用于半導(dǎo)體裝置的間隔體層和半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及用于半導(dǎo)體裝置的間隔體層和半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品需求上的快速增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)了高容量存儲(chǔ)裝置的需求。諸如閃存存儲(chǔ)卡的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置正變得廣泛地用于滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的數(shù)字信息存儲(chǔ)和交換的需求。它們的輕便性、多功能性和耐久設(shè)計(jì)以及它們的高可靠性和大容量已經(jīng)使這樣的存儲(chǔ)裝置理想地用于廣泛種類(lèi)的電子裝置，例如包括數(shù)字相機(jī)、數(shù)字音樂(lè)播放器、視頻游戲控制臺(tái)、PDA和移動(dòng)電話(huà)。
[0003]盡管很多變化的封裝構(gòu)造是已知的，但是閃存存儲(chǔ)卡通?？芍圃鞛橄到y(tǒng)級(jí)封裝(system-1n-a-package, SiP)或多芯片模塊(MCM),其中多個(gè)裸芯(die)安裝且互連在小的足印(footprint)基板上?；逋ǔ？砂▌傂?、電介質(zhì)基底，具有在一側(cè)或兩側(cè)上蝕刻的導(dǎo)電層。電連接形成在裸芯和導(dǎo)電層之間，并且導(dǎo)電層提供電引線結(jié)構(gòu)用于裸芯到主機(jī)裝置的連接。一旦裸芯和基板之間的電連接制成，該組件然后典型地裝入提供保護(hù)封裝的模制化合物(molding compound)中。
[0004]圖1和2中示出了傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝體的截面?zhèn)纫晥D和俯視圖(圖2中沒(méi)有模制化合物)。典型的封裝體包括貼附到基板26的多個(gè)半導(dǎo)體裸芯，例如閃存裸芯22和控制器裸芯24。多個(gè)裸芯鍵合襯墊28可在裸芯制造工藝期間形成在半導(dǎo)體裸芯22、24上。類(lèi)似地，多個(gè)接觸襯墊30可形成在基板26上。裸芯22可貼附到基板26，然后裸芯24可安裝在裸芯22上。然后，所有的裸芯可通過(guò)在各裸芯鍵合襯墊28和接觸襯墊30對(duì)之間的貼附引線鍵合件32電連接到基板。一旦所有的電連接制成，則裸芯和引線鍵合件可包封在模制化合物34中以密封封裝體且保護(hù)裸芯和引線鍵合件。
[0005]為了最有效地利用封裝足印，已知在彼此頂上堆疊半導(dǎo)體裸芯、彼此完全重疊或者如圖1和2所示具有偏移。在偏移構(gòu)造中，一個(gè)裸芯堆疊在另一個(gè)裸芯的頂上，使得下裸芯的鍵合襯墊被暴露。偏移構(gòu)造提供了便利接近堆疊中每個(gè)半導(dǎo)體裸芯上的鍵合襯墊的優(yōu)點(diǎn)。盡管圖1的堆疊中示出了兩個(gè)存儲(chǔ)器裸芯，但是已知在堆疊中提供更多個(gè)存儲(chǔ)器裸芯，例如，四個(gè)或八個(gè)存儲(chǔ)器裸芯。
[0006]為了在保持或減小封裝體總體尺寸的同時(shí)提高半導(dǎo)體封裝體的存儲(chǔ)能力，存儲(chǔ)器裸芯的尺寸與封裝體的總體尺寸相比已經(jīng)變得很大。為此，通常使存儲(chǔ)器裸芯的足印與基板的足印幾乎同樣大。
[0007]控制器裸芯24通常小于存儲(chǔ)器裸芯22。因此，控制器裸芯24通常設(shè)置在存儲(chǔ)器裸芯堆疊的頂部。該構(gòu)造具有一定的缺點(diǎn)。例如，難以形成從控制器裸芯上的裸芯鍵合襯墊下至基板的大量的引線鍵合件。已經(jīng)知曉在控制器裸芯下方提供插入體(interposer)或重分配層，使得從控制器裸芯至插入體，然后從插入體下至基板，形成引線鍵合件。然而，這增加了半導(dǎo)體裝置制造的成本和復(fù)雜性。而且，從控制器裸芯到基板的相對(duì)長(zhǎng)的引線鍵合件減慢了半導(dǎo)體裝置的操作。
[0008]內(nèi)容
[0009]本技術(shù)的示例涉及用于半導(dǎo)體裝置的間隔體層，間隔體層包括:第一主表面；與第一主表面相反的第二主表面；以及孔和凹口之一，在第一主表面和第二主表面之間形成為穿過(guò)間隔體層；其中形成間隔體層的材料來(lái)自由單晶半導(dǎo)體元素或化合物以及多晶半導(dǎo)體元素或化合物構(gòu)成的組。
[0010]在另一個(gè)示例中，本技術(shù)涉及半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置包括:基板；第一半導(dǎo)體裸芯，安裝到基板的表面；以及第二半導(dǎo)體裸芯，形成安裝到基板的該表面的間隔體層，間隔體層包括穿過(guò)相反的第一主表面和第二主表面的孔，第一半導(dǎo)體裸芯適配在間隔體層的孔內(nèi)。
[0011]在進(jìn)一步示例中，本技術(shù)涉及半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置包括:基板；第一半導(dǎo)體裸芯，直接安裝到基板的表面；第二、回收半導(dǎo)體裸芯，包括至少一部分集成電路，回收半導(dǎo)體裸芯的第一主表面直接安裝到基板的該表面，并且回收半導(dǎo)體裸芯包括穿過(guò)第一主表面和與第一主表面相反的第二主表面的孔，第一半導(dǎo)體裸芯適配在回收半導(dǎo)體裸芯中的孔內(nèi)；以及一個(gè)或多個(gè)第三半導(dǎo)體裸芯的組，安裝在回收半導(dǎo)體裸芯上。
[0012]在另一個(gè)示例中，本技術(shù)涉及半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置包括:基板；第一半導(dǎo)體裸芯，安裝到基板的表面；以及第二半導(dǎo)體裸芯，形成安裝到基板的該表面的間隔體層，間隔體層包括形成在第二半導(dǎo)體裸芯的邊緣中的凹口，該凹口穿過(guò)相反的第一主表面和第二主表面，第一半導(dǎo)體裸芯至少部分地適配在間隔體層的凹口內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的現(xiàn)有技術(shù)側(cè)視圖，包括以偏移關(guān)系堆疊的成對(duì)半導(dǎo)體裸
-!-H
Λ ο
[0014]圖2是傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的現(xiàn)有技術(shù)側(cè)視圖，包括以重疊關(guān)系堆疊且由間隔體層分開(kāi)的成對(duì)半導(dǎo)體裸芯。
[0015]圖3是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的形成半導(dǎo)體裸芯的流程圖。
[0016]圖4是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的階段的立體圖(perspectiveview)。
[0017]圖5是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的進(jìn)一步階段的立體圖。
[0018]圖6是根據(jù)本技術(shù)可替換實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的階段的立體圖。
[0019]圖7是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例從半導(dǎo)體晶片形成間隔體層的流程圖。
[0020]圖8、9和10是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的包括孔的部分處理的晶片的俯視圖、后視圖和立體圖。
[0021]圖11是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的用于拾取間隔體層的工具的真空尖端的仰視圖。
[0022]圖12-13是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的間隔體層的俯視圖和立體圖。
[0023]圖14是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的進(jìn)一步階段的立體圖。
[0024]圖15是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的進(jìn)一步階段的立體圖。
[0025]圖16是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的進(jìn)一步階段的立體圖.
[0026]圖17是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的進(jìn)一步階段的立體圖.
[0027]圖18是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造中的進(jìn)一步階段的立體圖.
[0028]圖19-20示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的包括具有缺陷集成電路的回收半導(dǎo)體裸芯的晶片的部分視圖。
[0029]圖21-22示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的間隔體層的可替換實(shí)施例的視圖。
[0030]圖23-26是包括傳統(tǒng)間隔體層的半導(dǎo)體裝置的現(xiàn)有技術(shù)視圖，該間隔體層設(shè)置在基板上用于基板安裝半導(dǎo)體裸芯。
[0031]圖27是與根據(jù)本技術(shù)另一實(shí)施例的基板和基板安裝半導(dǎo)體裸芯連同間隔體層的立體圖。
[0032]圖28和29是包括支撐基板上方的半導(dǎo)體裸芯的圖27的可替換間隔體層的半導(dǎo)體裝置的立體圖。
[0033]圖30是示出包括安裝了圖27的可替換間隔體層的裸芯堆疊的完成的半導(dǎo)體裝置的截面?zhèn)纫晥D。
[0034]圖31是包括根據(jù)圖27的實(shí)施例的凹口的半導(dǎo)體晶片的俯視圖。
[0035]圖32是圖31所示晶片的一部分的放大圖。
[0036]圖33是包括根據(jù)圖27的實(shí)施例的凹口的半導(dǎo)體晶片的俯視圖。
[0037]圖34是圖33所示晶片的一部分的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在將參考圖3至34描述本技術(shù)，在實(shí)施例中，涉及安裝在基板的表面上的包括半導(dǎo)體裸芯的半導(dǎo)體裝置，例如控制器。間隔體層也安裝在基板上。在一個(gè)實(shí)施例中，基板安裝的半導(dǎo)體裸芯可適配(fit)在穿過(guò)間隔體層的相反的第一表面和第二表面而形成的孔內(nèi)。在另外的實(shí)施例中，基板安裝半導(dǎo)體裸芯它們安裝在穿過(guò)間隔體層的邊緣的一部分而形成的凹口內(nèi)。任一實(shí)施例的間隔體層可由根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片形成或切割。一旦間隔體層貼附到基板，一個(gè)或多個(gè)附加的半導(dǎo)體裸芯可安裝在間隔體層的頂上。
[0039]應(yīng)理解，本技術(shù)可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)解釋為限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使本公開(kāi)透徹且完成，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)本技術(shù)。實(shí)際上，本技術(shù)旨在覆蓋這些實(shí)施例的替換、修改和等同方案，其包括在如所附權(quán)利要求限定的本技術(shù)的范圍和精神內(nèi)。此外，在本技術(shù)的下面的詳細(xì)描述中，闡述了大量的特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)本技術(shù)的透徹理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，本技術(shù)可在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。
[0040]如這里所用的術(shù)語(yǔ)“頂”和“底”、“上”和“下”以及“垂直”和“水平”僅為示例和說(shuō)明的目的，而不旨在限制本技術(shù)的描述，這是因?yàn)樗鲰?xiàng)目在位置和方向上可交換。而且，如本文所用，術(shù)語(yǔ)“基本上”和/或“約”是指特定的尺寸或參數(shù)可在給定應(yīng)用的可接受制造公差內(nèi)變化。在一個(gè)實(shí)施例中，可接受制造公差為±.25%.
[0041]現(xiàn)在將參考圖3和7的流程圖以及圖4-6和8-22的視圖說(shuō)明本技術(shù)的實(shí)施例。盡管附圖示出了各半導(dǎo)體裝置100或其一部分，但是應(yīng)理解裝置100可與基板面板上的多個(gè)其它裝置100 —起批量加工以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)?；迕姘迳习雽?dǎo)體裝置100的行數(shù)和列數(shù)可變化。
[0042]基板面板可從多個(gè)基板102開(kāi)始(再次地，例如一個(gè)這樣的基板示出在圖4-5中)?；?02可為各種不同的芯片載體介質(zhì)，包括印刷電路板(PCB)、引線框或帶自動(dòng)鍵合(TAB)帶?；蹇砂ǘ鄠€(gè)通路孔104、電跡線106和接觸襯墊108。基板102可包括許多更多的通路孔104，跡線106和襯墊108 (圖中僅標(biāo)示出了其中一部分)，并且它們可位于與圖中所示不同的位置。
[0043]參見(jiàn)圖3的流程圖，在步驟200中無(wú)源元件112可貼附到基板102。一個(gè)或多個(gè)無(wú)源元件例如可包括一個(gè)或多個(gè)電容器、電阻器和/或電感器，盡管可以考慮其它的元件。所示的無(wú)源元件112 (圖中僅給出其中一個(gè))僅為示例，并且在另外的實(shí)施例中可變化數(shù)量、類(lèi)型和位置。無(wú)源元件112可在基板1