[发明专利]半导体封装结构和工艺有效
申请号: | 201410068916.0 | 申请日: | 2014-02-27 |
公开(公告)号: | CN104733329B | 公开(公告)日: | 2017-12-19 |
发明(设计)人: | 何冠霖;陈衿良;林韦廷;刘育志;林士砚 | 申请(专利权)人: | 台湾积体电路制造股份有限公司 |
主分类号: | H01L21/56 | 分类号: | H01L21/56;H01L21/50;H01L23/373;H01L25/00;H01L25/16 |
代理公司: | 北京德恒律治知识产权代理有限公司11409 | 代理人: | 章社杲,孙征 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体 封装 结构 工艺 | ||
技术领域
本发明总体涉及用于封装半导体器件的系统和方法,并且在具体的实施例中,涉及使用环形件和/或界面材料封装半导体器件的系统和方法。
背景技术
半导体工业的持续增长在很大程度上是由于电子部件(例如,晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的不断改进,通过降低它们的物理尺寸,以实现在给定的芯片区域中放置更多的组件。一些改进是二维(2D)的,其本质在于在半导体晶圆的表面上制造器件。并且尽管光刻中的进步已经能使每一个新的技术代比上一代具有更小尺寸的部件,但是仍存在使这些部件正常工作所需要的对最小尺寸的最终的物理限制。此外,当将更多的器件放置在一个芯片中时,也增加了设计复杂度。
解决以上所论述的问题的一种方案是:将管芯堆叠在彼此的顶部上并且通过诸如硅通孔(TSV)的连接件使它们互连或对它们进行布线。这种结构称为三维集成电路(3DIC)。例如,3DIC的一些优势包括:表现出更小的占用空间(footprint),通过减小信号互连件的长度降低了功耗,以及如果在组装之前分别测试单个管芯,则还改进了产量和制造成本。
三维集成电路的一个典型的问题是操作期间的散热问题。通过在过高的温度下操作长时间暴露的管芯可能降低管芯的可靠性和操作寿命。如果管芯是计算机管芯(诸如产生大量热的中央处理单元(CPU)),这一问题可能变得尤为严重。同样,仍然需要对传热进行改进。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,根据本发明的一个方面,提供了一种用于制造半导体器件的方法,所述方法包括:将第一衬底接合至第二衬底的第一侧;将第一热界面材料放置在所述第二衬底上,其中,在放置所述第一热界面材料的步骤中,将所述第一热界面材料放置在所述第一侧上;以及在所述第一衬底和所述第二衬底之间分配底部填充材料,在将所述第一热界面材料放置在所述第二衬底上之后,实施所述分配。
在上述方法中,还包括:在分配所述底部填充材料之前,将环形件放置在所述第一热界面材料上。
在上述方法中,还包括:在分配所述底部填充材料之前,将环形件放置在所述第一热界面材料上;在分配所述底部填充材料之前,固化所述第一热界面材料。
在上述方法中,还包括:在分配所述底部填充材料之前,将环形件放置在所述第一热界面材料上;在分配所述底部填充材料之后,将第二热界面材料分配在所述环形件上。
在上述方法中,还包括:在分配所述底部填充材料之前,将环形件放置在所述第一热界面材料上;在分配所述底部填充材料之后,将第二热界面材料分配在所述环形件上;附接盖,其中,所述盖与所述第二热界面材料物理连接。
在上述方法中,还包括:附接盖,其中,所述盖与所述第一热界面材料物理连接。
在上述方法中,还包括:将所述第二衬底接合至第三衬底。
根据本发明的另一个方面,还包括一种制造半导体器件的方法,所述方法包括:将第一热界面材料分配至第一衬底的第一侧上,其中,第二衬底接合至所述第一衬底的所述第一侧;将环形件放置在所述第一热界面材料上;在所述第一衬底和所述第二衬底之间应用底部填充材料;以及在所述第一衬底和所述第二衬底上方附接盖,所述盖与所述环形件热连接。
在上述方法中,还包括:在将所述环形件放置在所述第一热界面材料上之后,固化所述第一热界面材料。
在上述方法中,还包括:将所述第一衬底接合至第三衬底。
在上述方法中,还包括:在应用所述底部填充材料之后,将第二热界面材料分配至所述环形件上。
在上述方法中,还包括:在应用所述底部填充材料之后,将第二热界面材料分配至所述环形件上;将第三热界面材料分配至所述第二衬底上,其中,在所述第一衬底和所述第二衬底上方附接所述盖的步骤还包括:放置与所述第三热界面材料接触的所述盖。
在上述方法中,还包括:在应用所述底部填充材料之后,将第二热界面材料分配至所述环形件上;将第三热界面材料分配至所述第二衬底上,其中,在所述第一衬底和所述第二衬底上方附接所述盖的步骤还包括:放置与所述第三热界面材料接触的所述盖;所述盖包括具有第一厚度的第一区域、具有第二厚度的第二区域和具有第三厚度的第三区域,其中,所述第二厚度与所述第一厚度不同,所述第三厚度与所述第一厚度和所述第二厚度不同,所述第一区域与所述第三热界面材料接触,所述第二区域与所述第二热界面材料接触,以及所述第三区域与第三衬底上的粘合剂接触。
在上述方法中,其中,所述盖沿着它的长度具有恒定的厚度。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造