[发明专利]半导体芯片、包括其的堆叠芯片半导体封装及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的示范性实施例总体涉及一种半导体封装，并且更具体地，涉及一种半导体芯片、包括其的堆叠芯片半导体封装及其制造方法。

背景技术

小尺寸、高性能的现代电子产品要求极小型的、高存储容量的半导体存储器。为提高存储容量，半导体存储器可通过具有更高集成度的半导体芯片以及具有多个芯片的半导体封装来制造。与改善集成度相比，封装通常被认为对于增加存储容量而言效率更高且成本更低。

多芯片封装包括安装在半导体封装中的多个半导体芯片。随着堆叠更多的更大尺寸的芯片，在封装中电性互连空间不足。也就是说，因为芯片的键合焊垫用引线电连接至导电电路图案，为将多个芯片贴附至板的芯片贴附区，需要引线键合的空间和连接至线的板的电路图案区域。这将增加半导体封装的尺寸。直通硅通道(through silicon via TSV)是多芯片封装技术的例子。使用直通硅通道的封装是由具有直通硅通道孔的芯片形成的，这些直通硅通道形成在晶片级的芯片中，并且通过这些直通硅通道在垂直堆叠的芯片之间构成许多物理和电性连接。

一般地，一个直通硅通道连接至一个焊垫。当直通硅通道没有合适地形成时(例如由于金属膜没有完全填充该通路孔并造成焊垫开口)，修复如此有缺陷的直通硅通道将是不可能的。例如，当直通硅通道通过具有类似问题的许多其它工艺中的镀覆工艺来填充时，由于通道孔的高度增加以及直径减小，金属膜经常不能完全填充通道孔。当封装被测试到包括具有上述有缺陷的直通硅通道的芯片时，封装中的所有其它芯片也将被丢弃，这导致产率降低。

发明内容

本发明实施例涉及半导体芯片、包括其的堆叠芯片半导体封装及其制造方法，其基本防止在制造半导体芯片的直通硅通道工艺中由于金属膜不完全填充通道孔而导致的焊垫开口失效，因而基本防止空腔陷阱。

在实施例中，半导体芯片包括：形成有通道孔的硅晶片；配置在该通道孔中的金属线；以及暴露该金属线顶部一部分并填充该通道孔的填料。

在实施例中，该半导体芯片可还包括：电路板，其配置在该金属线的底部所处的该硅晶片的一个表面上，并且包括该金属线所贴附的金属焊垫；以及堆叠通道，其通过移除该硅晶片的一部分并暴露金属焊垫表面的一部分而形成。

该电路板可具有弯曲和粘接特性。

该金属线可包括铜，并具有倒T形状，并且该填料可为包括环氧树脂的底部填充材料或者包括聚合物的材料。

在实施例中，半导体封装可包括：多个堆叠半导体芯片，其包括形成有通道孔的硅晶片、配置在该通道孔中的金属线、以及填充该通道孔时暴露该金属线顶部一部分的填料；以及焊球，其包括该金属线顶部的暴露部分，并且彼此连接这些半导体芯片。

在实施例中，制造半导体芯片的方法包括：准备包含金属焊垫的电路板；贴附金属线至该电路板的金属焊垫；在硅晶片中形成通道孔；贴附该电路板至该硅晶片以使该金属线位于通道孔中；以及利用填料填充该通道孔并暴露该金属线的顶部。

在实施例中，制造半导体封装的方法包括：准备第一半导体芯片，其包含形成有第一通道孔的第一硅晶片、配置在该第一通道孔中的第一金属线、以及填充该第一通道孔时暴露出该第一金属线顶部一部分的第一填料；准备第二半导体芯片，其包含形成有第二通道孔的第二硅晶片、配置在该第二通道孔中的第二金属线、以及填充该第二通道孔时暴露出该第二金属线顶部一部分的第二填料；以及使用焊球连接该第一半导体芯片至该第二半导体芯片，以使该第一半导体芯片的该第一金属线的暴露顶部连接至该第二半导体芯片的该第二金属线的底部表面。

附图说明

上述以及其它方面、特征及其它优势将从下面结合附图的详细描述中更清楚地理解，其中：

图1A至1G是涉及根据本发明的实施例制造半导体芯片的方法的示意图；

图2是示出根据实施例的包括图1a至1g中形成的半导体芯片的半导体封装的剖视图；

图3是示出根据本发明的实施例的制造半导体芯片的方法的示意图；以及

图4是示出包括形成有堆叠通道的半导体芯片的半导体封装的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。然而，这些实施例仅是出于示例的目的，并且不是用于限制本发明的范围。

图1A至1G涉及根据本发明实施例的堆叠芯片半导体封装。