半導(dǎo)體裝置和制造半導(dǎo)體裝置的方法
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置和制造半導(dǎo)體裝置的方法
[0001]本申請(qǐng)與2014年8月27日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的名稱為“半導(dǎo)體裝置和制造半導(dǎo)體裝置的方法”的第10-2014-0112319號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)有關(guān)，該韓國(guó)專利申請(qǐng)通過(guò)引用全部包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體裝置和一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近來(lái)，電子工業(yè)(例如，半導(dǎo)體工業(yè))需求高帶寬和高容量的裝置。因此，提高了對(duì)堆疊多芯片的技術(shù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置包括:沿第一方向彼此堆疊的至少第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片；至少一個(gè)硅通孔(TSV)，至少穿過(guò)第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片中的第一半導(dǎo)體芯片；接觸焊盤，位于第一半導(dǎo)體芯片的所述至少一個(gè)TSV上，接觸焊盤將第一半導(dǎo)體芯片的TSV電連接到第二半導(dǎo)體芯片；多個(gè)虛設(shè)焊盤，位于第一半導(dǎo)體芯片上，所述多個(gè)虛設(shè)焊盤沿第二方向彼此分隔開(kāi)并且沿第二方向與接觸焊盤分隔開(kāi)，虛設(shè)焊盤與接觸焊盤在各自的頂表面與底表面之間沿第一方向測(cè)量的高度相同。
[0005]所述半導(dǎo)體裝置還可以包括位于第一半導(dǎo)體芯片上的介電層，介電層的上表面和所述至少一個(gè)TSV的上表面基本彼此位于同一水平面，所述多個(gè)虛設(shè)焊盤位于介電層上。
[0006]接觸焊盤和虛設(shè)焊盤可以與介電層接觸。
[0007]第一半導(dǎo)體芯片可以位于基底與第二半導(dǎo)體芯片之間，虛設(shè)焊盤僅位于基底、第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片之中的第一半導(dǎo)體芯片與第二半導(dǎo)體芯片之間。
[0008]第一半導(dǎo)體芯片可以位于基底與第二半導(dǎo)體芯片之間，基底上沒(méi)有虛設(shè)焊盤。
[0009]所述多個(gè)虛設(shè)焊盤可以位于第一半導(dǎo)體芯片與第二半導(dǎo)體芯片之間，在俯視圖中觀看時(shí)所述多個(gè)虛設(shè)焊盤相對(duì)于第一半導(dǎo)體芯片的中心對(duì)稱地布置。
[0010]接觸焊盤和所述多個(gè)虛設(shè)焊盤包括相同的材料。
[0011]所述半導(dǎo)體裝置還可以包括順序地堆疊在第二半導(dǎo)體芯片上的第三半導(dǎo)體芯片和第四半導(dǎo)體芯片，將第二半導(dǎo)體芯片、第三半導(dǎo)體芯片和第四半導(dǎo)體芯片中的每個(gè)半導(dǎo)體芯片電連接到下層的半導(dǎo)體芯片的多個(gè)接觸焊盤，以及位于第二半導(dǎo)體芯片、第三半導(dǎo)體芯片和第四半導(dǎo)體芯片中的每個(gè)半導(dǎo)體芯片上的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤。
[0012]所述半導(dǎo)體裝置還可以包括位于第一半導(dǎo)體芯片與第二半導(dǎo)體芯片之間的空間中的底部填充材料，底部填充材料僅部分覆蓋第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片中的每個(gè)半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面。
[0013]實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置包括:沿第一方向彼此堆疊的至少第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片，第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片沿第二方向具有相同的長(zhǎng)度；至少一個(gè)硅通孔(TSV)，至少穿過(guò)第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片中的第一半導(dǎo)體芯片；接觸焊盤，位于第一半導(dǎo)體芯片的所述至少一個(gè)TSV上，接觸焊盤將第一半導(dǎo)體芯片的所述至少一個(gè)TSV電連接到第二半導(dǎo)體芯片；多個(gè)虛設(shè)焊盤，位于第一半導(dǎo)體芯片與第二半導(dǎo)體芯片之間，在俯視圖中觀看時(shí)，所述多個(gè)虛設(shè)焊盤相對(duì)于第一半導(dǎo)體芯片的中心對(duì)稱地布置在第一半導(dǎo)體芯片上。
[0014]接觸焊盤和虛設(shè)焊盤可以包括相同的導(dǎo)電材料。
[0015]虛設(shè)焊盤可以至少位于第一半導(dǎo)體芯片的角落處。
[0016]虛設(shè)焊盤可以至少沿著第一半導(dǎo)體芯片的邊緣彼此等距地分隔開(kāi)。
[0017]實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置包括:沿第一方向彼此堆疊的至少第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片，第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片沿第二方向具有相同的長(zhǎng)度；至少一個(gè)硅通孔(TSV)，至少穿過(guò)第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片中的第一半導(dǎo)體芯片；接觸焊盤，位于第一半導(dǎo)體芯片的所述至少一個(gè)TSV上，接觸焊盤將第一半導(dǎo)體芯片的所述至少一個(gè)TSV電連接到第二半導(dǎo)體芯片；多個(gè)虛設(shè)焊盤，位于第一半導(dǎo)體芯片與第二半導(dǎo)體芯片之間，在俯視圖中觀看時(shí)，第一半導(dǎo)體芯片分為四組并且每組包括相同數(shù)量的接觸焊盤和相同數(shù)量的虛設(shè)焊盤。
[0018]虛設(shè)焊盤的頂表面和接觸焊盤的頂表面可以沿第一方向距第一半導(dǎo)體芯片的底部的距離相同。
[0019]在俯視圖中觀看時(shí)，第一半導(dǎo)體芯片與第二半導(dǎo)體芯片之間的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤可以相對(duì)于第一半導(dǎo)體芯片的中心對(duì)稱地布置在第一半導(dǎo)體芯片上。
[0020]實(shí)施例還提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟:形成穿過(guò)第一半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)硅通孔(TSV);同時(shí)形成位于所述至少一個(gè)TSV上的接觸焊盤和位于第一半導(dǎo)體芯片上的多個(gè)虛設(shè)焊盤；在第一半導(dǎo)體芯片上堆疊第二半導(dǎo)體芯片，使得接觸焊盤將第一半導(dǎo)體芯片的TSV電連接到第二半導(dǎo)體芯片。
[0021]形成接觸焊盤和所述多個(gè)虛設(shè)焊盤的步驟可以包括:在第一半導(dǎo)體芯片的整個(gè)上表面上沉積金屬層；將所沉積的金屬層圖案化以同時(shí)形成接觸焊盤和所述多個(gè)虛設(shè)焊盤。
[0022]實(shí)施例還提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟:形成穿過(guò)第一半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)娃通孔(TSV);在所述至少一個(gè)TSV上形成接觸焊盤；在第一半導(dǎo)體芯片上形成多個(gè)虛設(shè)焊盤；通過(guò)僅向所述多個(gè)虛設(shè)焊盤施加力將第一半導(dǎo)體芯片接合到下層結(jié)構(gòu)。
[0023]所述方法還可以包括在接合之后，在第一半導(dǎo)體芯片上堆疊第二半導(dǎo)體芯片，使得第二半導(dǎo)體芯片和下層結(jié)構(gòu)位于第一半導(dǎo)體芯片的背對(duì)的表面上，接觸焊盤將第一半導(dǎo)體芯片的TSV電連接到第二半導(dǎo)體芯片。
[0024]將所沉積的金屬層圖案化的步驟可以包括:形成將要在俯視圖中觀看時(shí)相對(duì)于第一半導(dǎo)體芯片的中心在第一半導(dǎo)體芯片上對(duì)稱的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤。
[0025]下層結(jié)構(gòu)可以是半導(dǎo)體基底。
[0026]將第一半導(dǎo)體芯片接合到下層結(jié)構(gòu)的步驟可以包括使用接合工具接觸第一半導(dǎo)體層上的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤。
[0027]使用接合工具接觸第一半導(dǎo)體層上的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤的步驟可以包括僅接觸虛設(shè)焊盤和接觸焊盤之中的虛設(shè)焊盤。
[0028]形成所述多個(gè)虛設(shè)焊盤的步驟可以包括在接觸焊盤的每側(cè)對(duì)稱地形成虛設(shè)焊盤，接觸第一半導(dǎo)體芯片上的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤的步驟包括接觸所有的虛設(shè)焊盤。
[0029]利用接合工具接觸第一半導(dǎo)體芯片上的所述多個(gè)虛設(shè)焊盤的步驟可以包括使用與第一半導(dǎo)體芯片的整個(gè)頂表面疊置的接合工具，從而將力施加到第一半導(dǎo)體芯片的整個(gè)頂表面。
[0030]所述方法還可以包括以下步驟:在第一半導(dǎo)體芯片上堆疊第二半導(dǎo)體芯片之前移除接合工具。
【附圖說(shuō)明】
[0031]通過(guò)參照附圖詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例，特征對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將變得明顯，在附圖中:
[0032]圖1示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的示意性剖視圖；
[0033]圖2示出根據(jù)另一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的示意性剖視圖；
[0034]圖3示出圖2的放大部分C ；
[0035]圖4示出圖2的放大部分D ；
[0036]圖5示出圖2的半導(dǎo)體裝置的堆疊結(jié)構(gòu)的分解圖；
[0037]圖6至圖13示出根據(jù)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中的步驟的剖視圖；
[0038]圖14A至圖14D示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中的虛設(shè)焊盤布置的不同俯視圖；
[0039]圖15示出包括根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的存儲(chǔ)卡的框圖；
[0040]圖16示出使用根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的信息處理系統(tǒng)的框圖；
[0041]圖17示出包括根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的電子裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在下文中，將參照附圖更充分地描述示例實(shí)施例；然而，示例實(shí)施例可以以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，這些實(shí)施例被提供為使得本公開(kāi)將是徹底的和完整的，并將把示例性實(shí)施充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0043]在附圖中，為了示出的清楚起見(jiàn)，可能夸大層和區(qū)域的尺寸。還將理解的是，當(dāng)元件被稱為“在”另一元件或基底“上”時(shí)，該元件可以直接在所述另一元件或基底上，或者也可以存在中間元件。此外，將理解的是，當(dāng)元件被稱為“連接到”或“結(jié)合到”另一元件時(shí)，該元件可以直接連接到或直接結(jié)合到另一元件，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間元件。另夕卜，還將理解的是，當(dāng)層被稱為“在”兩個(gè)層“之間”時(shí)，該層可以是這兩個(gè)層之間的唯一層，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。同樣的附圖標(biāo)記始終指示同樣的元件。
[0044]此外，這里使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述具體實(shí)施例的目的，而不意圖進(jìn)行限制。如在這里使用的，除非上下文另外清楚地指示，否則單數(shù)的術(shù)語(yǔ)“一個(gè)(種)”和“該(所述)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”和/或其變型時(shí)，說(shuō)明存在所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。如在這里使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)的任意和全部組合。
[0045]將理解的是，雖然可以在此使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等來(lái)描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因此，在不脫離實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱