專利名稱：半導(dǎo)體封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體封裝。
背景技術(shù)：
集成電路(Integrated circuit, IC)產(chǎn)品繼續(xù)變得日益集成化。提高產(chǎn)品的集成度可能需要增加集成電路產(chǎn)品的元件數(shù)量，同時(shí)必須被IC產(chǎn)品容納。一種制造IC的方法包括使用單個(gè)大型有源芯片以容納IC產(chǎn)品元件。單個(gè)大型有源芯片可以被附接至封裝基板。另一種方法中，IC產(chǎn)品的元件分布在兩個(gè)或多個(gè)有源芯片上，其中每個(gè)有源芯片都小于單個(gè)大型有源芯片。有源芯片與另一個(gè)有源芯片電連接以形成IC產(chǎn)品。有源芯片可以以平鋪方式放置，也可相互堆疊。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體封裝，具體如下:(I) 一種半導(dǎo)體封裝，包括:第一和第二有源芯片；內(nèi)插芯片，包括至少部分第一刻線圖像和至少部分第二刻線圖像；所述內(nèi)插芯片將所 述第一有源芯片電連接至所述第二有源芯片。(2)根據(jù)(I)所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述內(nèi)插芯片將所述第一有源芯片電連接至封裝基板。(3)根據(jù)(I)所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述內(nèi)插芯片將所述第二有源芯片電連接至封裝基板。(4)根據(jù)(I)所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一和第二有源芯片和所述內(nèi)插芯片為硅芯片。( 5)根據(jù)(I)所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一有源芯片電連接并機(jī)械連接至所述至少所述部分所述第一刻線圖像和所述至少所述部分所述第二刻線圖像。(6)根據(jù)(I)所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一有源芯片通過所述至少所述部分所述第二刻線圖像電連接至所述第二有源芯片。

圖1示出說明示例性過程的流程圖。圖2A示出包括正在進(jìn)行光刻的示例性半導(dǎo)體晶圓的方框圖。圖2B示出示例性半導(dǎo)體晶圓的頂視圖。圖2C示出示例性內(nèi)插芯片的頂視圖。圖2D示出示例性內(nèi)插芯片橫截面圖。圖2E示出示例性半導(dǎo)體裝置(arrangement)的頂視圖。圖2F示出示例性半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。[0020]圖2G示出示例性半導(dǎo)體封裝的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
以下將介紹包括本實(shí)用新型實(shí)施的詳細(xì)信息。本申請(qǐng)中的附圖以及與之相隨的詳細(xì)描述僅為示例性實(shí)施。除另有聲明，否則，附圖中類似或相應(yīng)的元件由類似或相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)表示。此外，本申請(qǐng)中的附圖和圖示通常不按照比例，且并非旨在與實(shí)際相對(duì)尺寸相對(duì)應(yīng)。圖1示出說明過程100的流程圖。為說明的目的，過程100對(duì)應(yīng)于圖2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G進(jìn)行描述。但是，過程100并不受限于圖2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G中示出的具體特征?，F(xiàn)參照?qǐng)D1、2A和2B，過程100包括在半導(dǎo)體晶圓(例如，半導(dǎo)體晶圓200)上光刻形成多個(gè)刻線圖像(例如，多個(gè)刻線圖像202)(圖1中的170)。圖2A示出包括正在進(jìn)行光刻的半導(dǎo)體晶圓200的方框圖270。圖2B示出半導(dǎo)體晶圓200被光刻后該半導(dǎo)體晶圓200的頂視圖。如圖2B所示，該半導(dǎo)體晶圓200包括多個(gè)刻線圖像202，其中，刻線圖像(例如，芯片圖像)202&、20213、202(3、202(1和202e獨(dú)立標(biāo)于圖2B中。多個(gè)刻線圖像202中的每個(gè)圖像與所述多個(gè)刻線圖像202的至少一個(gè)其他圖像相鄰。半導(dǎo)體晶圓200包括諸如硅的半導(dǎo)體材料。例如，在本實(shí)施中，半導(dǎo)體晶圓200為硅晶圓。多個(gè)刻線圖像202被光刻形成在所述半導(dǎo)體晶圓200上。這可通過多種方法實(shí)現(xiàn)，其中一種方法包括利用輻射源204、刻線206和成像子系統(tǒng)208在半導(dǎo)體晶圓200上光刻形成多個(gè)刻線圖像202。輻射源204、刻線206和成像子系統(tǒng)208可使用，例如，步進(jìn)重復(fù)曝光或步進(jìn)掃描曝光，但不僅限于這些技術(shù)。輻射源204 (可為光源)被配置為將諸如光的輻射能量209a導(dǎo)向刻線206。輻射能量209a可為紫外光且可具有，例如，深紫外(DUV)波長(zhǎng)或真空紫外(VUV)波長(zhǎng)。刻線206選擇性地遮擋福射源209a,使得能量圖案(energy pattern) 209b由刻線206決定并被傳送至半導(dǎo)體晶圓200。成像子系統(tǒng)208 (可包括步進(jìn)組件或掃描組件)例如循序地將由所述刻線206所傳送的能量圖案20%導(dǎo)向半導(dǎo)體晶圓200上的光刻膠上一系列所期望的位置。成像子系統(tǒng)208可包括一系列透鏡和/或反射器，用于縮放和引導(dǎo)能量圖案20%至半導(dǎo)體晶圓200，作為成像(或曝光)能量模式209c。因此，半導(dǎo)體晶圓200曝光于成像能量圖案209c。成像能量圖案209c引起半導(dǎo)體晶圓200上光刻膠中的化學(xué)反應(yīng)以形成多刻線圖像202中的每個(gè)。如實(shí)施所示，多刻線圖像202由單個(gè)刻線產(chǎn)生，例如，刻線206。因此，多個(gè)刻線圖像202中的每個(gè)刻線(例如，刻線圖像202a和刻線圖像202b)都可利用類似的成像能量圖案(例如，成像能量圖案209c)形成。例如，成像能量圖案209c可用于形成刻線圖像202a且類似的成像能量圖案可用于形成刻線圖像202b(以及多個(gè)刻線圖像202中的其它刻線圖像)。這樣，多刻線圖像202中的每個(gè)刻線圖像都具有類似(similar)的元素，且位于相似的布局。但是，在其它實(shí)施中，多個(gè)刻線圖像202中的任何圖像可由不同于刻線206的刻線產(chǎn)生。換而言之，多個(gè)刻線圖像202可以利用多于一個(gè)的刻線產(chǎn)生。此實(shí)施中，多個(gè)刻線圖像202中的每個(gè)刻線 圖像可具有不同元素，或可以具有處于不同布局中的類似元素。[0028]現(xiàn)參考圖1、2B、2C和2D，過程100包括將半導(dǎo)體晶圓(例如，半導(dǎo)體晶圓200)切割成內(nèi)插芯片(例如，內(nèi)插芯片272)，使得內(nèi)插芯片包括多個(gè)刻線圖像(例如，多刻線圖像202)中的至少部分第一刻線圖像(例如，刻線圖像202a)和至少部分第二刻線圖像(例如，刻線圖像202b)(圖1中的172)。內(nèi)插芯片272，如圖2B所示在切割之前，包括刻線圖像202a、202b和202c。圖2C示出內(nèi)插芯片272的頂視圖。圖2D示出內(nèi)插芯片272沿圖2C中橫截面2D-2D的橫截面圖?？叹€圖像202a和202b通過刻線圖像邊界212a分離，刻線圖像202b和202c通過刻線圖像邊界212b分離。內(nèi)插芯片272通過切割半導(dǎo)體晶圓200而形成，如圖2B所示，使得內(nèi)插芯片272包括刻線圖像202a、刻線圖像202b和刻線圖像202c。在本實(shí)施中，內(nèi)插芯片272實(shí)質(zhì)上包括全部刻線圖像202a、刻線圖像202b和刻線圖像202c。在其它實(shí)施中，內(nèi)插芯片272僅包括刻線圖像202a、202b和202c中任何一個(gè)的一部分。此外，在內(nèi)插芯片272包括三個(gè)刻線圖像的至少一部分時(shí)，在其它實(shí)施中，內(nèi)插芯片272包括兩個(gè)刻線圖像(例如，刻線圖像202a和202b)中的至少一部分或多于三個(gè)刻線圖像中的至少一部分。例如，在各種不同實(shí)施中，內(nèi)插芯片272可包括刻線圖像202a、202b、202c、202d和202e或其他刻線圖像的任意集合或子集，如圖2B所示。圖2C中所示的內(nèi)插芯片272通常為矩形，但內(nèi)插芯片272可有不同的幾何形狀。此外，半導(dǎo)體晶圓200被切割形成其它內(nèi)插芯片，其可以與內(nèi)插芯片272類似(例如，實(shí)質(zhì)上相同)或不同。在本實(shí)施中，刻線圖像202a包括電連接到導(dǎo)電過孔218a的芯片墊214a?？叹€圖像202a還包括電連接到導(dǎo)電過孔218b的芯片墊214b?？叹€圖像202a還包括芯片內(nèi)互連216a。刻線圖像202b也包括電連接到導(dǎo)電過孔218c的芯片墊214c?？叹€圖像202b還包括電連接到導(dǎo)電過孔218d的芯片墊214d。刻線圖像202b還包括芯片內(nèi)互連216b。亥Ij線圖像202c也包括電連接到導(dǎo)電過孔218e的芯片墊214e?？叹€圖像202c還包括電連接到導(dǎo)電過孔218f的芯片板214f?？叹€圖像202c還包括芯片內(nèi)互連216c。可注意到芯 片墊214a、214b、214c、214d、214e 和 214f、導(dǎo)電過孔 218a、218b、218c、218d、218e和218f以及芯片內(nèi)互連216a、216b、216c不與刻線圖像邊界212a和212b相交。芯片墊 214a、214b、214c、214d、214e 和 214f、導(dǎo)電過孔 218a、218b、218c、218d、218e 和 218f以及內(nèi)芯片互連216a、216b和216c包括諸如銅的導(dǎo)電材料。導(dǎo)電過孔218a、218b、218c、218d、218e和218f可為諸如娃通孔(Through silicon via, TSV)的半導(dǎo)體通孔。內(nèi)插芯片272可以包括諸如鈍化層、金屬層和焊料凸塊的附加特征，為清晰起見在此省略。在某些實(shí)施中，刻線206具有取決于半導(dǎo)體晶圓200制造要求的刻線尺寸限制。例如，步進(jìn)組件(assembly)可僅接受不超過某刻線尺寸限度的刻線。具體示例如,許多步進(jìn)組件規(guī)定刻線尺寸限度為大約20毫米寬32毫米長(zhǎng)。刻線尺寸限度限制了多個(gè)刻線圖像202中的每個(gè)的最大二維面積，如圖2B所示。通過切割半導(dǎo)體晶圓200，使得內(nèi)插芯片272包括至少部分刻線圖像202a和至少部分刻線圖像202b，內(nèi)插芯片272可大于刻線尺寸限度。例如，內(nèi)插芯片272大于刻線圖像202a，也大于刻線圖像202b，其均已在刻線尺寸限度處產(chǎn)生。因此，內(nèi)插芯片272可容納附加的有源芯片區(qū)域和/或有源芯片。這樣，內(nèi)插芯片272便可用于提高IC產(chǎn)品的產(chǎn)品集成度。現(xiàn)參考圖1、2E和2F，過程100包括通過內(nèi)插芯片(例如，內(nèi)插芯片272)將第一有源芯片(例如，有源芯片220a)電連接到第二有源芯片(例如，有源芯片220b)(圖1中的174)。圖2E示出半導(dǎo)體裝置274的頂視圖。圖2F為半導(dǎo)體裝置274沿圖2E中的橫截面2F-2F的橫截面圖。半導(dǎo)體裝置包括位于內(nèi)插芯片272上的有源芯片220a和有源芯片220b。有源芯片220a和有源芯片220b均包括諸如硅的半導(dǎo)體材料。例如，本實(shí)施中有源芯片220a和所述有源芯片220b皆為硅芯片。因此，在本實(shí)施中，有源芯片220a和220b以及內(nèi)插芯片272均為硅芯片。通過由具有實(shí)質(zhì)上相同或相似熱擴(kuò)散系數(shù)的材料來形成有源芯片220a和220b以及內(nèi)插芯片272，有源芯片220a和220b與內(nèi)插芯片272間的電連接可因減小的熱-機(jī)械應(yīng)力而做得更小。有源芯片220a實(shí)質(zhì)上可與有源芯片220b相同，或亦可不同。在本實(shí)例中，有源芯片220包括位于其底面226a上的微凸塊(或更普遍地，輸出端子)，例如微凸塊222a、222b、222c和222d。同樣，有源芯片220b也包括位于其底面226b上的微凸塊222e、222f和222g。微凸塊222a、222b、222c、222d、222e、222f和222g (也簡(jiǎn)稱為微凸塊222)在圖2E中用虛線表示，否則在圖2E中將不可見。有源芯片220a通過插入芯片272 (例如，通過刻線圖像202b)電連接至有源芯片220b。如圖2F所示，有源芯片220a至少通過微凸塊222d、內(nèi)插芯片272的芯片內(nèi)互連216b和微凸塊222e電連接至有源芯片220b。因此，有源芯片220a和有源芯片220b可形成高度集成的IC產(chǎn)品。在本實(shí)施中，刻線圖 像202a、202b和202c通過單刻線產(chǎn)生，例如，刻線206。因此，至少刻線圖像202a、202b和202c之一中的某些元件可能不會(huì)使用。例如，有源芯片220a和220b都不連接至芯片內(nèi)互連216a和芯片內(nèi)互連216c。但是，刻線206生成這些元件以使得芯片內(nèi)互連216電連接有源芯片220a和220b。同樣，有源芯片220a和有源芯片220b都不連接至芯片墊214a。如實(shí)施所示，有源芯片220a電連接且機(jī)械連接至刻線圖像202a和刻線圖像202b。由于有源芯片220a位于刻線圖像202a和刻線圖像202b上，有源芯片220a可跨刻線圖像邊界212a提供電連接。同樣，有源芯片220b電連接并機(jī)械連接刻線圖像202b和刻線圖像202c。由于有源芯片220b位于刻線圖像202b和刻線圖像202c上，有源芯片220c可跨刻線圖像邊界212b提供電連接。某些實(shí)施中，有源芯片220b可僅位于刻線圖像202b上，或位于刻線圖像202a和刻線圖像202b上。一種此類實(shí)施是內(nèi)插芯片272不包括刻線圖像202c。此外，附加的有源芯片、無源芯片和/或其它元件可包括在半導(dǎo)體裝置274中。某些實(shí)施中，一個(gè)或多個(gè)附加的有源芯片堆疊在有源芯片220a和/或有源芯片220b上并與其電連接?，F(xiàn)參照?qǐng)D1和圖2G，過程100包括通過內(nèi)插芯片(例如，內(nèi)插芯片272)將至少第一有源芯片(例如，有源芯片220a)電連接至封裝基板(例如，封裝基板230)(圖1中的176)。圖2G示出半導(dǎo)體封裝276的橫截面圖。在半導(dǎo)體封裝276中，有源芯片220a通過內(nèi)插芯片272被電連接至封裝基板230。有源芯片220b也通過內(nèi)插芯片272電連接至封裝基板230。如圖2G所示，焊料球228a、228b、228c、228d和228e (也簡(jiǎn)稱為焊料球228)可選擇性地用于將內(nèi)插芯片272電連接并機(jī)械連接至封裝基板230。焊料球228可在由半導(dǎo)體晶圓200切割成內(nèi)插芯片272之前或之后與附接至內(nèi)插芯片272(例如，圖2C和2D中的內(nèi)插芯片272可包括焊料球228)。半導(dǎo)體封裝276可位于印制電路板(PCB)或其它基板上并與其電連接，以提供至有源芯片220a和220b的電連接。[0041]應(yīng)注意，在某些實(shí)施中，半導(dǎo)體封裝276可不包括封裝基板230。例如，焊料球228可用于電連接至半導(dǎo)體封裝276的有源芯片220a和220b。此外，半導(dǎo)體封裝276可包括其它元件，例如為清晰起見圖2G中未示出的制模(molding)。根據(jù)上文描述可明顯看出，多種技術(shù)可用于實(shí)施本實(shí)用新型中描述的概念而不脫離這些概念的范圍。此外，雖然所述概念已通過某些實(shí)施的具體參考加以介紹，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可在不脫離上述概念范圍的情況下，在形式和細(xì)節(jié)上做出改變。因此，在各方面而言，實(shí)施都應(yīng)視為說明性的，而非限制性的。此外還應(yīng)理解，本申請(qǐng)不受以上描述中的特定實(shí)施的限制，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍的前提下做出多種重組、修改和替代 。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體封裝，包括: 第一和第二有源芯片； 內(nèi)插芯片，包括至少部分第一刻線圖像和至少部分第二刻線圖像； 所述內(nèi)插芯片將所述第一有源芯片電連接至所述第二有源芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述內(nèi)插芯片將所述第一有源芯片電連接至封裝基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述內(nèi)插芯片將所述第二有源芯片電連接至封裝基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一和第二有源芯片和所述內(nèi)插芯片為娃芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一有源芯片電連接并機(jī)械連接至所述至少所述部分所述第一刻線圖像和所述至少所述部分所述第二刻線圖像。
6.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，所述第一有源芯片通過所述至少所述部分所述第二刻線圖像電連接至所述第二有源芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體封裝。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施，本實(shí)用新型提供的封裝包括第一和第二有源芯片；內(nèi)插芯片，包括至少部分第一刻線圖像和至少部分第二刻線圖像；所述內(nèi)插芯片將所述第一有源芯片電連接至所述第二有源芯片。
文檔編號(hào)H01L23/488GK203103293SQ201220734970
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者馬克·格里斯沃爾德 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司