本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

由于各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度的持續(xù)改進(jìn)，半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。很大程度上，集成密度的這種改進(jìn)源于最小部件尺寸的反復(fù)減小(例如，朝向亞20nm節(jié)點(diǎn)縮小半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn))，這允許更多的部件被集成到給定區(qū)域中。隨著最近對小型化、更高速度和更大帶寬以及更低功耗和延遲的需求的增加，對于半導(dǎo)體管芯的更小且更具創(chuàng)造性的封裝技術(shù)的需求增長。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)一步的進(jìn)步，堆疊和接合的半導(dǎo)體器件作為進(jìn)一步減小半導(dǎo)體器件的物理尺寸的有效可選方式出現(xiàn)。在堆疊半導(dǎo)體器件中，諸如邏輯、存儲(chǔ)器、處理電路等的有源電路被至少部分地制造在單獨(dú)襯底上并且然后物理和電接合在一起以形成功能器件。這種接合工藝?yán)脧?fù)雜的技術(shù)，并且期望改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一半導(dǎo)體襯底，具有位于所述第一半導(dǎo)體襯底的第一側(cè)上的第一外部連接件；多個(gè)第一通孔，延伸穿過密封劑，其中，所述密封劑將所述第一半導(dǎo)體襯底與所述多個(gè)第一通孔分隔開；以及金屬層，覆蓋所述第一半導(dǎo)體襯底的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)，其中，所述金屬層不在所述多個(gè)第一通孔上方延伸。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：位于所述第一半導(dǎo)體襯底和所述金屬層之間的膠層。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：位于所述第一半導(dǎo)體襯底和所述金屬層之間的阻擋層。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：背側(cè)保護(hù)層，位于所述金屬層上方；以及開口，穿過所述背側(cè)保護(hù)層，其中，所述開口暴露出所述金屬層的一部分。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述開口具有小于第二寬度的第一寬度，其中，所述第二寬度比所述第一寬度更遠(yuǎn)離所述金屬層。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：與所述金屬層接觸的熱管芯。

在上述半導(dǎo)體器件中，在所述第二側(cè)上不具有重分布層。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一半導(dǎo)體襯底，具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)；第一電接觸件，位于所述第一側(cè)下方；金屬層，在所述第二側(cè)上方延伸；第一通孔，其中，所述第一通孔具有第一高度，所述第一高度大于從所述第一電接觸件到所述金屬層的距離；密封劑，在所述第一通孔和所述第一半導(dǎo)體襯底之間延伸；第一可回流材料，與所述金屬層物理接觸；聚合物層，位于所述金屬層上方并且至少部分地位于所述第一可回流材料的一部分上方；以及第二可回流材料，與所述第一可回流材料物理接觸，并且與所述聚合物層相比，所述第二可回流材料延伸為更遠(yuǎn)離所述第一半導(dǎo)體襯底。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述第二可回流材料具有第一直徑，所述第一直徑大于所述第一可回流材料的第二直徑。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述第二可回流材料具有第一直徑，所述第一直徑小于所述第一可回流材料的第二直徑。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述金屬層包括：第一晶種層；以及第二晶種層，不同于所述第一晶種層。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述第一晶種層包括鈦，并且所述第二晶種層包括銅。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述第一晶種層具有約的厚度，并且所述第二晶種層具有約的厚度。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：管芯附接膜，位于所述第一半導(dǎo)體襯 底和所述聚合物層之間，其中，所述管芯附接膜至少部分地在所述第一可回流材料的一部分上方延伸。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：在第一半導(dǎo)體襯底的第一側(cè)上放置金屬層，其中，所述第一半導(dǎo)體襯底具有位于與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)上的有源器件；鄰近通孔放置所述第一半導(dǎo)體襯底；密封所述第一半導(dǎo)體襯底、所述金屬層和所述通孔；減薄所述密封劑以暴露出所述通孔；以及穿過聚合物層暴露出所述金屬層。

在上述方法中，至少部分通過激光鉆孔方法來執(zhí)行暴露出所述金屬層的步驟。

在上述方法中，還包括：在通過暴露出所述金屬層形成的開口中放置第一可回流材料；以及回流所述第一可回流材料，從而使得所述第一可回流材料在所述聚合物層和所述金屬層之間至少部分地移動(dòng)。

在上述方法中，還包括：在所述第一可回流材料上方放置第二可回流材料。

在上述方法中，還包括：接合與所述金屬層熱連接的熱管芯。

在上述方法中，放置所述金屬層還包括：沉積第一晶種層；以及在所述第一晶種層上沉積第二晶種層。

附圖說明

當(dāng)閱讀附圖時(shí)，根據(jù)以下詳細(xì)的描述來更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。注意，根據(jù)工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件沒有按比例繪制。實(shí)際上，為了討論的清楚，可以任意地增加或減小各個(gè)部件的尺寸。

圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的通孔的形成。

圖2A和圖2B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的具有金屬層的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例。

圖3示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件在通孔之間的放置。

圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件和通孔的密封。

圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例的重分布層和外部連接件的形成。

圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的載體晶圓的分離。

圖7A和圖7B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的金屬層的暴露。

圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的分割。

圖9示出了根據(jù)一些實(shí)施例的熱管芯的接合。

圖10示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在半導(dǎo)體器件的背側(cè)上利用晶種層的另一實(shí)施例。

圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件在通孔之間的放置。

圖12示出了根據(jù)一些實(shí)施例的重分布層的密封和形成。

圖13示出了根據(jù)一些實(shí)施例的晶種層的暴露。

圖14示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的分割。

圖15示出了根據(jù)一些實(shí)施例的熱管芯的接合。

圖16A和圖16B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的接合點(diǎn)的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

以下公開提供了許多不同的用于實(shí)施本發(fā)明主題的不同特征的實(shí)施例或?qū)嵗?。以下描述部件或配置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不用于限制。例如，在以下的描述中，在第二部件上方或之上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件被形成為直接接觸的實(shí)施例，并且也可以包括可以在第一部件和第二部件形成附件部件使得第一部件和第二部分沒有直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可以在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這些重復(fù)是為了簡化和清楚，其本身并不表示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

此外，為了易于描述，可以使用空間相對術(shù)語(諸如“在…下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等)以描述圖中所示一個(gè)元件或部件與另一個(gè)元件或部件的關(guān)系。除圖中所示的定向之外，空間相對術(shù)語還包括使用或操作中設(shè)備的不同定向。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他定向)，本文所使用的空間相對描述可因此進(jìn)行類似的解釋。

現(xiàn)在參照圖1，示出了載體襯底101和位于載體襯底101上方的粘合 層103、聚合物層105和第一晶種層107。例如，載體襯底101包括基于硅的材料(諸如玻璃或氧化硅)或其他材料(諸如氧化鋁)、這些材料的任意組合等。載體襯底101是平坦的以容納半導(dǎo)體器件(諸如第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301，在圖1中未示出，但下面參照圖2A至圖3進(jìn)行了示出和討論)的附接。

粘合層103放置于載體襯底101上以幫助上面的結(jié)構(gòu)(例如，聚合物層105)的粘附。在實(shí)施例中，粘合層103可以包括紫外線膠，其在暴露于紫外光時(shí)失去其粘合性能。然而，也可以使用其他類型的粘合物(諸如壓敏粘合物、輻射可固化粘合物、環(huán)氧樹脂、它們的組合等)。粘合層103可以以半液體或凝膠形式放置于載體襯底101上，其在壓力下容易變形。

聚合物層105放置于粘合層103上方并且被利用以例如當(dāng)已附接第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301后向第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301提供保護(hù)。在實(shí)施例中，聚合物層105可以為聚苯并惡唑(PBO)，但是可以可選地使用任何適當(dāng)?shù)牟牧?，諸如聚酰亞胺或聚酰亞胺衍生物、阻焊劑(SR)或味之素構(gòu)建膜(Ajinomoto build-up film，ABF)。例如，可以使用旋涂工藝將聚合物層105放置為具有約2μm至約15μm之間的厚度(諸如約5μm)，但是可以可選地使用任何適當(dāng)?shù)姆椒ê秃穸取?/p>

第一晶種層107形成在聚合物層105上方。在實(shí)施例中，第一晶種層107為半導(dǎo)體材料的薄層，其幫助在隨后的處理步驟期間形成較厚的層。第一晶種層107可以包括約厚的鈦層以及隨后的約厚的銅層。根據(jù)期望的材料，第一晶種層107可以使用諸如濺射、蒸發(fā)或PECVD工藝的工藝來創(chuàng)建。第一晶種層107可以形成為具有約0.3μm和約1μm之間的厚度，諸如約0.5μm。

圖1還示出了光刻膠109在第一晶種層107上方的放置和圖案化。在實(shí)施例中，光刻膠109可以例如使用旋涂技術(shù)放置在第一晶種層107上至約50μm和約250μm之間的高度，諸如約120μm。一旦位于適當(dāng)?shù)奈恢?，然后可以通過將光刻膠109暴露于圖案化的能量源(例如，圖案化的光源)以引起化學(xué)反應(yīng)，從而在光刻膠109的暴露于圖案化的光源的那些部分中引起物理變化來圖案化光刻膠109。然后，根據(jù)期望的圖案，向曝光的光 刻膠109應(yīng)用顯影劑以利用物理變化并且選擇性地去除光刻膠109的曝光部分或者光刻膠109的未曝光部分。

在實(shí)施例中，在光刻膠109內(nèi)形成的圖案是用于通孔111的圖案。以位于隨后附接的器件(諸如第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301)的不同側(cè)上的這種布置來形成通孔111。然而，可以可選地利用用于通孔111的圖案的任何適當(dāng)?shù)牟贾?，諸如定位為使得第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件放置在通孔111的相對側(cè)上。

在實(shí)施例中，通孔111形成在光刻膠109內(nèi)。在實(shí)施例中，通孔111包括一種或多種導(dǎo)電材料，諸如銅、鎢、其他導(dǎo)電金屬等，并且可以例如通過電鍍、無電鍍等來形成。在實(shí)施例中，使用電鍍工藝，其中，將第一晶種層107和光刻膠109淹沒或浸沒在電鍍?nèi)芤褐?。第一晶種層107的表面電連接至外部DC電源的負(fù)極側(cè)，使得第一晶種層107在電鍍工藝中用作陰極。還將諸如銅陽極的固體導(dǎo)電陽極浸沒在溶液中，并且將其附接至電源的正極側(cè)。來自陽極的原子溶解到溶液內(nèi)，陰極(例如，第一晶種層107)從溶液中獲得溶解的原子，從而鍍光刻膠109的開口內(nèi)的第一晶種層107的暴露的導(dǎo)電區(qū)域。

一旦使用光刻膠109和第一晶種層107已經(jīng)形成通孔111，可以使用適當(dāng)?shù)娜コに?在圖1中未示出但下面在圖3中看到)去除光刻膠109。在實(shí)施例中，等離子體灰化工藝可以用于去除光刻膠109，由此可以增加光刻膠109的溫度直到光刻膠109經(jīng)歷熱分解并且可以被去除為止。然而，可以可選地利用諸如濕剝離的任何其他適當(dāng)?shù)墓に嚒９饪棠z109的去除可以暴露出下面的第一晶種層107的部分。

一旦暴露，可以執(zhí)行第一晶種層107的暴露部分的去除(在圖1中未示出但在下面的圖3中看到)。在實(shí)施例中，例如，可以通過濕蝕刻或干蝕刻工藝來去除第一晶種層107的暴露部分(例如，沒有被通孔111覆蓋的那些部分)。例如，在干蝕刻工藝中，可以將通孔111用作掩模，將反應(yīng)劑導(dǎo)向第一晶種層107。在另一實(shí)施例中，蝕刻劑可以噴射或以其他方式與第一晶種層107接觸以去除第一晶種層107的暴露部分。在已經(jīng)蝕刻掉第一晶種層107的暴露部分之后，在通孔111之間暴露出聚合物層105 的部分。

圖2A示出了將附接至通孔111內(nèi)的聚合物層105的第一半導(dǎo)體器件201(在圖2中未示出但下面參照圖3進(jìn)行了示出和描述)。在實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體器件201包括第一襯底203、第一有源器件(未單獨(dú)示出)、第一金屬化層205、第一接觸焊盤207、第一鈍化層211和第一外部連接件209。第一襯底203可以包括摻雜或未摻雜的體硅、或者絕緣體上硅(SOI)襯底的有源層。通常，SOI襯底包括半導(dǎo)體材料層，諸如硅、鍺、硅鍺、SOI、絕緣體上硅鍺(SGOI)或它們的組合?？梢允褂玫钠渌r底包括多層襯底、梯度襯底或混合取向襯底。

第一有源器件包括各種有源器件和無源器件(諸如電容器、電阻器、電感器等)，其可用于生成用于第一半導(dǎo)體器件201的設(shè)計(jì)的期望結(jié)構(gòu)和功能要求。第一有源器件可以使用任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬稍诘谝灰r底203內(nèi)或第一襯底203上。

第一金屬化層205形成在第一襯底203和第一有源器件上方，并且設(shè)計(jì)為連接各個(gè)有源器件以形成功能電路。在實(shí)施例中，第一金屬化層205由交替的介電材料層和導(dǎo)電材料層形成，并且可以通過任何適當(dāng)?shù)墓に?諸如沉積、鑲嵌、雙鑲嵌等)形成。在實(shí)施例中，可以具有通過至少一個(gè)層間介電層(ILD)與第一襯底203分離的四個(gè)金屬化層，但是第一金屬化層205的精確數(shù)量取決于第一半導(dǎo)體器件201的設(shè)計(jì)。

第一接觸焊盤207可以形成在第一金屬化層205的上方并且與第一金屬化層205電接觸。第一接觸焊盤207可以包括鋁，但可以可選地使用諸如銅的其他材料?？梢允褂贸练e工藝(諸如濺射)以形成材料層(未示出)，然后可以通過適當(dāng)?shù)墓に?諸如光刻掩蔽和蝕刻)去除材料層的一部分以形成第一接觸焊盤207來形成第一接觸焊盤207。然而，任何其他適當(dāng)?shù)墓に嚳梢杂糜谛纬傻谝唤佑|焊盤207。第一接觸焊盤可以形成為具有約0.5μm和約4μm之間的厚度，諸如約1.45μm。

第一鈍化層211可以形成在第一襯底203上并且位于第一金屬化層205和第一接觸焊盤207上方。第一鈍化層211可以由一種或多種合適的介電材料制成，諸如氧化硅、氮化硅、低k電介質(zhì)(諸如摻碳氧化物)、極低 k電介質(zhì)(諸如多孔摻碳二氧化硅)、它們的組合等?？梢酝ㄟ^諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)的工藝來形成第一鈍化層211，但是可以利用任何適當(dāng)?shù)墓に?，并且第一鈍化層211可以具有約0.5μm和約5μm之間的厚度，諸如約

可以形成第一外部連接件209以為第一接觸焊盤207與例如重分布層501(在圖2中未示出但下面參照圖5進(jìn)行了示出和描述)之間的接觸件提供導(dǎo)電區(qū)域。在實(shí)施例中，第一外部連接件209可以是導(dǎo)電柱，并且可以通過首先在第一鈍化層211上方將光刻膠(未示出)形成至具有約5μm至約20μm之間(諸如約10μm)的厚度來形成?？梢詧D案化光刻膠以暴露出第一鈍化層的部分，導(dǎo)電柱將延伸穿過第一鈍化層。一旦圖案化，然后光刻膠可以用作掩模以去除第一鈍化層211的期望部分，從而暴露出下面的第一接觸焊盤207的第一外部連接件209將與之接觸的那些部分。

第一外部連接件209可以形成在第一鈍化層211和光刻膠的開口內(nèi)。第一外部連接件209可以由諸如銅的導(dǎo)電材料形成，但是還可以使用其他導(dǎo)電材料，諸如鎳、金或金屬合金、這些的組合等。此外，可以使用諸如電鍍的工藝來形成第一外部連接件209，通過電鍍，電流流過第一接觸焊盤207的期望形成第一外部連接件209的導(dǎo)電部分，并且第一接觸焊盤207浸沒在溶液中。溶液和電流在開口內(nèi)沉積例如銅，以填充和/或過填充光刻膠和第一鈍化層211的開口，從而形成第一外部連接件209。然后，可以使用例如灰化工藝、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝、它們的組合等來去除第一鈍化層211的開口外側(cè)的過量導(dǎo)電材料和光刻膠。

然而，本領(lǐng)域技術(shù)任何應(yīng)該意識(shí)到，上述形成第一外部連接件209的工藝僅僅是一種這樣的描述，而不用于將實(shí)施例限于這種精確的工藝。相反，所描述的工藝僅僅旨在是示例性的，可以可選地利用用于形成第一外部連接件209的任何適當(dāng)?shù)墓に?。所有適當(dāng)?shù)墓に嚲耆荚诎ㄔ诒緦?shí)施例的范圍內(nèi)。

在第一襯底203的與第一金屬化層205相對的一側(cè)，可以放置第一金屬層213以幫助從第一半導(dǎo)體器件201去除熱量。在實(shí)施例中，可以通過首先在第一襯底203上應(yīng)用第一膠層214來放置第一金屬層213。第一膠 層214可以是環(huán)氧樹脂，但是還可以利用任何適當(dāng)?shù)恼澈衔?。第一膠層214可以應(yīng)用至約0.5μm和約20μm之間的厚度。

一旦第一膠層214已經(jīng)應(yīng)用于第一襯底203，可以應(yīng)用第一金屬層213。在實(shí)施例中，第一金屬層213可以是諸如銅的導(dǎo)電材料，盡管其他適當(dāng)?shù)牟牧习═i、TiN和Ta。在實(shí)施例中，第一金屬層213可以是銅箔，其具有約3μm和約150μm之間的第一厚度?？赏ㄟ^使銅箔接觸第一膠層214來應(yīng)用銅箔。

鄰近第一金屬層213，可以形成管芯附接膜(DAF)217以幫助將第一半導(dǎo)體器件201附接至聚合物層105。在實(shí)施例中，管芯附接膜217是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸橡膠、硅石填充劑或它們的組合，并且使用層壓技術(shù)來應(yīng)用。然而，可以可選地利用任何其他適當(dāng)?shù)目蛇x材料和形成方法。

圖2B示出了利用第一金屬層213的第一半導(dǎo)體器件201的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，可以在沒有第一膠層214的情況下應(yīng)用第一金屬層213。任選地，在該實(shí)施例中，可以在形成第一金屬層213之前應(yīng)用第一阻擋層219以防止第一金屬層213的材料擴(kuò)散到下面的第一襯底203內(nèi)。在實(shí)施例中，第一阻擋層219可以包括阻擋材料(諸如鈦、氮化鈦、這些的組合等)，并且可以使用諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)等的工藝來形成。第一阻擋層219可以形成為具有約0.1μm和約20μm之間的厚度，諸如約0.5μm。

一旦形成了第一阻擋層219，可以在第一阻擋層219上方形成第一金屬層213。在該實(shí)施例中，可以使用諸如物理汽相沉積(PVD)的沉積工藝來形成第一金屬層213，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)某练e或放置工藝。在實(shí)施例中，第一金屬層213可以形成為具有約0.02μm和約0.5μm之間(諸如約0.3μm)的厚度，并且第一金屬層213和第一阻擋層219(共同地)可以具有約0.3μm和約15μm之間的厚度。

任選地，一旦第一金屬層213已經(jīng)形成在第一阻擋層219上，可以在第一金屬層213上方形成第二阻擋層221，以防止第一金屬層213的材料(例如銅)擴(kuò)散到相鄰結(jié)構(gòu)內(nèi)。在實(shí)施例中，第二阻擋層221可以類似于 第一阻擋層219(例如，使用CVD、PVD或ALD形成的鈦或氮化鈦)，盡管可以可選是不同的。

在該實(shí)施例中，一旦已經(jīng)形成第一金屬層213或第二阻擋層221，可以應(yīng)用管芯附接膜217以幫助第一半導(dǎo)體器件201與聚合物層105的粘合。在實(shí)施例中，管芯附接膜217如上面參照圖2A所述。

圖3示出了在聚合物層105上放置第一半導(dǎo)體器件201以及放置第二半導(dǎo)體器件301。在實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體器件301可以包括第二襯底303、第二有源器件(未單獨(dú)示出)、第二金屬化層305、第二接觸焊盤307、第二鈍化層311和第二外部連接件309。在實(shí)施例中，第二襯底303、第二有源器件、第二金屬化層305、第二接觸焊盤307、第二鈍化層311和第二外部連接件309可以類似于第一襯底203、第一有源器件、第一金屬化層205、第一接觸焊盤207、第一鈍化層211和第一外部連接件209，盡管它們也可以不同。

此外，第二半導(dǎo)體器件301還可以具有沿著第二襯底303的一側(cè)形成的第二金屬層313。在實(shí)施例中，可以與第二膠層(在圖3中未單獨(dú)示出)或與第三阻擋層和第四阻擋層(也未在圖3中單獨(dú)示出)一起形成第二金屬層313。在實(shí)施例中，第二金屬層313、第二膠層、第三阻擋層和第四阻擋層可以類似于上面參照圖2A和圖2B描述的第一金屬層213、第一膠層214、第一阻擋層219和第二阻擋層221，盡管它們可以不同。

在實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301可以使用例如拾取和放置工藝來放置在聚合物層105上。然而，任何其他可選方法可以用于放置第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301。

圖4示出了通孔111、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301的密封?？梢栽谀Ｖ圃O(shè)備(在圖4中未單獨(dú)示出)中執(zhí)行密封，模制設(shè)備可以包括頂部模制部分和與頂部模制部分分離的底部模制部分。當(dāng)頂部模制部分降低到與底部模制部分相鄰時(shí)，可以形成用于載體襯底101、通孔111、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301的模制腔。

在密封工藝期間，頂部模制部分可以放置為與底部模制部分相鄰，從而將載體襯底101、通孔111、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301 封閉在模制腔內(nèi)。一旦封閉，頂部模制部分和底部模制部分可以形成氣密密封，以控制氣體流入模制腔和氣體從模制腔流出。一旦密封，可以在模制腔內(nèi)放置密封劑401。密封劑401可以是模塑料樹脂，諸如聚酰亞胺、PPS、PEEK、PES、耐熱晶體樹脂、這些的組合等?？稍谠陧敳磕Ｖ撇糠趾偷撞磕Ｖ撇糠謱?zhǔn)之前在模制腔內(nèi)放置密封劑401，或者可以通過注入口注入到模制腔內(nèi)。

一旦已經(jīng)將密封劑401放置到模制腔中使得密封劑401密封載體襯底101、通孔111、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301，可以固化密封劑401以硬化密封劑401來用于最佳保護(hù)。雖然精確的固化工藝至少部分地取決于針對密封劑401所選的特定材料，但在選擇模塑料作為密封劑401的實(shí)施例中，可以通過諸如將密封劑401加熱至約100℃和約130℃之間(諸如約125℃)并且持續(xù)約60秒至約3000秒之間(諸如約600秒)的工藝來發(fā)生固化。此外，密封劑401內(nèi)可以包括引發(fā)劑和/或催化劑以更好地控制固化工藝。

然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，上述固化工藝僅僅是示例性工藝，而不用于限制當(dāng)前的實(shí)施例?？梢钥蛇x地使用其他固化工藝(諸如輻射或者甚至允許密封劑401在室溫下硬化)。可以使用任何適當(dāng)?shù)墓袒に?，并且所有這些工藝均完全包括在本文所討論的實(shí)施例的范圍內(nèi)。

圖4還示出了密封劑401的薄化以暴露出通孔111、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301以用于進(jìn)一步處理。例如，可以使用機(jī)械研磨或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來執(zhí)行薄化，從而化學(xué)蝕刻劑和研磨料用于反應(yīng)和研磨掉密封劑401、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301，直到暴露出通孔111、第一半導(dǎo)體器件201上的第一外部連接件209和第二半導(dǎo)體器件301上的第二外部連接件309。如此，第一半導(dǎo)體器件201、第二半導(dǎo)體器件301和通孔111可以具有平坦的表面，其還與密封劑401在同一平面上。

然而，雖然上述CMP工藝呈現(xiàn)為一個(gè)示例性實(shí)施例，但其不旨在限制于實(shí)施例，可以可選地使用任何其他適當(dāng)?shù)娜コに噥肀』芊鈩?01、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301并且暴露出通孔111。例如， 可以利用一系列化學(xué)蝕刻。可以可選地利用該工藝和任何其他適當(dāng)?shù)墓に囈员』芊鈩?01、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301，并且所有這些工藝均完全旨在包括在實(shí)施例的范圍內(nèi)。

任選地，在已經(jīng)薄化密封劑401之后，可以使通孔111和第一外部連接件209凹進(jìn)在密封劑401內(nèi)。在實(shí)施例中，可以使用例如蝕刻工藝(其利用對通孔111和第一外部連接件209(例如銅)的材料具有選擇性的蝕刻劑)來使通孔111和第一外部連接件209凹進(jìn)。通孔111和第一外部連接件209可以凹進(jìn)至約20μm和約300μm之間的深度，諸如約180μm。

圖5示出了形成重分布層(RDL)501以互連第一半導(dǎo)體器件201、第二半導(dǎo)體器件301、通孔111和第三外部連接件505。在實(shí)施例中，可通過首先利用適當(dāng)?shù)男纬晒に?諸如CVD或?yàn)R射)形成鈦銅合金的晶種層(未示出)來形成RDL 501。然后，可以形成光刻膠(也未示出)以覆蓋晶種層，并且然后可以圖案化光刻膠以暴露出晶種層的期望定位RDL 501的那些部分。

一旦形成并且圖案化光刻膠，可以通過諸如鍍的沉積工藝在晶種層上形成諸如銅的導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料可以形成為具有約1μm和約10μm之間(諸如5μm)的厚度。然而，雖然所討論的材料和方法適合于形成導(dǎo)電材料，但這些材料僅僅是示例性的?？梢钥蛇x地使用諸如AlCu或Au的任何其他適當(dāng)?shù)牟牧弦约爸T如CVD或PVD的任何其他適當(dāng)?shù)男纬晒に噥硇纬蒖DL 501。

一旦形成了導(dǎo)電材料，可以通過諸如灰化的適當(dāng)去除工藝來去除光刻膠。此外，在去除光刻膠之后，可以通過例如將導(dǎo)電材料用作掩模的適當(dāng)?shù)奈g刻工藝來去除晶種層的被光刻膠覆蓋的那些部分。

圖5還示出了在RDL 501上方形成第三鈍化層503來為RDL 501和其他下面的結(jié)構(gòu)提供保護(hù)和隔離。在實(shí)施例中，第三鈍化層503可以是聚苯并惡唑(PBO)，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)牟牧?，諸如聚酰亞胺或聚酰亞胺衍生物。例如，可以使用旋涂工藝將第三鈍化層503放置為具有約5μm和約25μm之間的厚度(諸如約7μm)，盡管可以可選地使用任何適當(dāng)?shù)姆椒ê秃穸取?/p>

此外，雖然圖5僅示出了單個(gè)RDL 501和單個(gè)第三鈍化層503，但這是為了清楚并且不旨在限制實(shí)施例。此外，可以重復(fù)一次或多次上述形成單個(gè)RDL 501和單個(gè)第三鈍化層503的工藝以根據(jù)期望形成多個(gè)RDL 501和多個(gè)第三鈍化層503。可以利用任何適當(dāng)數(shù)量的RDL 501。

圖5還示出了形成第三外部連接件505以與RDL 501進(jìn)行電接觸。在實(shí)施例中，在已經(jīng)形成第三鈍化層503之后，可以通過去除第三鈍化層503的部分來制成穿過第三鈍化層503的開口以暴露出下面的RDL 501的至少一部分。開口允許RDL 501與第三外部連接件505之間的接觸?？梢允褂眠m當(dāng)?shù)墓饪萄谀：臀g刻工藝來形成開口，盡管可以使用任何適當(dāng)?shù)墓に噥肀┞冻鯮DL 501的部分。

在實(shí)施例中，第三外部連接件505可以是球珊陣列，并且可以通過第三鈍化層503將第三外部連接件505放置在RDL 501上并且第三外部連接件505可以包括諸如焊料的共晶材料，盡管可以可選地使用任何適當(dāng)?shù)牟牧?。在第三外部連接件505是焊球的實(shí)施例中，可以使用落球法(諸如直接落球工藝)來形成第三外部連接件505以將第三外部連接件505放置在凸塊下金屬化層(UBM)上?？蛇x地，可以通過首先通過任何適當(dāng)?shù)姆椒?諸如蒸發(fā)、電鍍、印刷、焊料轉(zhuǎn)印)形成錫層，然后優(yōu)選執(zhí)行回流以將材料成形為期望凸塊形狀來形成焊球。一旦已經(jīng)形成了第三外部連接件505，可以執(zhí)行測試以確保該結(jié)構(gòu)適合于進(jìn)一步的處理。

圖6示出了載體襯底101從第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301分離。在實(shí)施例中，第三外部連接件505可以附接至環(huán)結(jié)構(gòu)601，并且因此包括第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301的結(jié)構(gòu)可以附接至環(huán)結(jié)構(gòu)601。環(huán)結(jié)構(gòu)601可以是用于在分離工藝期間和之后為結(jié)構(gòu)提供支撐和穩(wěn)定性的金屬環(huán)。在實(shí)施例中，例如，使用紫外線膠帶603將第三外部連接件505、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301附接至環(huán)結(jié)構(gòu)，盡管可以可選地使用任何其他適當(dāng)?shù)恼澈衔锘蚋浇臃绞健?/p>

一旦第三外部連接件505附接至環(huán)結(jié)構(gòu)601并且因此包括第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301的結(jié)構(gòu)附接至環(huán)結(jié)構(gòu)601，可以使用例如熱工藝來改變粘合層103的粘合性能而使載體襯底101從包括第一半導(dǎo)體 器件201和第二半導(dǎo)體器件301的結(jié)構(gòu)分離。在特定實(shí)施例中，諸如紫外線(UV)激光、二氧化碳(CO₂)激光或紅外(IR)激光的能量源用于照射和加熱粘合層103，直到粘合層103失去至少一些粘合性能為止。一旦進(jìn)行了這種操作，載體襯底101和粘合層103可以從包括第三外部連接件505、第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301的結(jié)構(gòu)物理地分離并且去除。

圖7A示出了聚合物層105上方的背側(cè)保護(hù)層701的任選放置。在實(shí)施例中，背側(cè)保護(hù)層701可以是保護(hù)材料，諸如阻焊劑(SR)、層壓化合物(LC)或味之素構(gòu)建膜(Ajinomoto build-up film，ABF)。在實(shí)施例中，背側(cè)保護(hù)層701可以使用層壓技術(shù)應(yīng)用至約10μm和約80μm之間的厚度，諸如約25μm。

圖7A還示出了一旦已經(jīng)放置了背側(cè)保護(hù)層701，可以圖案化背側(cè)保護(hù)層701和聚合物層105以暴露出通孔111以及第一金屬層213和第二金屬層313的期望部分。在實(shí)施例中，例如，可以使用激光鉆孔方法來圖案化背側(cè)保護(hù)層701和聚合物層105，通過使用激光鉆孔方法，將激光導(dǎo)向聚合物層105的期望被去除的那些部分以暴露出下面的通孔111、第一金屬層213和第二金屬層313。在激光鉆孔工藝期間，鉆孔能量可以在從0.1mJ至約30mJ的范圍內(nèi)，并且相對于背側(cè)保護(hù)層701的法線的鉆孔角度為約0度(垂直于背側(cè)保護(hù)層701)至約85度。在實(shí)施例中，圖案化可以在通孔111上方形成第一開口703，其具有約100μm和約300μm之間的第一寬度，諸如約200μm，并且還在第一半導(dǎo)體器件201上方形成第二開口707，其具有約10μm和約300μm之間的第二寬度，諸如約150μm。

在另一實(shí)施例中，可以通過以下步驟來圖案化背側(cè)保護(hù)層701和聚合物層105：首先對背側(cè)保護(hù)層701應(yīng)用光刻膠(在圖7A中未單獨(dú)示出)，然后將光刻膠暴露于圖案化的能量源(例如，圖案化光源)以引起化學(xué)反應(yīng)，從而在光刻膠的暴露于圖案化的光源的那些部分中引起物理變化。然后，向曝光的光刻膠應(yīng)用顯影劑以利用這種物理變化并且根據(jù)期望的圖案選擇性地去除光刻膠的曝光部分或者光刻膠的未曝光部分，并且利用例如干蝕刻工藝去除下面的背側(cè)保護(hù)層701和聚合物層105的暴露部分。然而， 可以利用用于圖案化背側(cè)保護(hù)層701和聚合物層105的任何其他適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

任選地，可以在激光鉆孔工藝之后利用清洗工藝以去除激光鉆孔工藝留下的任何殘留材料。在實(shí)施例中，清洗工藝可以為等離子體清洗工藝，其還可以去除背側(cè)保護(hù)層701和聚合物層105的暴露表面的部分。在實(shí)施例中，在諸如氮?dú)?、氬氣等的惰性氣氛中使用氧等離子體等來執(zhí)行等離子體清洗工藝。

圖7B示出了如圖7A中的標(biāo)記為705的虛線示出的形成在第一半導(dǎo)體器件201上方的一個(gè)第二開口707的特寫圖?？梢钥闯觯谝灰r底203、第一金屬層213(與第一膠層214或第一阻擋層219一起)、DAF 217、聚合物層105和背側(cè)保護(hù)層701是堆疊的，并且第二開口707延伸穿過背側(cè)保護(hù)層701、聚合物層105和DAF 217，但停止在第一金屬層213上，從而暴露出第一襯底203的背側(cè)上的第一金屬層213。

此外，第二開口707具有漏斗狀。在實(shí)施例中，第二開口707在鄰近第一金屬層213處具有第一寬度W₁，第一寬度W₁在約20μm和300μm之間，諸如約100μm。此外，第二開口707在第二開口707的頂部處具有約50μm和約320μm之間的第二寬度W₂，諸如約120μm。然而，可以利用任何適當(dāng)?shù)某叽纭?/p>

通過暴露出沿著第一襯底203的背側(cè)的部分的第一金屬層213，可以穿過DAF 217、聚合物層105和背側(cè)保護(hù)層701形成與第一半導(dǎo)體器件201連接熱路徑而不需要另一重分布層及其相關(guān)的鈍化層和接合焊盤，簡單地從第一半導(dǎo)體器件201去除熱量。如此，可以通過避免與重分布層和接合焊盤相關(guān)聯(lián)的工藝而簡化了總體工藝。這允許更有效的工藝來提供熱路徑，從而去除由第一半導(dǎo)體器件201所生成的熱量。

圖8示出了結(jié)構(gòu)的分割以形成第一封裝件801。在實(shí)施例中，可以通過使用鋸條(未示出)切穿通孔111之間的密封劑401和聚合物層105來執(zhí)行分割，從而將一個(gè)部分與另一部分分離來形成具有第一半導(dǎo)體器件201的第一封裝件801。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，使用鋸條來分割第一封裝件801僅僅是一個(gè)示例性實(shí)施例而不旨在限制?？梢钥蛇x地利用 用于分割第一封裝件801的可選方法，諸如利用一種或多種蝕刻來分離第一封裝件801。這些方法和任何其他適當(dāng)?shù)姆椒ǘ伎梢钥蛇x地用于分割第一封裝件801。

圖8額外地示出了在第一半導(dǎo)體器件201上方的第一開口703和第二開口707內(nèi)放置導(dǎo)熱保護(hù)層803以保護(hù)當(dāng)前暴露的第一金屬層213和通孔111。在實(shí)施例中，導(dǎo)熱保護(hù)層803可以包括導(dǎo)熱材料，諸如焊膏或氧焊保護(hù)(OSP)，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)牟牧?。在?shí)施例中，可以使用模板來應(yīng)用導(dǎo)熱保護(hù)層803，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)膽?yīng)用方法。

圖9示出了通過導(dǎo)熱保護(hù)層803與第一金屬層213熱連接的熱管芯900的放置。在實(shí)施例中，熱管芯900包括導(dǎo)熱材料，其例如通過第三接觸焊盤909接收來自第一半導(dǎo)體器件201的熱量并且將熱量傳輸遠(yuǎn)離第一半導(dǎo)體器件201。在實(shí)施例中，熱管芯900可以為被動(dòng)的(僅被動(dòng)傳送熱量)，或者可以包括主動(dòng)傳送系統(tǒng)，其通過熱管芯900循環(huán)冷卻介質(zhì)(諸如水)以主動(dòng)地移動(dòng)熱量遠(yuǎn)離第一半導(dǎo)體器件201。

此外，雖然熱管芯900可包括僅設(shè)計(jì)用于去除熱量的材料和結(jié)構(gòu)，但實(shí)施例不旨在限于此。相反，在其他實(shí)施例中，熱管芯900可以包括有源器件(諸如晶體管)和無源器件(諸如電阻器和電容器)，它們可以用于與期望去除的熱量一起提供期望的功能。熱管芯900可以利用任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)組合以從第一半導(dǎo)體器件201去除熱量。

為了將熱管芯900接合至第一半導(dǎo)體器件201，可以在第三接觸焊盤909上形成第四外部連接件910。在實(shí)施例中，第四外部連接件910可以是接觸凸塊(諸如球珊陣列、微凸塊或可控塌陷芯片連接(C4)凸塊)，并且可以包括諸如錫的材料或者諸如銀或銅的其他適當(dāng)材料。在第四外部連接件910為錫焊料凸塊的實(shí)施例中，可以通過首先通過任何適當(dāng)?shù)姆椒?諸如蒸發(fā)、電鍍、印刷、焊料轉(zhuǎn)印、焊球放置等)將錫層形成為例如約100μm的厚度來形成第四外部連接件910。一旦在結(jié)構(gòu)上形成錫層，執(zhí)行回流以將材料成形為期望的凸塊形狀。

一旦已經(jīng)形成了第四外部連接件910，將第四外部連接件910與第一金屬層213上方的導(dǎo)熱保護(hù)層803對準(zhǔn)并且放置為與導(dǎo)熱保護(hù)層803物理 接觸，并且執(zhí)行接合。例如，在第四外部連接件910為焊料凸塊的實(shí)施例中，接合工藝可以包括回流工藝，由此將第四外部連接件910的溫度提升到第四外部連接件910將液化并且流動(dòng)的點(diǎn)，從而一旦第四外部連接件910重新固化，就將熱管芯900接合至導(dǎo)熱保護(hù)層803。

圖9還示出了一旦已經(jīng)放置了熱管芯900，可以將第二封裝件902接合至通孔111。第二封裝件902可以包括第三襯底903、第三半導(dǎo)體器件905、第四半導(dǎo)體器件907(接合至第三半導(dǎo)體器件905)、第三接觸焊盤909、第二密封劑911和第五外部連接件913。在實(shí)施例中，第三襯底903可以為例如封裝襯底，封裝襯底包括內(nèi)部連接件(例如，襯底通孔915)以將第三半導(dǎo)體器件905電連接至通孔111。

可選地，第三襯底903可以是用作中間襯底以將第三半導(dǎo)體器件905連接至通孔111的中介板。在該實(shí)施例中，第三襯底903可以是例如摻雜或未摻雜的硅襯底或者絕緣體上硅(SOI)襯底的有源層。然而，第三襯底903可以可選地為玻璃襯底、陶瓷襯底、聚合物襯底或可以提供適當(dāng)保護(hù)和/或互連功能的任何其他襯底。這些和任何其他適當(dāng)?shù)牟牧峡梢钥蛇x地用于第三襯底903。

第三半導(dǎo)體器件905可以是設(shè)計(jì)用于預(yù)期目的的半導(dǎo)體器件，諸如為邏輯管芯、中央處理單元(CPU)管芯、存儲(chǔ)管芯(例如，DRAM管芯)、這些的組合等。在實(shí)施例中，根據(jù)所期望的特定功能，第三半導(dǎo)體器件905包括位于其中的集成電路器件，諸如晶體管、電容器、電感器、電阻器、第一金屬化層(未示出)等。在實(shí)施例中，第三半導(dǎo)體器件905設(shè)計(jì)和制造為與第一半導(dǎo)體器件201結(jié)合工作或同時(shí)工作。

第四半導(dǎo)體器件907可以類似于第三半導(dǎo)體器件905。例如，第四半導(dǎo)體器件907可以是設(shè)計(jì)用于預(yù)期目的的半導(dǎo)體器件(例如，DRAM管芯)，并且包括用于期望功能的集成電路器件。在實(shí)施例中，第四半導(dǎo)體器件907設(shè)計(jì)為與第一半導(dǎo)體器件201和/或第三半導(dǎo)體器件905結(jié)合工作或同時(shí)工作。

第四半導(dǎo)體器件907可以接合至第三半導(dǎo)體器件905。在實(shí)施例中，諸如通過使用粘合劑，第四半導(dǎo)體器件907僅與第三半導(dǎo)體器件905物理 接合。在該實(shí)施例中，例如，可以使用接合引線917將第四半導(dǎo)體器件907和第三半導(dǎo)體器件905電連接至第三襯底903，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)碾娊雍稀?/p>

可選地，第四半導(dǎo)體器件907可以物理并且電接合至第三半導(dǎo)體器件905。在該實(shí)施例中，第四半導(dǎo)體器件907可以包括第三外部連接件(在圖9中未單獨(dú)示出)，第三外部連接件與第三半導(dǎo)體器件905上的第四外部連接件(也未在圖9中單獨(dú)示出)連接以將第四半導(dǎo)體器件907與第三半導(dǎo)體器件905互連。

第三接觸焊盤909可以形成在第三襯底903上以在第三半導(dǎo)體器件905與例如第五外部連接件913之間形成電連接。在實(shí)施例中，第三接觸焊盤909可以形成在第三襯底903內(nèi)的電氣布線(諸如襯底通孔915)上方并且與電氣布線電接觸。第三接觸焊盤909可以包括鋁，但是可以可選地使用其他材料(諸如銅)。第三接觸焊盤909可以使用以下方式來形成：使用沉積工藝(諸如濺射)形成材料層(未示出)，然后可以通過適當(dāng)?shù)墓に?諸如光刻掩蔽和蝕刻)去除部分材料層以形成第三接觸焊盤909。然而，任何其他適當(dāng)?shù)墓に嚳梢杂糜谛纬傻谌佑|焊盤909。第三接觸焊盤909可以形成為具有約0.5μm和約4μm之間的厚度，諸如約1.45μm。

第二密封劑911可以用于密封并且保護(hù)第三半導(dǎo)體器件905、第四半導(dǎo)體器件907和第三襯底903。在實(shí)施例中，第二密封劑911可以是模塑料，并且可以使用模制設(shè)備(圖9中未示出)來放置。例如，第三襯底903、第三半導(dǎo)體器件905和第四半導(dǎo)體器件907可以放置在模制設(shè)備的腔內(nèi)，并且可以氣密密封腔。第二密封劑911可以在氣密密封腔之前放置在腔內(nèi)或者可以通過注入口注入到腔內(nèi)。在實(shí)施例中，第二密封劑911可以是模塑料樹脂，諸如聚酰亞胺、PPS、PEEK、PES、耐熱晶體樹脂、這些的組合等。

一旦將第二密封劑911放置在腔內(nèi)使得第二密封劑911密封環(huán)繞第三襯底903、第三半導(dǎo)體器件905和第四半導(dǎo)體器件907的區(qū)域，可以固化第二密封劑911以硬化第二密封劑911來用于最佳保護(hù)。雖然精確的固化工藝至少部分地取決于針對第二密封劑911所選的特定材料，但在選擇模 塑料作為第二密封劑911的實(shí)施例中，可以通過諸如將第二密封劑911加熱到約100℃和約130℃之間(諸如約125℃)并且持續(xù)約60秒至約3000秒(諸如約600秒)的工藝來進(jìn)行固化。此外，第二密封劑911內(nèi)可以包括引發(fā)劑和/或催化劑以更好地控制固化工藝。

然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，上述固化工藝僅僅是示例性工藝，而不用于限制當(dāng)前的實(shí)施例。可以可選地使用其他固化工藝(諸如輻射或者甚至允許第二密封劑911在室溫下硬化)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)墓袒に?，并且所有這些工藝均完全旨在包括在本文所討論的實(shí)施例的范圍內(nèi)。

在實(shí)施例中，可以形成第五外部連接件913以在襯底903和例如通孔111之間提供外部連接。第五外部連接件913可以是諸如球珊陣列、微凸塊或可控塌陷芯片連接(C4)凸塊的接觸凸塊，并且可以包括諸如錫的材料或者諸如銀或銅的其他適當(dāng)材料。在第五外部連接件913為錫焊料凸塊的實(shí)施例中，第五外部連接件913可以通過以下方式來形成：首先通過諸如蒸發(fā)、電鍍、印刷、焊料轉(zhuǎn)印、球放置等的任何適當(dāng)?shù)姆椒▽㈠a層形成為例如約100μm的厚度。一旦在結(jié)構(gòu)上形成錫層，執(zhí)行回流以將材料成形為期望的凸塊形狀。

一旦已形成了第五外部連接件913，可以使第五外部連接件913與通孔111上方的導(dǎo)熱保護(hù)層803對準(zhǔn)并且放置為與導(dǎo)熱保護(hù)層803物理接觸，并且執(zhí)行接合。例如，在第五外部連接件913為焊料凸塊的實(shí)施例中，接合工藝可以包括回流工藝，由此第五外部連接件913的溫度上升到第五外部連接件913將液化并且流動(dòng)的點(diǎn)，從而一旦第五外部連接件913重新固化，就將第二封裝件902接合至導(dǎo)熱保護(hù)層803。

通過沿著第一半導(dǎo)體器件201的背側(cè)形成第一金屬層213，并且然后穿過背側(cè)層形成開口以將熱管芯接合至第一金屬層213，熱路徑可以形成為遠(yuǎn)離第一半導(dǎo)體器件201。如此，可以從第一半導(dǎo)體器件201快速并且有效地去除熱量而不涉及僅為了去除熱量而形成重分布層、與重分布層相關(guān)聯(lián)的鈍化層以及第一半導(dǎo)體管芯201的背側(cè)上的接觸焊盤的復(fù)雜性和成本。如此，可以制造更簡單并且成本更低的產(chǎn)品。

圖10示出了其中利用第一半導(dǎo)體器件201的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例 中，第一半導(dǎo)體器件201仍然可以包括第一襯底203、第一有源器件(圖9中未示出)、第一金屬化層205、第一接觸焊盤207、第一鈍化層211和第一外部連接件209。

然而，在該實(shí)施例中，在第一襯底203的背側(cè)上方形成雙晶種層，例如，第二晶種層1001和第三晶種層1003。在實(shí)施例中，第二晶種層1001可以包括導(dǎo)熱材料，諸如鈦、銅、鉭、氮化鈦、鎳、這些的組合等。在實(shí)施例中，可以使用諸如CVD、PVD或ALD的沉積工藝來形成第二晶種層1001，盡管可以可選地利用形成或放置的任何適當(dāng)方法。第二晶種層1001可以形成至約和約之間的厚度。

第三晶種層1003也可以為導(dǎo)熱材料，諸如鈦、銅、鉭、氮化鈦、鎳、這些的組合等，并且可以為與第二晶種層1001相同或不同的材料。在實(shí)施例中，可以使用諸如CVD、PVD或ALD來形成第三晶種層，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)某练e或放置工藝，并且可以形成為約和約之間的厚度。在具體實(shí)施例中，第二晶種層1001可以為具有約的厚度的鈦，并且第三晶種層1003可以為具有約的厚度的銅。

一旦第二晶種層1001和第三晶種層1003已經(jīng)形成或放置在第一襯底203上，可以在第三晶種層1003上方放置DAF 217。在實(shí)施例中，DAF 217可以為上面參照圖2描述的材料。然而，可以使用任何適當(dāng)?shù)牟牧弦詫⒌谝话雽?dǎo)體器件201附接至聚合物層105。

圖11示出了在聚合物層105上放置第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301(其也可以具有雙晶種層)。在實(shí)施例中，如上面參照圖1描述的，聚合物層105位于載體襯底101和粘合層103上方，并且通孔111也位于聚合物層105上方?？梢酝ㄟ^拾取和放置方法來執(zhí)行放置，其中DAF217將第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301粘附至聚合物層105。

圖12示出了用密封劑401密封第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301。在實(shí)施例中，可以如上面參照圖4所描述的來執(zhí)行密封。例如，將第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301放置在模制腔內(nèi)，將密封劑401注入到模制腔內(nèi)，然后固化密封劑401。然而，可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)拿芊夤に嚮蚍椒ā?/p>

圖12還示出了密封劑401的薄化以及RDL 501、第三鈍化層503和第三外部連接件505的形成。在實(shí)施例中，可以如上面參照圖4至圖5所描述的來執(zhí)行密封劑401的薄化以及RDL 501、第三鈍化層503和第三外部連接件505的形成。然而，可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)姆椒ê筒牧稀?/p>

圖13示出了將第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301附接至環(huán)結(jié)構(gòu)601以及使載體襯底101從第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301分離。在實(shí)施例中，如上面參照圖6所描述的，第一半導(dǎo)體器件201和第二半導(dǎo)體器件301可以附接至環(huán)結(jié)構(gòu)601并且去除載體襯底101，盡管可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)母浇雍腿コ姆椒ā?/p>

圖13額外地示出了在不具有背側(cè)保護(hù)層701的情況下，穿過聚合物層105形成第三開口1301和第四開口1303。在實(shí)施例中，可以使用例如激光鉆孔方法來形成第三開口1301和第四開口1303，通過使用激光鉆孔方法將激光導(dǎo)向聚合物層105的期望被去除的那些部分以暴露出下面的通孔111和部分第三晶種層1003。在實(shí)施例中，圖案化可以在通孔111上方形成第三開口1301以具有約100μm和約300μm之間的第一寬度(諸如約200μm)，并且還在半導(dǎo)體器件201上方形成第四開口1303以具有約15μm和約30μm之間的第二寬度(諸如約20μm)。

圖14示出了從第二半導(dǎo)體器件301分離第一半導(dǎo)體器件201以形成第一封裝件801。在實(shí)施例中，如上面參照圖8所描述的，可以從第二半導(dǎo)體器件301分離第一半導(dǎo)體器件201。例如，鋸條可以用于從第二半導(dǎo)體器件301分離第一半導(dǎo)體器件201。然而，可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)目蛇x方法。

任選地，此時(shí)，可以在第三開口1301和第四開口1303內(nèi)應(yīng)用導(dǎo)熱保護(hù)層803。在實(shí)施例中，可以如上面參照圖8所描述的來應(yīng)用導(dǎo)熱保護(hù)層803。然而，可以可選地利用任何適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

圖15示出了一旦應(yīng)用導(dǎo)熱保護(hù)層803，可以將熱管芯900和第二封裝件902分別接合至第一半導(dǎo)體器件201和通孔111。在實(shí)施例中，熱管芯900和第二封裝件902可以如上面參照圖9所描述的進(jìn)行接合。例如，熱管芯900可以通過聚合物層105與第四開口1303對準(zhǔn)。類似地，第二封裝 件902可以通過聚合物層105與第三開口1301對準(zhǔn)。一旦對準(zhǔn)，可以執(zhí)行回流工藝以將熱管芯900和第三半導(dǎo)體器件905接合至第一封裝件801。然而，可以可選地利用接合熱管芯900和第三半導(dǎo)體器件905的任何適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

任選地，在已經(jīng)接合熱管芯900之后，可以在熱管芯900和第一封裝件801之間分配底部填充材料1501。在實(shí)施例中，底部填充材料1501是用于墊起和支撐熱管芯900和第一封裝件801以免受操作和環(huán)境劣化(諸如操作期間熱量生成所引起的應(yīng)力)的保護(hù)材料。底部填充材料1501可以注入或者以其他方式形成在熱管芯900和第一封裝件801之間的空間中，并且例如可以包括分配在熱管芯900和第一封裝件801之間并且然后固化以硬化的液體環(huán)氧樹脂。

圖16A示出了圖15所示的實(shí)施例中的第三晶種層1003和導(dǎo)熱保護(hù)層803之間的接合點(diǎn)以及第五外部連接件913的特寫圖。在實(shí)施例中，接合回流之后沿著接合點(diǎn)接合的第五外部連接件913/導(dǎo)熱保護(hù)層803具有第一直徑D₁，并且接合之后位于聚合物層105上方的第五外部連接件913具有大于第一直徑D₁的第二直徑D₂。在實(shí)施例中，第一直徑D₁可以在約20μm和約150μm之間，諸如約100μm，而第二直徑D₂可以在約50μm和約200μm之間，諸如約120μm。為了實(shí)現(xiàn)圖16A的結(jié)構(gòu)，穿過DAF 217的開口的臨界尺寸小于球的尺寸，并且球尺寸可以在約200μm和約400μm之間，并且凸塊下金屬化層可以在約0.03μm和約0.5μm之間。

圖16B示出了其中沿著第二晶種層1003的接合點(diǎn)具有第三直徑D₃的另一實(shí)施例，其中第三直徑D₃大于聚合物層105上方的第五外部連接件913的第四直徑D₄。在實(shí)施例中，第三直徑D₃可以在約100μm和約300μm之間，諸如約250μm，而第四直徑D₄可以在約50μm和約150μm之間，諸如約120μm。為了實(shí)現(xiàn)圖16B的結(jié)構(gòu)，穿過DAF 217的開口的臨界尺寸小于球的尺寸，并且球尺寸可以在約20μm和約200μm之間，并且凸塊下金屬化層可以在約0.03μm和約0.5μm之間。

通過形成如上所述的接合點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)用于從第一半導(dǎo)體器件201中傳送出熱量的更大的表面積。通過較大的表面積，可以從第一半導(dǎo)體器件 201以及從總體器件更容易地去除更多的熱量。這導(dǎo)致在操作期間的第一半導(dǎo)體器件201的更有效的操作和更少的熱量引起的故障。

根據(jù)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括具有位于第一半導(dǎo)體襯底的第一側(cè)上的第一外部連接件的第一半導(dǎo)體襯底。多個(gè)第一通孔延伸穿過密封劑，其中，密封劑將第一半導(dǎo)體襯底與多個(gè)第一通孔分離，并且金屬層覆蓋第一半導(dǎo)體襯底的與第一側(cè)相對的第二側(cè)，其中，金屬層不在多個(gè)第一通孔上方延伸。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括具有第一側(cè)和與第一側(cè)相對的第二側(cè)的第一半導(dǎo)體襯底。第一電接觸件位于第一側(cè)下方，并且金屬層在第二側(cè)上方延伸。第一通孔具有第一高度，第一高度大于從第一電接觸件到金屬層的距離。密封劑在第一通孔和第一半導(dǎo)體襯底之間延伸。第一可回流材料與金屬層物理接觸。聚合物層位于金屬層上方并且至少部分地位于第一可回流材料的一部分上方，以及第二可回流材料，與第一可回流材料物理接觸，并且與聚合物層相比更加遠(yuǎn)離第一半導(dǎo)體襯底延伸。

根據(jù)又一實(shí)施例，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括：在第一半導(dǎo)體襯底的第一側(cè)上放置金屬層，其中，第一半導(dǎo)體襯底具有位于與第一側(cè)相對的第二側(cè)上的有源器件。鄰近通孔放置第一半導(dǎo)體襯底，并且密封第一半導(dǎo)體襯底、金屬層和通孔。減薄密封劑以暴露出通孔，以及穿過聚合物層暴露出金屬層。

上面論述了多個(gè)實(shí)施例的特征使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地以本公開為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)或修改用于執(zhí)行與本文所述實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，這些等效結(jié)構(gòu)不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種變化、替換和改變。