例，一個或者多個凸塊110包括鉛、金、錫、銅或者無鉛材料或者其組合。一個或者多個凸塊110可以具有包括球形、圓柱形、矩形或者其它形狀的多種形狀，并且可以使用凸塊工藝(比如例如受控塌陷芯片連接(C4)工藝、柱形凸塊或者其它適當凸塊工藝)來形成。
一個或者多個凸塊110可以形成于一個或者多個半導體裸片108上，而一個或者多個半導體裸片108是晶片或者單片化形式的任一種。一個或者多個半導體裸片108可以附接到半導體襯底102，而半導體襯底102是晶片或者單片化形式的任一種。一個或者多個半導體裸片108 —般具有有源側(cè)(該側(cè)包括在其上形成多個集成電路(IC)器件(未示出)(比如用于邏輯和/或存儲器的晶體管)的表面)和與有源側(cè)相對布置的無源側(cè)。一個或者多個半導體裸片108的有源側(cè)電耦合到一個或者多個互連層106。在描繪的實施例中，一個或者多個半導體裸片108的有源側(cè)使用一個或者多個凸塊110耦合到一個或者多個互連層106。在其它一些實施例中，一個或者多個半導體裸片108的有源側(cè)使用其它結(jié)構(gòu)(比如例如一個或者多個鍵合接線(例如，圖9的一個或者多個鍵合接線934))電耦合到一個或者多個互連層106。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(比如例如一個或者多個焊球112或者凸塊(例如，圖5A的一個或者多個凸塊520))可以形成于一個或者多個互連層106上，以進一步路由一個或者多個半導體裸片108的電信號。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)一般包括電傳導材料。在一些實施例中，如所描繪的那樣，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)被布置成與半導體襯底102 的外圍部分相鄰，而一個或者多個半導體裸片108被布置成與半導體襯底102的中心部分相鄰。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以被形成為包括球形、平面型、多邊形形狀或者其組合的多種形狀。根據(jù)各種實施例，一個或者多個半導體裸片108和半導體襯底102被耦合在一起以形成封裝組件。封裝組件100可以使用一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)電耦合到另一電子設(shè)備250(比如印刷電路板(PCB) 150 (例如母板)或者模塊)以進一步路由一個或者多個半導體裸片108的電信號。在一些實施例中，如圖所示，可以將一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個焊球112)的尺寸確定成在一個或者多個半導體裸片108與印刷電路板250之間提供空隙。圖2A至圖2C示意性地圖示了在各種工藝操作之后的半導體襯底102。參見圖2A，描繪了包括半導體材料的半導體襯底102。半導體襯底102可以例如包括在第一側(cè)Al和第二側(cè)A2上的相對的平面表面。可以例如從單晶或者多晶硅半導體材料的錠切割半導體襯底102。在結(jié)合圖2A至圖2C描述的工藝期間半導體襯底102通常是晶片形式，但是可以以單片化形式。參見圖2B，描繪了在半導體襯底102的至少第一側(cè)Al上形成電介質(zhì)層104之后的半導體襯底102。在一些實施例中，可以在除了第一側(cè)Al之外的第二側(cè)A2上形成電介質(zhì)層104。參見圖2C，描繪了在布置在半導體襯底102的第一側(cè)Al上的電介質(zhì)層104上形成一個或者多個互連層106之后的半導體襯底102。鈍化層(未示出)可以沉積于一個或者多個互連層106上，并且被圖案化以在鈍化層中提供用于將一個或者多個半導體裸片(例如，圖I的一個或者多個半導體裸片108)電耦合到一個或者多個互連層106的開口。根據(jù)各種實施例，包括IC器件和/或無源器件的一個或者多個器件可以形成在半導體襯底102的第一側(cè)Al上。例如，在半導體襯底102的區(qū)域275中所描繪的那樣，可以在半導體襯底102上形成示例電容器222和示例靜電放電(ESD)保護器件224。在區(qū)域277中描繪了區(qū)域275的放大視圖，其更詳細地示出了電容器222和ESD保護器件224。
電容器222可以例如是去耦電容器，用于減小與電信號(比如一個或者多個半導體裸片的電源/接地信號)相關(guān)聯(lián)的噪聲。電容器222可以例如包括金屬氧化物半導體(MOS)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有形成在半導體襯底102中的源極區(qū)域S以及漏極區(qū)域D。源極區(qū)域S和漏極區(qū)域D可以例如通過使用摻雜或者注入工藝來修改半導體襯底102的半導體材料的電傳導性來形成。在一些實施例中，源極區(qū)域S和/或漏極區(qū)域D利用摻雜劑來注入，以在P型襯底中形成N型結(jié)。在其它一些實施例中，可以使用在N型襯底中的P型結(jié)。根據(jù)各種實施例，在形成圖2B電介質(zhì)層104之前，形成源極區(qū)域S和漏極區(qū)域D。電介質(zhì)層104可以用作MOS結(jié)構(gòu)的柵極電介質(zhì)，而一個或者多個互連層106用作MOS結(jié)構(gòu)的柵極電極。柵極電極例如可以包括摻雜多晶硅或者金屬。在其它一些實施例中，可以使用其他適當?shù)募夹g(shù)來在半導體襯底102中形成電容器222。ESD保護器件224例如可以包括用于保護不受靜電放電的二極管。ESD保護器件224例如可以通過摻雜或者注入工藝以在半導體襯底102中創(chuàng)建N型區(qū)域來形成，半導體襯 底102在某些實施例中可以是P型襯底。在其它一些實施例中，可以在N型襯底中形成P型區(qū)域。ESD保護器件224例如可以使用與形成MOS或者雙極型器件相關(guān)聯(lián)的技術(shù)來形成。根據(jù)各種實施例，ESD保護器件224包括互補型MOS (CMOS)、雙極型、瞬態(tài)電壓抑制(TVS)和/或齊納二極管或者金屬氧化物可變電容器(MOV)。在其它一些實施例中，ESD保護器件224可以包括保護不受靜電放電的其他適當器件。圖3A至圖3D示意性地圖示了在各種工藝操作之后使用半導體襯底102的封裝組件。參照圖3A，描繪了在倒裝芯片配置中將一個或者多個半導體裸片108附接到半導體襯底102的第一側(cè)Al之后的封裝組件300A。在一些實施例中，一個或者多個凸塊110形成在一個或者多個半導體裸片108的有源側(cè)上，并且隨后被鍵合至一個或者多個互連層106以為一個或者多個半導體裸片108的電信號提供電路徑。在半導體襯底102為晶片形式或者單片化形式的任一者時，一個或者多個半導體裸片108無論為晶片形式還是單片化形式都可以附接到半導體襯底102。參見圖3B，描繪了在沉積下填充(underfill)材料314以基本上填充一個或者多個半導體裸片108與半導體襯底102之間的區(qū)域之后的封裝組件300B。根據(jù)各種實施例，下填充材料314通過液體散布或者注入工藝以液體形式沉積。下填充材料314例如可以包括環(huán)氧樹脂或者其他適當?shù)碾娊^緣材料。下填充材料314通常增加一個或者多個半導體裸片108與半導體襯底102之間的粘附性、提供一個或者多個半導體凸塊之間的附加的電絕緣和/或保護一個或者多個凸塊110不受潮氣或者氧化。參見圖3C,描繪了在沉積模制化合物(molding compound) 316以基本上包封一個或者多個半導體裸片108之后的封裝組件300C。模制化合物316通常保護一個或者多個半導體裸片108不受潮氣、氧化或者與操縱相關(guān)聯(lián)的剝落的影響。在用于模制化合物316的材料不易于填充區(qū)域(例如，由于一個或者多個凸塊110的小間距所致)的情況中，模制化合物316可以與下填充材料314結(jié)合使用。根據(jù)各種實施例，可以通過向模具中以固體形式(例如粉末)沉積樹脂(例如，熱固樹脂)并且施加熱和/或壓力以熔融樹脂來形成模制化合物316。在一些實施例中，模制化合物316與下填充材料314不是相同的材料。參見圖3D，描繪了在互連層106上形成一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(比如焊球112或者凸塊)以進一步路由一個或者多個半導體裸片108的電信號之后的封裝組件300D。例如，焊球112可以被印刷、電鍍或者布置在一個或者多個互連層106的指定位置(比如鍵合焊盤)上。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以被布置成例如為單個行或者多個行，并且可以形成在各種位置(包括封裝組件300D的中心或者外圍部分)。在一些實施例中，封裝組件300D是最終封裝組件。最終封裝組件是準備好被安裝在另一部件(比如印刷電路板(例如，圖I的印刷電路板150))上的組件。當結(jié)合圖3B至圖3D描述的動作在以晶片形式在半導體襯底102上執(zhí)行時，半導體襯底102進一步通過適當?shù)膯纹に噯纹?。根?jù)各種實施例，半導體襯底102可以在結(jié)合圖3A、圖3B、圖3C或者圖3D描述的動作之后單片化。在一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個焊球112)可以形成在封裝組件300A的半導體襯底102上，以形成最終封裝組件。使用封裝組件300A的最終封裝組件可以節(jié)省與使用下填充材料和/或模制化合物相關(guān)聯(lián)的成本。在一些實施例中，半導體襯底102包括具有熱膨脹系數(shù)(CTE)基本上等于一個或者多個半導體裸片108材料的膨脹系數(shù)的材料。例如，半導體襯底102和一個或者多個半導體裸片108兩者均可 以包括硅。在這種情況中，由下填充材料314和/或模制化合物316激發(fā)的熱膨脹應力通常減小，這是由于半導體襯底102和一個或者多個半導體裸片108具有相同的CTE。因此，當對于半導體襯底102和一個或者多個半導體裸片108而言CTE相似或者相等時，可以根本不使用下填充材料314和/或模制化合物316。在一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個焊球112)可以形成在封裝組件300B的半導體襯底102上，以形成最終封裝組件。使用下填充材料314的最終封裝組件可以增加與封裝組件300B的一個或者多個凸塊110相關(guān)聯(lián)的聯(lián)結(jié)(比如焊球聯(lián)結(jié))的可靠性。圖4A至圖4B示意性地圖示了在各種操作之后圖3B的封裝組件300B。盡管封裝組件300B用作圖示這些實施例的原理的示例，但是該原理可以適當?shù)貞弥猎诖嗣枋龅钠渌庋b組件，包括例如封裝組件300A。參見圖4A，如圖所示，描繪了在一個或者多個互連層106上形成一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，焊球112)并且在一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)上形成一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，焊球418)之后的封裝組件400A。在其它一些實施例中，一個或者多個互連結(jié)構(gòu)和一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)可以包括其他類型的結(jié)構(gòu)，比如例如凸塊。一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)通常包括熱傳導材料(比如例如金屬)以提供用于散熱的熱路徑。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)和一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)的尺寸可以被確定成具有基本上共面的相應表面。例如，焊球112和焊球418的尺寸可以被確定成具有基本上處于在相同平面419中的表面，以便于連接到基本上平面型表面(比如印刷電路板(例如，圖4B的印刷電路板150))。在一些實施例中，如所描述的那樣，焊球112的尺寸大于焊球418的尺寸。結(jié)合圖4A描述的動作可以在半導體襯底102為晶片形式或者單片化形式的任一者時執(zhí)行。如果是晶片形式，則在將封裝組件400A安裝到印刷電路板之前將半導體襯底102單片化。參見圖4B，描繪了在將一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，焊球112)和一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，焊球418)附接到印刷電路板150之后的封裝組件400B。根據(jù)各種實施例，封裝組件400B使用表面安裝技術(shù)(SMT)安裝到印刷電路板150上。
圖5A至圖5G示意性地圖示了在各種操作之后圖3A的封裝組件300A。盡管封裝組件300A用作圖示這些實施例的原理的示例，但是該原理可以適當?shù)貞弥猎诖嗣枋龅钠渌庋b組件。參見圖5A，描繪了在一個或者多個互連層106上形成一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或多焊球520)之后的封裝組件500A。一個或者多個凸塊520例如可以通過將一個或者多個凸塊520印刷、電鍍或者布置在半導體襯底102的一個或者多個互連層106上來形成。一個或者多個凸塊520可以被回流以形成圓形形狀，但是并不限于圓形形狀。在其它一些實施例中，一個或者多個凸塊520可以具有其他形狀(比如平面型形狀)。一個或者多個凸塊520可以使用任何適當?shù)碾妭鲗Р牧?比如例如鉛、金、錫、銅或者無鉛材料或者其組合)來形成。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以包括除了在圖5A中描繪的一個或者多個凸塊520之外的其他類型的結(jié)構(gòu)。例如，在其它一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以包括焊球(例如，圖I的焊球112)。
參見圖5B，描繪了在沉積模制化合物316以基本上填充一個或者多個半導體裸片108與半導體襯底102之間的區(qū)域之后的封裝組件500B。利用模制化合物316填充該區(qū)域可以節(jié)省與制造半導體襯底102相關(guān)聯(lián)的成本和工藝步驟。通常，下填充材料(例如，圖3C的下填充材料314)比模制化合物316昂貴。進一步沉積模制化合物316以基本上包封一個或者多個半導體裸片108。在一些實施例中，沉積模制化合物316以基本上覆蓋半導體襯底102的第一側(cè)Al，其中該半導體襯底102可以為晶片形式或者單片化形式的任一者。當半導體襯底102是晶片形式時，可以沉積模制化合物315以過模制(overmold)晶片的對應于半導體襯底102的第一側(cè)Al的整個表面。沉積的模制化合物316可以進一步被劃分成較小的塊或者區(qū)域以用于應力/翹曲控制。例如，模制化合物316的部分可以使用公知的蝕刻和/或光刻工藝圖案化或者以其他方式在晶片上的每個半導體襯底單元的外圍邊緣處移除。參見圖5C，描繪了在模制化合物316中形成一個或者多個開口 526之后的封裝組件500C。根據(jù)各種實施例，形成一個或者多個開口 526以暴露一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個凸塊520)。一個或者多個開口 526可以使用激光燒蝕或者蝕刻工藝來形成。在這些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)在形成一個或者多個開口 526期間提供蝕刻停止或者激光停止材料。參見圖5D，描繪了沉積電傳導材料(例如，一個或者多個焊球112)以基本上填充一個或者多個開口(例如，圖5C的一個或者多個開口 526)之后的封裝組件500D。在所描繪的實施例中，一個或者多個焊球112電耦合到一個或者多個凸塊520，凸塊520電耦合到一個或者多個互連層106。一個或者多個焊球112例如可以被布置或者回流，以為封裝互連結(jié)構(gòu)500D提供封裝互連結(jié)構(gòu)。即，封裝互連結(jié)構(gòu)可以包括如所示出的耦合的一個或者多個焊球112和一個或者多個凸塊520。在其它一些實施例中，一個或者多個焊球112直接形成在一個或者多個互連層106上。即，在一些實施例中，根本不形成一個或者多個凸塊520，并且一個或者多個焊球112穿過一個或者多個開口直接鍵合到一個或者多個互連層106。當如所描述的結(jié)合一個或者多個焊球112使用一個或者多個凸塊520時，一個或者多個焊球112可以小于在不使用一個或者多個凸塊520的封裝組件中的焊球。由一個或者多個凸塊520提供的附加的高度便于針對一個或者多個焊球112使用較小尺寸，這是因為需要填充一個或者多個開口的焊球材料變少。一個或者多個焊球112可以包括多行焊球，被配置成進一步路由一個或者多個半導體裸片108的電信號。封裝互連結(jié)構(gòu)可以包括其他類型的結(jié)構(gòu)。例如，在一些實施例中，在一個或者多個開口中形成一個或者多個柱結(jié)構(gòu)，以路由一個或者多個半導體裸片108的電信號。在一些實施例中，封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個焊球112)被附接到印刷電路板(例如，圖I的印刷電路板150)。根據(jù)各種實施例，封裝組件500D是最終封裝組件。在一些實施例中，半導體襯底102為晶片形式，并且晶片的背側(cè)(例如，半導體襯底102的第二側(cè)A2)被減薄，以提供小的封裝組件?？梢岳缡褂霉臋C械和/或化學晶片減薄工藝(比如研磨或者蝕刻)來從晶片的背側(cè)移除材料。
參見圖5E，描繪了在形成模制化合物316以基本上覆蓋半導體襯底102的第二側(cè)A2之后的封裝組件500E。沉積在第二側(cè)A2上的模制化合物316例如可以用于抵消與布置在半導體襯底102的第一側(cè)Al上的模制化合物316相關(guān)聯(lián)的應力，并且因此減小封裝組件500E的應力和/或翹曲。在一些實施例中，當半導體襯底102為晶片形式時，在單片化之前在半導體襯底102的第二側(cè)A2上沉積模制化合物316。在一些實施例中，封裝組件500E是最終封裝組件。參見圖5F，描繪了封裝組件500F，以示出在一些實施例中，在半導體襯底102的第一側(cè)Al上形成模制化合物316，以具有基本上與一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)共面或比其低的表面。在一個實施例中，通過移除圖5B的封裝組件500B的模制化合物316的材料以暴露一個或者多個半導體裸片108來形成封裝組件500F。例如可以通過拋光工藝移除材料。在另一實施例中，通過使用被配置成提供基本上與一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)共面或者比其低的模制化合物316表面的模具來形成封裝組件500F的模制化合物316。在一些實施例中，封裝組件500F是最終封裝組件。參見圖5G，如圖所示，描繪了在一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)上形成一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，焊球518)之后的封裝組件500G。一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)通常包括熱傳導材料(比如例如金屬(例如焊料))以提供用于散熱的熱路徑。如圖所示，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個焊球112)和一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，一個或者多個焊球518)的尺寸可以被確定成具有基本上共面的相應表面。例如，焊球112和焊球518的尺寸可以被確定成具有基本上處于在相同平面519中的表面，以便于連接到基本上平面型表面(比如印刷電路板(例如，圖4B的印刷電路板150))。在一些實施例中，如所描繪的那樣，焊球112的尺寸大于焊球518的尺寸。在其他一些實施例中，焊球112、焊球518被形成為它們具有不位于相同平面519中的表面。一個或者多個焊球518例如可以通過在圖5B的封裝組件500B或者圖的封裝組件500D的模制化合物316中形成一個或者開口以暴露一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)來形成。一個或者多個開口可以通過使用激光燒蝕或者蝕刻工藝來形成。一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)用作激光停止或者蝕刻停止材料。在形成一個或者多個開口之后，可以沉積一個或者多個焊球518以基本上填充在一個或者多個半導體裸片108之上的一個或者多個開口。在一些實施例中，封裝組件500G是最終封裝組件。圖6至圖11示意性地圖示了使用半導體襯底102的各種封裝組件配置。參見圖6，描繪了在半導體襯底102的第二側(cè)A2上形成模制化合物316之后的封裝組件600?？梢猿练e模制化合物316以基本上覆蓋半導體襯底102的第二側(cè)A2。模制化合物316可以被形成以保護或者強化半導體襯底102。例如，可以在將一個或者多個半導體裸片108附接到半導體襯底102之前沉積模制化合物316，以保護半導體襯底102不受在在此描述的封裝組件動作期間處理半導體襯底102時發(fā)生的剝落或者其他傷害。在一些實施例中，當半導體襯底102為晶片形式時，在單片化之前將模制化合物316沉積在半導體襯底102的第二側(cè)A2上。參見圖7，描繪了在半導體襯底102的第二側(cè)A2上附接散熱器730之后的封裝組 件700。散熱器730包括便于熱移除的結(jié)構(gòu)(比如金屬板)。散熱器730可以使用熱傳導粘合劑熱耦合到半導體襯底102的第二側(cè)A2。當半導體襯底102是晶片形式或者單片化形式的任一者時，可以附接散熱器730。在其他一些實施例中，散熱器730可以使用與用來形成一個或者多個互連層106類似的沉積工藝來形成。參見圖8，描繪了在從半導體襯底102的第二側(cè)A2上移除半導體材料的部分以增加用于改進散熱的表面積之后的封裝組件800。根據(jù)各種實施例，在半導體襯底102的第二側(cè)A2上的表面上形成一個或者多個凹陷區(qū)域832 (比如孔或者通道)?？梢愿鶕?jù)各種適當?shù)募夹g(shù)(包括例如蝕刻工藝)來形成一個或者多個凹陷區(qū)域832。在其它一些實施例中，一個或者多個凹陷區(qū)域832的剖面可以具有除了所描繪的形狀之外的其他形狀?？梢栽诰哂幸粋€或者多個凹陷區(qū)域832的表面上沉積熱傳導層(比如金屬層)(未示出)以增加散熱。參照圖9A，封裝組件900A包括在接線鍵合配置中附接到半導體襯底102的一個或者多個半導體裸片108。一個或者多個半導體裸片108的無源側(cè)使用粘合劑附接到半導體襯底102的第一側(cè)Al，而一個或者多個半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個鍵合接線934電耦合到一個或者多個互連層106。粘合劑可以包括任何適當?shù)穆闫浇硬牧?比如環(huán)氧樹脂)。一個或者多個鍵合接線934通常包括電傳導材料(比如金屬)以路由一個或者多個半導體裸片108的電信號。一個或者多個鍵合接線934可以例如使用球形鍵合或者楔形鍵合工藝來形成。在一個實施例中，如圖所示，形成鍵合接線934a以將第一半導體裸片的有源側(cè)電耦合到第二半導體裸片的有源側(cè)。一個或者多個鍵合接線934還可以包括將半導體裸片的有源側(cè)電耦合到布置在第一半導體裸片和第二半導體裸片之間的一個或者多個互連層106的鍵合接線934b。如圖所示，形成模制化合物316以基本上包封一個或者多個半導體裸片108和一個或者多個鍵合接線934。圖9B圖示了與在圖9A中示出的封裝組件900A相似的封裝組件900B。在封裝組件900B中，利用導電材料填充的過孔938(比如硅通孔)用來提供從半導體裸片108到外部部件的電連接。這些過孔938可以用來提供電源和接地連接。參見圖10A，封裝組件1000A包括在混合的倒裝芯片和接線鍵合配置中附接到半導體襯底102的一個或者多個半導體裸片108AU08B。例如，一個或者多個半導體裸片108AU08B的第一半導體裸片使用一個或者多個凸塊110在倒裝芯片配置中附接到半導體襯底102，而一個或者多個半導體裸片108AU08B的第二半導體裸片使用一個或者多個鍵合接線934在接線鍵合配置中附接到半導體襯底102。如圖所示，形成模制化合物316以基本上包封一個或者多個半導體裸片108AU08B和一個或者多個鍵合接線934。圖IOB圖示了與在圖IOA中示出的封裝組件1000A相似的封裝組件1000B。在封裝組件1000B中，利用導電材料填充的過孔938 (比如硅通孔)用來提供從半導體裸片108B到外部部件的電連接。這些過孔938可以用來提供電源和接地連接。參見圖11，封裝組件1100A包括在疊置的倒裝芯片和接線鍵合配置中附接到半導體襯底102的一個或者多個半導體裸片108。一個或者多個半導體裸片108的第一半導體裸片在倒裝芯片配置中附接到半導體襯底102。第一半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個凸塊110電耦合到一個或者多個互連層106。如圖所示，一個或者多個半導體裸片108的第二半導體裸片的無源側(cè)使用粘合劑936附接到第一半導體裸片。在一些實施例中，可以在第一半導體裸片和第二半導體裸片之間定位間隔物(比如虛設(shè)硅)(未示出)。第二半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個鍵合接線934電耦合到一個或者多個互連層106。在其 它一些實施例中，利用導電材料填充的過孔(比如硅通孔)用來穿過模制化合物316將第二半導體裸片的有源側(cè)耦合到外部部件。這些過孔可以用來提供電源和接地連接。在一些實施例中，第二半導體裸片的有源側(cè)通過以下方式電耦合到一個或者多個互連層106 :使用鍵合接線934c以將第二半導體裸片的有源側(cè)電耦合到第一半導體裸片的無源側(cè)，并且使用鍵合接線934d以將第一鍵合接線934c電耦合到一個或者多個互連層106。如圖所示，形成模制化合物316以基本上包封一個或者多個半導體裸片108和一個或者多個鍵合接線934。雖然未示出，但是在其他一些實施例中，一個或者多個半導體裸片108的底部半導體裸片可以在接線鍵合配置中耦合到半導體襯底102，而一個或者多個半導體裸片108的頂部半導體裸片可以在倒裝芯片配置中耦合到底部半導體裸片。結(jié)合圖6至圖11描述的技術(shù)和配置可以與在此描述的其他實施例適當?shù)亟M合。例如，在一些實施例中，針對圖6至圖8的封裝組件描述的技術(shù)和配置可以在圖I、圖3A至圖3D、圖4A至圖4B、圖5A至圖5G或者圖9至圖11的封裝組件上執(zhí)行。在一些實施例中，針對圖9至圖11的封裝組件描述的技術(shù)可以例如在圖I、圖3A至圖3D、圖4A至圖4B、圖5A至圖5G或者圖6至圖6的封裝組件上執(zhí)行。在其他一些實施例中，可以使用在此描述的技術(shù)和配置的其他適當組合。圖12是用于制造使用半導體襯底(例如，圖I的半導體襯底102)的封裝組件(例如，圖I的封裝組件100)的方法1200的工藝流程圖。在1202處，方法1200包括提供包括半導體材料的半導體襯底。半導體襯底通常具有第一側(cè)(例如，圖2A的第一側(cè)Al)和與第一側(cè)相對布置的第二側(cè)(圖2A的第二側(cè)A2)。在一些實施例中，在將半導體裸片附接到半導體襯底之前，在半導體襯底的第一側(cè)(例如，圖I的第一側(cè)Al)上形成一個或者多個器件。例如，可以在半導體襯底的第一側(cè)上形成電容器(例如，圖2C的電容器222)或者ESD保護器件(例如，圖2C的ESD保護器件224)。可以使用結(jié)合圖2C描述的技術(shù)以及結(jié)合方法1200的1204和1206進一步描述的技術(shù)來形成一個或者多個器件。在1204處，方法1200還包括在半導體襯底的至少一個側(cè)(例如，第一側(cè)Al)上形成電介質(zhì)層(例如，圖I的電介質(zhì)層104)。在一些實施例中，還可以在半導體襯底的相對側(cè)(例如，第二側(cè)A2)上形成電介質(zhì)層。如圖所示，可以通過沉積電絕緣材料(比如例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)或者氮氧化硅(SiOxNy))以基本上覆蓋半導體襯底102的一個或者多個表面來形成電介質(zhì)層104。在其它一些實施例中，可以使用其它適當?shù)碾娊^緣材料?？梢酝ㄟ^使用適當?shù)某练e技術(shù)來形成電介質(zhì)層104，該適當?shù)某练e技術(shù)包括例如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和/或原子層沉積(ALD)。在其它一些實施例中，可以使用其它適當?shù)某练e技術(shù)。在形成在半導體襯底102上的一個或者多個器件(例如，圖2C的電容器222或者ESD保護器件224)的過程中，電介質(zhì)層104可以用作電介質(zhì)(柵極電介質(zhì))。在1206處，方法1200還包括在半導體襯底的第一側(cè)上的電介質(zhì)層上形成一個或者多個互連層(例如，圖I的一個或者多個互連層106)。一個或者多個互連層可以用作對去往/來自一個或者多個半導體裸片(例如，圖I的一個或者多個半導體裸片108)的電信號(比如例如輸入/輸出(I/O)信號和/或電源/接地信號)進行路由。
可以通過沉積和/或圖案化電傳導材料(比如例如金屬(例如銅或者鋁)或者摻雜的半導體材料(例如，摻雜的多晶硅))來形成一個或者多個互連層。在其它一些實施例中，可以使用其他適當?shù)碾妭鲗Р牧?。一個或者多個互連層可以包括用于路由電信號的多種結(jié)構(gòu)(比如例如焊盤、焊區(qū)或者跡線)。包括電絕緣材料(比如例如聚酰亞胺)的鈍化層可以沉積于一個或者多個互連層上，并且被圖案化以在鈍化層中提供開口以便于一個或者多個半導體裸片到一個或者多個互連層的電f禹合。在形成在半導體器件上的一個或者多個器件時一個或者多個互連層可以用作電極材料。例如，電極材料可以用作一個或者多個器件的柵極電極。在1208處，方法1200還包括將半導體裸片(例如，圖I的一個或多個半導體裸片108)附接到半導體襯底。如在此所描述的那樣，一個或者多個半導體裸片可以在各種配置中附接到半導體襯底的第一側(cè)。在一個實施例中，半導體裸片在倒裝芯片配置中附接到半導體襯底的第一側(cè)(例如，如圖I的封裝組件100所示)。在倒裝芯片配置中，半導體裸片的有源側(cè)通常使用一個或者多個凸塊(例如，圖I的一個或者多個凸塊110)附接到半導體襯底的第一側(cè)。在另一實施例中，半導體裸片在接線鍵合配置附接到半導體襯底的第一側(cè)(例如，如圖9的封裝組件900所示)。在接線鍵合配置中，半導體裸片的無源側(cè)使用粘合劑耦合到半導體襯底的第一側(cè)。在又一實施例中，半導體裸片在倒裝芯片配置中附接到半導體襯底，而另一半導體裸片在接線鍵合配置中附接到半導體襯底(例如，如圖10的封裝組件1000所示)。在再一實施例中，半導體裸片的有源側(cè)在倒裝芯片配置中附接到半導體襯底的第一側(cè)，而另一半導體裸片的無源側(cè)使用粘合劑附接到半導體襯底(例如，如圖11的封裝組件1100所示)。在1210處，方法1200還包括將半導體裸片的有源側(cè)電耦合到一個或者多個互連層。在一個實施例，半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個凸塊電耦合到一個或者多個互連層。在另一實施例中，半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個鍵合接線(例如，圖9的一個或者多個鍵合接線934)電耦合到一個或者多個互連層。在其它一些實施例中，可以使用這些技術(shù)的組合。
在1212處，方法1200還包括沉積下填充材料(例如，圖3B的下填充材料314)和/或模制化合物(例如，圖3C、圖5B或者圖9的模制化合物316)。通常沉積下填充材料以基本上填充半導體裸片與半導體襯底之間的區(qū)域。根據(jù)各種實施例，下填充材料通過液體散布或者注入工藝以液體形式沉積。下填充材料例如可以包括環(huán)氧樹脂或者其他適當?shù)碾娊^緣材料。通常沉積模制化合物以基本上包封半導體裸片。在接線鍵合配置中，沉積模制化合物以基本上包封一個或者多個鍵合接線。根據(jù)各種實施例，可以通過向模具中以固體形式(例如粉末)沉積樹脂(例如熱固樹脂)并且施加熱和/或壓力以熔融樹脂來形成模制化合物。在一些實施例中，模制化合物與下填充材料314不是相同的材料。在倒裝芯片配置中，模制化合物可以與下填充材料結(jié)合使用(例如，如圖3C所示)。在倒裝芯片配置的其他實施例中，可以沉積模制化合物以填充下填充區(qū)域。即，在一些實施例中，并不使用下填充材料，而是沉積模制化合物以基本上填充半導體裸片與半導體襯底之間的區(qū)域(例如，參見圖5B)。在一些實施例中，形成模制化合物以覆蓋半導體襯底的第一側(cè)的僅一部分(例如，如圖3C所示)。在其它一些實施例中，形成模制化合物以基 本上覆蓋半導體襯底的整個第一側(cè)(例如，如圖5B所示)。在1214處，方法1200還包括在一個或者多個互連層上形成一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)以對半導體裸片的去往半導體襯底和/或來自半導體襯底的電信號進行路由。在一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)包括一個或者多個焊球(例如，圖3D或者圖的一個或者多個焊球112)。一個或者多個焊球例如可以通過將一個或者多個焊球印刷、電鍍或者布置在半導體襯底的一個或者多個互連層上來形成?？梢允褂没亓鞴に噥硇纬梢粋€或者多個焊球與一個或者多個互連層之間的連接。在一些實施例中，一個或者多個焊球可以穿過如在此描述的形成在模制化合物中的一個或者多個開口(例如，圖5C的一個或者多個開口 526)附接或者電耦合到一個或者多個互連層。在一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)包括一個或者多個凸塊(例如，圖5A的一個或者多個凸塊520)。例如可以通過將一個或者多個凸塊印刷、電鍍或者布置在半導體襯底的一個或者多個互連層上來形成一個或者多個凸塊。一個或者多個凸塊可以被回流以形成圓形形狀。一個或者多個凸塊可以具有其他形狀(比如平面型形狀)。可以使用任何適當?shù)碾妭鲗Р牧?比如例如鉛、金、錫、銅或者無鉛材料或者其組合)來形成一個或者多個凸塊。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以包括一個或者多個凸塊與一個或者多個焊球的組合(例如，如圖所示)。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以電耦合到印刷電路板(例如，圖I的印刷電路板150)。在1216處，方法1200還包括執(zhí)行附加的操作以增加散熱、保護/強化、抵消和/或減小半導體襯底的翹曲。在一些實施例中，如在此所述的那樣，一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，圖4A或者圖5G中的相應的一個或者多個焊球418或者518)形成在半導體裸片的無源側(cè)上，以提供用于散熱遠離半導體裸片的熱路徑。用于散熱的一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)可以與一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)同時形成，并且隨后在表面安裝工藝中附接到印刷電路板(例如，圖4B的印刷電路板150)，以將一個或者多個封裝互連耦合到印刷電路板。在一些實施例中，散熱器(例如，圖7的散熱器730)熱耦合到襯底的第二側(cè)。散熱器可以例如通過使用熱傳導化合物附接。在其他一些實施例中，通過從半導體襯底的第二側(cè)移除半導體材料的部分來形成一個或者多個凹陷區(qū)域(例如，圖8的一個或者多個凹陷區(qū)域832)，以增加第二側(cè)的表面積。增加的表面積便于從半導體襯底的第二側(cè)移除熱量。在一個實施例中，形成模制化合物以基本上覆蓋半導體襯底的第二側(cè)(例如，如圖6所示)。模制化合物可以用來強化和/或保護半導體襯底不受剝落或者其他環(huán)境傷害。在一些實施例中，模制化合物形成在半導體襯底的第二側(cè)上，以抵消和/或防止與形成在半導體襯底的第一側(cè)上的模制化合物相關(guān)聯(lián)的翹曲(例如，如圖5E所示)。結(jié)合方法1200描述的動作可以包括用于在該描述中其他地方描述的技術(shù)的其他適當實施例。圖13是用于制造使用半導體襯底(例如，圖4B的半導體襯底102)的封裝組件(例如，圖4B的封裝組件400B)的又一方法1300的工藝流程圖。在1302、1304以及1306處，方法1300分別包括提供包括半導體材料的半導體襯底、在半導體襯底的至少一側(cè)上形成電介質(zhì)層以及在電介質(zhì)層上形成一個或者多個互連層，這可以與已經(jīng)結(jié)合方法1200的1202、1204以及1206描述的實施例一致。
在1308處，方法1300還包括使用一個或者多個凸塊(例如，圖3A的一個或者多個凸塊110)將一個或者多個半導體裸片(例如，圖3A的一個或者多個半導體裸片108)耦合到互連層。一個或者多個半導體裸片可以被配置成例如倒裝芯片配置，其中半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個凸塊耦合到半導體襯底。在1310處，在一些實施例中，方法1300還包括沉積下填充材料(例如，圖3的下填充材料314)以基本上填充半導體裸片與半導體襯底之間的區(qū)域。根據(jù)各種實施例,下填充材料314通過液體散布或者注入工藝以液體形式沉積。也可以形成模制化合物(例如，圖3C的模制化合物316)以基本上包封一個或者多個半導體裸片。下填充材料和模制化合物通常與在此描述的實施例一致。在1312處，方法1300還包括形成一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，圖3D的焊球112)和/或一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，圖4A的一個或者多個焊球418)。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)電耦合到一個或者多個互連層。在一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)形成在一個或者多個互連層上。一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)通常形成在一個或者多個半導體裸片的無源側(cè)上，以為提供用于散熱的熱路徑。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)和一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)的尺寸可以被確定成具有基本上共面的(例如，圖4A的平面119)的相應表面。在1314處，方法1300還包括將一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)和/或一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)耦合到印刷電路板(例如，圖4B的印刷電路板150)。在一些實施例中，印刷電路板可以是母板。在其它一些實施例中，一個或者多個半導體封裝互連結(jié)構(gòu)和/或一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)可以耦合到其他電子器件，比如另一封裝組件。圖14是用于制造使用半導體襯底(例如，圖5G的半導體襯底102)的封裝組件(例如，圖5G的封裝組件500)的又一方法1400的工藝流程圖。在1402、1404以及1406處，方法1400分別包括提供包括半導體材料的半導體襯底、在半導體襯底的至少一側(cè)上形成電介質(zhì)層以及在電介質(zhì)層上形成一個或者多個互連層，這可以與已經(jīng)結(jié)合方法1200的步驟1202、1204以及1206描述的實施例一致。在1408處，方法1400還包括使用一個或者多個凸塊(例如，圖5A的一個或者多個凸塊110)將一個或者多個半導體裸片(例如，圖5A的一個或者多個半導體裸片108)耦合到互連層。一個或者多個半導體裸片可以被配置成例如倒裝芯片配置，其中半導體裸片的有源側(cè)使用一個或者多個凸塊耦合到半導體襯底。在1410處，在一些實施例中，方法1400還包括在一個或者多個互連層上形成一個或者多個附加的凸塊(例如，圖5A的一個或者多個附加的凸塊520)。一個或者多個附加的凸塊通常在沉積模制化合物之前形成。在1412處，方法1400還包括沉積模制化合物(例如，圖5B的模制化合物316)以填充半導體裸片和半導體襯底之間的區(qū)域。在一些實施例中，沉積模制化合物以基本上包封一個或者多個半導體裸片?？梢酝ㄟ^公知機械和/或化學工藝來凹陷模制化合物的一部分，以暴露一個或者多個半導體裸片的表面?？梢酝ㄟ^向模具中以固體形式沉積樹脂并且施加熱和/或壓力以熔融樹脂來形成模制化合物。根據(jù)各種實施例，當半導體襯底是晶片形式時，沉積模制化合物以過模制晶 片的整個表面。沉積的模制化合物可以被劃分成較小的塊或者區(qū)域，以減小在模制化合物和晶片之間的應力。在其中半導體裸片耦合到半導體襯底的第一側(cè)的一些實施例中，形成模制化合物以基本上覆蓋半導體襯底的第二側(cè)，第二側(cè)被布置成與半導體襯底的第一側(cè)相對?？梢砸赃@種方式使用模制化合物，以減小與布置在半導體襯底的第一側(cè)上的模制化合物相關(guān)聯(lián)的應力和/或翹曲。在1414處，方法1400還包括形成一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)(例如，圖5G的焊球112)和/或一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)(例如，圖5G的一個或者多個焊球518)。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)電耦合到一個或者多個互連層。在一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)形成在一個或者多個互連層上。在其中形成有一個或者多個附加的凸塊(例如，圖5D的一個或者多個凸塊520)的其他一些實施例中，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)形成在一個或者多個附加的凸塊上。例如，可以使用蝕刻或者激光工藝形成在模制化合物中一個或者多個開口(例如，圖5C的一個或者多個開口 526)，以暴露一個或者多個附加的凸塊。一個或者多個附加的凸塊可以用作激光或者蝕刻停止材料。隨后，一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)可以形成在一個或者多個開口內(nèi)的一個或者多個暴露的附加凸塊上。一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)通常形成在一個或者多個半導體裸片的無源側(cè)上，以為散熱提供熱路徑。可以在模制化合物中形成一個或者多個開口以暴露一個或者多個半導體裸片的無源側(cè)，從而允許在一個或者多個半導體裸片上形成一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)。一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)和一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)的尺寸可以被確定成具有基本上共面的(例如，圖5G的平面519)的相應表面。隨后可以通過研磨或者蝕刻工藝來減薄半導體襯
。在1416處，方法1400還包括將一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)和/或一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)耦合到印刷電路板(例如，圖4B的印刷電路板150)。在一些實施例中，印刷電路板可以是母板。在其它一些實施例中，一個或者多個半導體封裝互連結(jié)構(gòu)和/或一個或者多個散熱結(jié)構(gòu)可以耦合到其他電子器件，諸如另一封裝組件。雖然這里已經(jīng)圖示和描述某些實施例，但是為了實現(xiàn)相同目的而設(shè)計的廣泛多種替選和/或等效實施例或者實施方式可以替換圖示和描述的實施例而不脫離本公開內(nèi)容的范圍。本公開內(nèi)容旨在于覆蓋這里討論的實施例的任何適配或者變化。因此，明確旨在于這里描述的實施例僅由權(quán)利要求及其等價 方式限定。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 提供包括半導體材料的半導體襯底； 在所述半導體襯底上形成電介質(zhì)層； 在所述電介質(zhì)層上形成互連層； 將半導體裸片附接到所述半導體襯底；以及 將所述半導體裸片的有源側(cè)電耦合到所述互連層，所述互連層用于路由所述半導體裸片的電信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 所述半導體裸片在倒裝芯片配置中附接到所述半導體襯底；并且 使用一個或者多個凸塊將所述半導體裸片的所述有源側(cè)電耦合到所述互連層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 所述半導體裸片在接線鍵合配置中附接到所述半導體襯底； 使用粘合劑將所述半導體裸片的無源側(cè)附接到所述半導體襯底；并且 使用一個或者多個鍵合接線將所述半導體裸片的所述有源側(cè)電耦合到所述互連層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 形成模制化合物以基本上包封所述半導體裸片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述半導體裸片附接到所述半導體襯底的第一側(cè)，所述方法還包括 形成模制化合物以基本上覆蓋所述半導體襯底的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述半導體襯底的所述第一側(cè)相對布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述半導體裸片附接到所述半導體襯底的第一側(cè)，所述方法還包括 將散熱器熱耦合到所述半導體襯底的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述半導體襯底的所述第一側(cè)相對布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述半導體裸片附接到所述半導體襯底的第一側(cè)，所述方法還包括 從所述半導體襯底的第二側(cè)移除所述半導體材料的部分，以增加所述第二側(cè)的表面積，所述第二側(cè)與所述半導體襯底的第一側(cè)相對布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述半導體裸片是第一半導體裸片，所述方法還包括 將第二半導體裸片的有源側(cè)電耦合到所述互連層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中 使用粘合劑將所述第二半導體裸片的無源側(cè)附接到所述第一半導體裸片；并且 使用一個或者多個鍵合接線將所述第二半導體裸片的所述有源側(cè)電耦合到所述互連層。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 在所述半導體襯底上形成去耦電容器；以及 在所述半導體襯底上形成靜電放電(ESD)保護器件，以保護不受靜電放電，其中在將所述半導體裸片附接到所述半導體襯底之前形成所述去耦電容器和所述ESD保護器件。
11.一種裝置，包括 包括半導體材料的半導體襯底； 形成在所述半導體襯底上的電介質(zhì)層； 形成在所述電介質(zhì)層上的互連層；以及 附接到所述半導體襯底的半導體裸片，其中所述半導體裸片的有源側(cè)電耦合到所述互連層，所述互連層用于路由所述半導體裸片的電信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中 所述半導體裸片在倒裝芯片配置中附接到所述半導體襯底；并且 使用一個或者多個凸塊將所述半導體裸片的所述有源側(cè)電耦合到所述互連層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中 所述半導體裸片在接線鍵合配置中附接到所述半導體襯底； 使用粘合劑將所述半導體裸片的無源側(cè)附接到所述半導體襯底；并且 使用一個或者多個鍵合接線將所述半導體裸片的所述有源側(cè)電耦合到所述互連層。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，還包括 一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)，形成在所述互連層上以進一步路由所述半導體裸片的所述電信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，還包括 印刷電路板，其中所述半導體襯底(i)安裝在所述印刷電路板上并且(ii)使用所述一個或者多個封裝互連結(jié)構(gòu)電耦合到所述印刷電路板。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，還包括 模制化合物，布置成基本上包封所述半導體裸片。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述半導體裸片附接到所述半導體襯底的第一側(cè)，所述裝置還包括 模制化合物，布置成基本上覆蓋所述半導體襯底的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述半導體襯底的所述第一側(cè)相對布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述半導體裸片附接到所述半導體襯底的第一側(cè)，所述裝置還包括 散熱器，熱耦合到所述半導體襯底的第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述半導體襯底的所述第一側(cè)相對布置。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述半導體裸片附接到所述半導體襯底的第一側(cè)，所述裝置還包括 一個或者多個凹陷區(qū)域，形成于所述半導體襯底的第二側(cè)中，以增加所述半導體襯底的所述第二側(cè)的表面積。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述半導體裸片是第一半導體裸片，所述裝置還包括 第二半導體裸片，其中所述第二半導體裸片的有源側(cè)電耦合到所述互連層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中 使用粘合劑將所述第二半導體裸片的無源側(cè)附接到所述第一半導體裸片；并且 使用一個或者多個鍵合接線將所述第二半導體裸片的所述有源側(cè)電耦合到所述互連層。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述半導體襯底包括 去耦電容器，形成在所述半導體襯底上以減小與所述電信號相關(guān)聯(lián)的噪聲；以及 靜電放電(ESD)保護器件，形成在所述半導體襯底上以保護不受靜電放電。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中 所述半導體襯底包括硅； 所述半導體裸片包括硅； 所述電介質(zhì)層包括二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)以及氮氧化硅(SiOxNy)中的至少一種；以及 所述互連層包括金屬。
全文摘要
本公開內(nèi)容的實施例提供一種方法，該方法包括提供包括半導體材料的半導體襯底；在半導體襯底上形成電介質(zhì)層；在電介質(zhì)層上形成互連層；將半導體裸片附接到半導體襯底；以及將半導體裸片的有源側(cè)電耦合到互連層，互連層用于路由半導體裸片的電信號?？梢悦枋龊?或要求保護其它實施例。
文檔編號H01L23/14GK102714190SQ201080061743
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者S·蘇塔爾德加, 劉憲明, 衛(wèi)健群, 吳亞伯, 鄭全成 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司