可形成為氧化物層、氮化物層或它們的雙層。詳細(xì)地說，保護(hù)層可形成為例如二氧化硅(S12)層的氧化物層、例如氮化硅(SiNx)層的氮化物層，或它們的組合。
[0071]諸如凸塊焊盤225和重布線240 (還描述為再分布線或再分布端子)的多個端子可形成在第一半導(dǎo)體芯片200的有源表面ACT上。第一凸塊220可設(shè)置在多個凸塊焊盤225中的每一個上。第一凸塊220可包括例如僅銅(Cu)柱或Cu柱和焊料。各個第一凸塊220和/或其對應(yīng)的凸塊焊盤225可單獨(dú)或一起稱作端子，諸如互連端子或芯片間端子。第一凸塊220物理結(jié)合和電結(jié)合至第二半導(dǎo)體芯片300的第二凸塊320 (其也可一般稱作互連端子或芯片間端子)。
[0072]多個凸塊焊盤225可通過多個重布線240電連接至設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的邊緣部分的各個接合焊盤(未示出)。接合焊盤中的每一個可通過導(dǎo)線250電連接至襯底焊盤140。導(dǎo)線250可由諸如Cu、銷(Al)、金(Au)、Au合金等的金屬形成。
[0073]雖然圖1示出了僅多個凸塊焊盤225設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200上并且全部連接至第二半導(dǎo)體芯片300的第二凸塊320，但是圖1的圖示是為了附圖簡明或便于根據(jù)剖切部分的理解，并且實(shí)際可在第一半導(dǎo)體芯片200的有源表面ACT上設(shè)置各種焊盤。將參照圖7A和圖7B更加詳細(xì)地描述所述各種焊盤的布置方式。
[0074]第一半導(dǎo)體芯片200可包括存儲器器件或非存儲器器件。例如，存儲器器件可包括動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、閃速存儲器、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、可編程RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)和電阻式RAM(RRAM)。非存儲器器件可為諸如微處理器、數(shù)字信號處理器或微控制器的邏輯器件或類似器件。在一個實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體芯片200可為諸如DRAM的存儲器器件。第一半導(dǎo)體芯片還可包括例如設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片的不同區(qū)中的存儲器器件和邏輯器件二者。
[0075]類似于第一半導(dǎo)體芯片200，第二半導(dǎo)體芯片300可包括有源表面ACT和無源表面NACT。第二半導(dǎo)體芯片300可例如通過倒裝芯片方法通過第二凸塊320堆疊在第一半導(dǎo)體芯片200上。在一個實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體芯片300的結(jié)構(gòu)與參照第一半導(dǎo)體芯片200描述的結(jié)構(gòu)相同。例如，第二半導(dǎo)體芯片300可基于有源晶圓形成，并且可包括主體部分(未示出)、布線部分(未示出)、保護(hù)層(未示出)等。主體部分可包括半導(dǎo)體襯底(未示出)、集成電路層(未示出)、層間絕緣層(未示出)等，并且布線部分可包括金屬間絕緣層(未示出)和多層布線層(未示出)。保護(hù)層可形成在第二半導(dǎo)體芯片300的有源表面ACT的布線部分上。
[0076]多個焊盤(未示出)可形成在第二半導(dǎo)體芯片300的有源表面ACT上，并且第二凸塊320可設(shè)置在多個焊盤中的每一個上。第二凸塊320可包括例如Cu柱322和焊料324。各個第二凸塊320和/或其對應(yīng)的凸塊焊盤可單獨(dú)或一起稱作端子，諸如互連端子或芯片間端子。當(dāng)?shù)谝煌箟K220包括焊料時，第二凸塊320可僅包括Cu柱322。根據(jù)環(huán)境，第一凸塊220和第二凸塊320中的每一個可包括焊料。當(dāng)然，第一凸塊220和第二凸塊320的材料不限于上述材料。將參照圖7B更詳細(xì)地描述形成在第二半導(dǎo)體芯片300上的焊盤和第二凸塊320之間的示例性位置關(guān)系。
[0077]在根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000的結(jié)構(gòu)中，第一半導(dǎo)體芯片200和第二半導(dǎo)體芯片300可通過倒裝芯片接合法按照鏡子形狀堆疊以彼此面對，從而至少相對于兩個芯片上的外部端子形成鏡式堆疊結(jié)構(gòu)。將參照圖7A和圖7B更加詳細(xì)地描述鏡式堆疊結(jié)構(gòu)。在根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件結(jié)構(gòu)中，第一半導(dǎo)體芯片200和第二半導(dǎo)體芯片300中的任一個可為主芯片，而另一個可為從芯片。主芯片可為其中的輸入/輸出焊盤連接至襯底焊盤140以直接輸入/輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體芯片，而從芯片可為其中的輸入/輸出焊盤不連接至襯底焊盤140因此其數(shù)據(jù)經(jīng)主芯片輸入/輸出的半導(dǎo)體芯片。將參照圖6更加詳細(xì)地描述主芯片與從芯片之間的電路連接關(guān)系。
[0078]應(yīng)力緩沖層400可設(shè)置在襯底100的邊緣部分，并且可具有與其它組件相比相對較低的模量。模量可表示楊氏模量。作為參考，模量表示彈性模量，其中，具有低模量的材料可為柔性或柔和的，而具有高模量的材料可為剛性或僵硬的。
[0079]應(yīng)力緩沖層400可由這樣的材料形成，即，該材料能夠緩沖由于襯底100與密封構(gòu)件500之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)的差異而施加至襯底100的應(yīng)力。例如，應(yīng)力緩沖層400可由能夠增大具有低模量的襯底100的CTE的材料形成。
[0080]更詳細(xì)地說，通常，半導(dǎo)體芯片的模量在正常溫度下可為約7Gpa，可用于形成密封構(gòu)件500的環(huán)氧模塑化合物(EMC)的模量可為約15GPa至約30GPa，PCB (具體地說，對應(yīng)于主體的PCB芯)的模量可為約1GPa至約30GPa，并且晶片附著膜(DAF)的模量可為約300MPa至約lOOOMPa?；贑TE，半導(dǎo)體芯片的CTE可為約3ppm至約4ppm，EMC的CTE可為約3ppm至約30ppm，PCB芯的CTE可為約3ppm至約20ppm，并且DAF的CTE可為約50ppm至約150ppm。在特定的實(shí)施例中，應(yīng)力緩沖層的緩沖結(jié)構(gòu)的模量可為比封裝襯底和封蓋層中的每一個的模量至少小一個量級(例如，小5% )，并且在一些情況下，小2至3個量級。溫度越高，模量和CTE越小。
[0081]如上所述，由于半導(dǎo)體封裝件1000的組件的模量和CTE值彼此不同，因此當(dāng)組件根據(jù)周圍溫度的變化膨脹和/或收縮時，應(yīng)力會施加至彼此。例如，由于襯底100與常用于密封構(gòu)件500的EMC之間的CTE差，因此許多應(yīng)力會施加至襯底100，并且，因此，會常發(fā)生使得襯底100的邊緣部分彎曲的故障。
[0082]EMC可根據(jù)組成材料或含有的填料量而具有不同的模量或CTE，通常，與襯底100相比，用于密封半導(dǎo)體芯片的邊緣的EMC往往具有更高的模量和更低的CTE。因此，在由于溫度升高導(dǎo)致膨脹的情況下，襯底100比EMC膨脹得更多。然而，如圖1所示，由于襯底100和EMC在半導(dǎo)體封裝件1000的邊緣部分彼此附著并固定，因此EMC用作用于限制襯底100的膨脹的應(yīng)力。由于施加至襯底100的應(yīng)力，襯底100會向上彎曲(例如，邊緣會變得高于中間部分)，并且襯底100的彎曲會導(dǎo)致設(shè)置在襯底100下方的例如焊料球的外部連接構(gòu)件600接觸不良、開裂、分離等。
[0083]具體地說，由于根據(jù)一般物理特性熱膨脹朝著邊緣部分逐漸增大，因此，因為襯底100的膨脹，所以在襯底100的邊緣部分會頻繁出現(xiàn)外部連接構(gòu)件600的故障，并且襯底100在邊緣部分直接結(jié)合并固定至EMC，從而在邊緣部分產(chǎn)生最大應(yīng)力。由于第一半導(dǎo)體芯片200與襯底100之間在襯底100的中心部分的CTE差所導(dǎo)致的應(yīng)力也會施加至襯底100。然而，如上所述，由于熱膨脹在中心部分所導(dǎo)致的膨脹的增大相對較小，并且在特定示例中，第一半導(dǎo)體芯片200通過利用具有相對較低的模量和相對較高的CTE的粘合劑構(gòu)件(例如，DAF)附著并固定至襯底100，因此，DAF可緩沖從第一半導(dǎo)體芯片200施加至襯底100的應(yīng)力。因此，在襯底100的中心部分從第一半導(dǎo)體芯片200接收的應(yīng)力會較小。
[0084]雖然已經(jīng)描述了 EMC的CTE低于襯底100的CTE的情況，但是不排除相反的情況。例如，根據(jù)EMC的材料，EMC的CTE可高于襯底100的CTE，并且在這種情況下，襯底100會抑制EMC的膨脹，因此，襯底100會向下彎曲。即使襯底100向下彎曲，也會出現(xiàn)外部連接構(gòu)件600的故障。
[0085]此外，當(dāng)考慮到通過外部連接構(gòu)件600將半導(dǎo)體封裝件1000安裝在諸如存儲器模塊的模塊襯底之類的板上時，襯底100和外部連接構(gòu)件600中出現(xiàn)的異常會導(dǎo)致板級可靠性(BLR)中的熱循環(huán)(TC)可靠性非常弱。TC可靠性是通過在板級周期性地升高和降低溫度來測試可靠性是否保持達(dá)到預(yù)定循環(huán)次數(shù)的結(jié)果。例如，可通過當(dāng)TC可靠性測試在板級重復(fù)超過1000次循環(huán)時測試是否仍然保持性能來獲得TC可靠性，其中，一次循環(huán)表示在約30分鐘至約45分鐘期間在約0°C和約125°C之間的溫度變化。
[0086]如上所述，在包括覆蓋第一半導(dǎo)體芯片并覆蓋襯底的第一表面的封蓋層的半導(dǎo)體器件中，第一緩沖結(jié)構(gòu)可在襯底的第一邊緣部分形成在襯底的第一表面與封蓋層之間。如圖1所示，第一緩沖結(jié)構(gòu)可與第一半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)分離或間隔開預(yù)定距離。類似地，至少第二緩沖結(jié)構(gòu)可在襯底的與第一邊緣部分相對的第二邊緣部分形成在襯底的第一表面與封蓋構(gòu)件之間。第二緩沖結(jié)構(gòu)可與第一半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)分離或間隔開預(yù)定距離。第一緩沖結(jié)構(gòu)和第二緩沖結(jié)構(gòu)可描述為相同的應(yīng)力緩沖層的一部分。對于半導(dǎo)體芯片的各側(cè)，分離距離可相同的，但不必須是相同的。
[0087]在根據(jù)特定實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000中，應(yīng)力緩沖層400可具有例如約0.1MPa至約500MPa的低模量，并具有例如約10ppm至約100ppm的高CTE。由于應(yīng)力緩沖層400的低模量和/或高CTE，應(yīng)力緩沖層400可緩沖將被施加至襯底100的應(yīng)力。例如，由于應(yīng)力緩沖層400設(shè)置在密封構(gòu)件500與襯底100之間，襯底100可在密封構(gòu)件500的影響很小的情況下膨脹和/或收縮。
[0088]作為參考，低模量表示像橡皮筋一樣的高柔性，而高CTE表示膨脹和收縮的增大。因此，當(dāng)應(yīng)力緩沖層400設(shè)置在密封構(gòu)件500與襯底100之間時，在設(shè)置應(yīng)力緩沖層400的部分，襯底100可利用應(yīng)力緩沖層400自由地膨脹和收縮，并且可不受密封構(gòu)件500的影響。結(jié)果，應(yīng)力緩沖層400可用于減小襯底100的模量并增大襯底100的CTE。密封構(gòu)件500在本文中還被稱作模制件或模制結(jié)構(gòu)。
[0089]應(yīng)力緩沖層400可由例如硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、硅樹脂和環(huán)氧樹脂的混合物、聚酰亞胺和環(huán)氧樹脂的混合物等形成。環(huán)氧樹脂可含有填料，并且應(yīng)力緩沖層400的模量和CTE可根據(jù)含有的填料量而變化。當(dāng)應(yīng)力緩沖層400由環(huán)氧樹脂形成時，應(yīng)力緩沖層400可含有相對較少的填料，因此具有低模量和高CTE。應(yīng)力緩沖層400可按照液體形式涂布并形成在襯底100上，或者可按照薄膜式附著并形成在襯底100上。
[0090]應(yīng)力緩沖層400的厚度Dl可為約10 μ m至約100 μ m。厚度Dl越厚，應(yīng)力緩沖功能越強(qiáng)。然而，考慮到應(yīng)力緩沖層400不能完全替代密封構(gòu)件500的功能，可在特定厚度范圍內(nèi)形成應(yīng)力緩沖層400。例如，在根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000中，應(yīng)力緩沖層400可形成為約40 μπι的厚度。應(yīng)力緩沖層400的寬度可為第一長度LI，并且可通過考慮第一半導(dǎo)體芯片200與襯底100之間的尺寸差、安全引線接合區(qū)域等來確定第一長度LI。另外，應(yīng)力緩沖層400在第二方向(圖2Α的y方向)上的長度可與襯底100在第二方向上的長度相同。當(dāng)然，應(yīng)力緩沖層400在第二方向(圖2A的y方向)上的長度可與襯底100在第二方向上的長度不同。應(yīng)力緩沖層400在本文中也可被稱作界面層(例如，邊緣界面層)或緩沖結(jié)構(gòu)。
[0091]密封構(gòu)件500可密封第一半導(dǎo)體芯片200和第二半導(dǎo)體芯片300的側(cè)表面和上表面。然而，如圖1所示，應(yīng)力緩沖層400的一個側(cè)表面可通過密封構(gòu)件500的側(cè)表面暴露出來。密封構(gòu)件500可由例如EMC形成。例如，在一個實(shí)施例中，EMC的模量可為約15GPa至約30Gpa，并且CTE為約3ppm至約30ppm，如上所述。密封構(gòu)件500不限于EMC，并且可由例如環(huán)氧族材料、熱固性材料、熱塑性材料、UV處理的材料等的各種材料形成。熱固性材料可包括酚類硬化劑，酸酐類硬化劑或氨絡(luò)物類硬化劑和丙烯酸類聚合物的添加劑。密封構(gòu)件500可由環(huán)氧樹脂形成，并且可包含相對大量的填料。例如，密封構(gòu)件500可由含有約80%的二氧化硅填料的環(huán)氧族材料形成。
[0092]密封構(gòu)件500可通過MUF工藝形成，因此，覆蓋第一半導(dǎo)體芯片200和第二半導(dǎo)體芯片300的邊緣的材料可與填充在第一半導(dǎo)體芯片200與第二半導(dǎo)體芯片300之間的材料相同。如圖1所示，第一凸塊220和第二凸塊320可設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200與第二半導(dǎo)體芯片300之間，并且由密封構(gòu)件500包圍。
[0093]外部連接構(gòu)件600可用于將整個半導(dǎo)體封裝件1000安裝在外部系統(tǒng)襯底或模塊襯底上。例如，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000可通過外部連接構(gòu)件600安裝在存儲器模塊的模塊襯底上。本文中還稱作外部連接端子的各個外部連接構(gòu)件600可包括諸如外部下焊盤620和連接構(gòu)件630的導(dǎo)電互連部分。外部連接構(gòu)件600的大小可比如圖1所示的第一凸塊220或第二凸塊320的大小更大。外部連接構(gòu)件600可包括內(nèi)端子和最外側(cè)端子(例如，最靠近襯底的邊緣的端子)。作為參考，形成在系統(tǒng)襯底或模塊襯底上的布線可標(biāo)準(zhǔn)化或具有限制，從而由于模塊襯底的物理特征該布線難以擁擠。因此，安裝在系統(tǒng)襯底或模塊襯底上的半導(dǎo)體封裝件1000的外部連接構(gòu)件600的間隔和尺寸可大于半導(dǎo)體封裝件1000中的各個半導(dǎo)體芯片之間的連接構(gòu)件的間隔和尺寸。
[0094]外部下焊盤620可相對于下保護(hù)層120暴露，并且電連接至主體層110中的布線圖案。外部下焊盤620可由例如Al、Cu等形成，并且通過脈沖電鍍法或直流(DC)電鍍法形成。然而，外部下焊盤620的材料和形成方法不限于上述材料和方法。
[0095]連接構(gòu)件630可由例如，Cu、Al、銀(Ag)、錫(Sn)、Au、焊料等的導(dǎo)電材料形成。然而，連接構(gòu)件630的材料不限于此。連接構(gòu)件630可形成為多層或單層。例如，當(dāng)連接構(gòu)件630形成為多層時，連接構(gòu)件630可包括Cu柱和焊料，如第一凸塊220或第二凸塊320中那樣。當(dāng)連接構(gòu)件630形成為單層時，連接構(gòu)件630可由例如Sn-Ag焊料或Cu形成。在根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000中，連接構(gòu)件630可為焊料球。
[0096]根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000可包括應(yīng)力緩沖層400，其在襯底100的邊緣部分設(shè)置在襯底100與密封構(gòu)件500之間，并具有相對較低的模量和相對較高的CTE。利用應(yīng)力緩沖層400，可緩沖由于襯底100與密封構(gòu)件500之間的CTE差導(dǎo)致的將被施加至襯底100的應(yīng)力。因此，可防止襯底100彎曲，并且可防止設(shè)置在襯底100下方的外部連接構(gòu)件600的諸如接觸不良、開裂、分離等的異常情況。結(jié)果，當(dāng)考慮到半導(dǎo)體封裝件1000通過外部連接構(gòu)件600安裝在諸如模塊襯底之類的板上時，可提高BLR中的TC可靠性。
[0097]應(yīng)力緩沖層400可按照各種形式設(shè)置在襯底100的邊緣部分，將在下面參照圖2A至圖2E來描述。在一個實(shí)施例中，應(yīng)力緩沖層400可設(shè)置在整個襯底100而非僅設(shè)置在襯底100的邊緣部分上。然而，尤其有用的是，在襯底100的邊緣部分包括應(yīng)力緩沖層400以減輕特定情況下的應(yīng)力，在襯底100的邊緣部分，應(yīng)力可能最大，并且最可能導(dǎo)致襯底100的連接問題。另外，如各個實(shí)施例中所示，應(yīng)力緩沖結(jié)構(gòu)可形成在由與襯底相鄰的半導(dǎo)體芯片所占據(jù)的區(qū)域以外。在各個實(shí)施例中，應(yīng)力緩沖結(jié)構(gòu)不接觸與襯底相鄰的半導(dǎo)體芯片或不與其任何部分豎直重疊。結(jié)果，可按照各種形式將應(yīng)力緩沖層400設(shè)置在使將被施加至襯底100的應(yīng)力最小化的部分，因此，使得設(shè)置在襯底100下方的外部連接構(gòu)件600的異常最小化。
[0098]圖2A至圖2E是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000、1000a、1000b、1000c和100d的頂視圖，其中，為了方便理解，省略了密封構(gòu)件和導(dǎo)線。下文中，為了方便描述，將簡要重復(fù)或省略已經(jīng)參照圖1進(jìn)行的描述。
[0099]參照圖2A，在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000中，應(yīng)力緩沖層400可在第一方向(X方向)上在第二半導(dǎo)體芯片300的兩側(cè)(例如，相對側(cè))設(shè)置在襯底100的兩個邊緣部分(例如，相對邊緣部分)。應(yīng)力緩沖層400可包括沿著襯底100的兩個邊緣在第二方向上較長(例如，在y方向上縱向延伸)的矩形結(jié)構(gòu)，如圖2A所示。然而，應(yīng)力緩沖層400的結(jié)構(gòu)不限于示出的矩形結(jié)構(gòu)或襯底100的特定邊緣。
[0100]作為參考，雖然圖2A中未示出，但是第一半導(dǎo)體芯片200設(shè)置在第二半導(dǎo)體芯片300下方(參照圖1)。另外，用于將第一半導(dǎo)體芯片200電連接至襯底100的多條導(dǎo)線(參照圖1和圖11B)可在第一方向上設(shè)置在第二半導(dǎo)體芯片300的兩側(cè)。當(dāng)然，多條導(dǎo)線可包括用于將第二半導(dǎo)體芯片300電連接至襯底100的導(dǎo)線?？紤]到外部連接構(gòu)件600被襯底100、第一半導(dǎo)體芯片200和第二半導(dǎo)體芯片300以及應(yīng)力緩沖層400擋住并且不可見，因此將外部連接構(gòu)件600繪制為多個虛圓。外部連接構(gòu)件600的數(shù)量可根據(jù)襯底100的布線結(jié)構(gòu)或包括在半導(dǎo)體封裝件1000中的半導(dǎo)體芯片的類型或數(shù)量而變化。
[0101]如上所述，由于襯底100和密封構(gòu)件500之間的CTE差，與襯底100的中心部分相比，施加至襯底100的應(yīng)力在襯底100的邊緣部分會更大。因此，類似于根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件1000，通過在第一方向上將應(yīng)力緩沖層400設(shè)置在襯底100的兩個邊緣部分上，可緩沖將被施加至襯底100的兩個邊緣部分的應(yīng)力，因此，可使得襯底100的彎曲和設(shè)置在襯底100下方的外部連接構(gòu)件600的故障最小化。
[0102]參照圖2B，與圖2A的半導(dǎo)體封裝件1000不同，在根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件100a中，應(yīng)力緩沖層400a可在第二方向(y方向)上在第二半導(dǎo)體芯片300的兩側(cè)設(shè)置在襯底100的兩個邊緣部分。當(dāng)如圖2B所示地觀看時，應(yīng)力緩沖層400a可具有沿著襯底100的頂部邊緣和底部邊緣在第一方向(X方向)上較長的矩形結(jié)構(gòu)。然而，應(yīng)力緩沖層400a的結(jié)構(gòu)不限于