[发明专利]散热器件和方法

说明书

在实施例中，器件包括：位于中介层上方并且电连接至中介层的管芯堆叠件，管芯堆叠件包括最顶集成电路管芯，最顶集成电路管芯包括：具有前侧和与前侧相对的背侧的衬底，衬底的前侧包括有源表面；从衬底的背侧至少部分地延伸至衬底内的伪衬底通孔(TSV)，伪TSV与有源表面电隔离；位于最顶集成电路管芯上方的热界面材料；以及位于热界面材料中的伪连接件，热界面材料围绕伪连接件，伪连接件与最顶集成电路管芯的有源表面电隔离。本发明的实施例还涉及散热器件和方法。

技术领域

本发明的实施例涉及散热器件和方法。

背景技术

在集成电路的封装中，可以通过接合来堆叠半导体管芯，并且可以将半导体管芯接合至其它封装组件，诸如中介层以及封装衬底。产生的封装件称为三维集成电路(3DIC)。3DIC中的散热具有挑战性。

有效地消散3DIC的内部管芯中产生的热量可能存在瓶颈。在典型的3DIC中，在热量传导至散热器之前，内部管芯中产生的热量必须消散到外部组件。然而，在堆叠管芯和外部组件之间，存在不能有效地传导热量的其它材料，诸如底部填充物、模塑料等。因此，热量可能被捕获在底部堆叠管芯的内部区域中，并且引起尖端局部温度峰值(有时称为热点)。此外，由高功耗管芯产生的热量引起的热点可能导致周围管芯的热串扰问题，从而对周围管芯的性能和整个3DIC封装件的可靠性产生负面影响。

发明内容

本发明的实施例提供了一种半导体器件，包括：管芯堆叠件，位于中介层上方并且电连接至所述中介层，所述管芯堆叠件包括最顶集成电路管芯，所述最顶集成电路管芯包括：衬底，具有前侧和与所述前侧相对的背侧，所述衬底的前侧包括有源表面；伪衬底通孔(TSV)，从所述衬底的背侧至少部分地延伸至所述衬底内，所述伪衬底通孔与所述有源表面电隔离；热界面材料，位于所述最顶集成电路管芯上方；以及伪连接件，位于所述热界面材料中，所述热界面材料围绕所述伪连接件，所述伪连接件与所述最顶集成电路管芯的有源表面电隔离。

本发明的另一实施例提供了一种制造半导体器件的方法，包括：将管芯堆叠件附接至中介层；用密封剂密封所述管芯堆叠件；平坦化所述密封剂，所述密封剂与所述管芯堆叠件的顶面齐平；在所述管芯堆叠件的最顶集成电路管芯中形成凹槽，所述最顶集成电路管芯包括具有有源表面和背面的衬底，所述衬底具有第一高度，所述凹槽从所述衬底的背面延伸第一深度，所述第一深度小于所述第一高度；用第一导电材料填充所述凹槽以形成伪衬底通孔(TSV)；在所述伪衬底通孔上形成伪连接件；将热界面材料分配在所述最顶集成电路管芯上，所述热界面材料围绕所述伪连接件；以及将散热器附接至所述最顶集成电路管芯，所述散热器覆盖并且围绕所述管芯堆叠件和所述中介层。

本发明的又一实施例提供了一种制造半导体器件的方法，包括：将管芯堆叠件附接至中介层；用密封剂密封所述管芯堆叠件；平坦化所述密封剂，所述密封剂与所述管芯堆叠件的顶面齐平；将所述热界面材料分配在所述管芯堆叠件上；在所述热界面材料中形成伪连接件，所述伪连接件的所有侧均由非导电材料围绕；以及将散热器附接至所述管芯堆叠件，所述散热器覆盖并且围绕所述管芯堆叠件和所述中介层。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据一些实施例的集成电路管芯的截面图。

图2A和图2B是根据一些实施例的管芯堆叠件的截面图。

图3、图4、图5、图6、图7、图8A、图8B、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15是根据一些实施例的用于形成半导体器件的工艺期间的中间阶段的各个视图。

图16示出了根据一些其它实施例的半导体器件。

图17示出了根据一些其它实施例的半导体器件。