[发明专利]半导体装置组合件和其制造方法

说明书

本申请设计一种半导体装置组合件和其制造方法。一种半导体装置组合件，其包含连接所述半导体装置组合件的两个组件的热响应材料的第一元件。所述第一元件经配置以在第一确定的温度下向邻近组件施加力，以减少所述邻近组件中的一或两个的翘曲。所述第一元件可膨胀或收缩以施加所述力。所述半导体装置可包含连接两个组件的热响应材料的第二元件。所述第二元件可经配置以在第二预先确定的温度下膨胀或收缩。所述第二元件可经配置以施加与所述第一元件相比不同量的力。所述第二元件可经配置以施加与所述第一元件相比相反方向的力。所述第一元件和所述第二元件可经组合配置，以减少所述半导体装置组合件中一或多个组件的翘曲。

技术领域

本文中所描述的实施例涉及可在处理期间减少或最小化半导体装置的翘曲的热响应材料，和使用此类热响应材料减少或最小化半导体装置的翘曲的方法。

背景技术

半导体处理和封装技术继续演变来满足对增加的性能和减小的尺寸的行业需求。电子产品，例如手机、智能电话、平板计算机、个人数字助理、笔记本电脑机以及其它电子装置，需要具有高密度的装置同时具有相对较小的占用面积的经封装半导体组合件。举例来说，电子产品中可用于存储器装置、处理器和其它装置的空间在继续减少，从而需要增加半导体装置的密度。半导体装置的厚度不断减小，以减小半导体装置封装的大小。增大半导体装置的密度的一个方法是堆叠半导体装置以形成半导体装置组合件。

在形成半导体装置组合件的过程期间，组件可以经历具有升高的温度的各种过程。举例来说，在回流工艺期间在半导体装置之间产生焊点或互连的温度可以达到升高的温度，例如260摄氏度。如所属领域的技术人员将了解，升高的温度可以根据半导体装置组合件的组件以及用于形成组合件的过程而变化。作为另一实例，在热压接合(TCB)工艺期间，半导体装置组合件经受升高的温度，这可能导致组合件中的半导体装置组件的不期望的翘曲。

半导体装置组合件可包括各种组件，所述组件例如但不限于，衬底、半导体装置和模制化合物。组件中的每一个可具有不同热膨胀系数(CTE)，这可能产生潜在问题。当半导体装置组合件经受高温时，半导体装置组合件可能由于组合件的个别组件的不同CTE而经历翘曲。翘曲可能对组合件的组件施加大量应力。如果翘曲过大，那么翘曲可能产生半导体装置组合件内的互连的可靠性问题。举例来说，大于但不限于50微米的翘曲可导致焊接点可靠性问题。

由于CTE不匹配引起的翘曲可能在将半导体装置组合件连接到板或衬底时产生问题。同样地，CTE不匹配也可能在将第一半导体装置连接到第二半导体装置时产生问题。第一半导体装置可以在预期的回流温度下具有第一翘曲，并且第二半导体装置可以具有与在预期的回流温度下的第一翘曲不同的第二翘曲。第一翘曲与第二翘曲之间的差异可能使得将第一半导体装置连接到第二半导体装置非常困难。举例来说，如果翘曲增加了两个半导体装置之间的距离，那么翘曲可能导致两个半导体装置之间的互连件的断裂。相反地，如果翘曲减小了两个半导体装置之间的距离，那么翘曲可能导致两个邻近互连件之间短接。如受益于本公开的所属领域的技术人员将了解，距离的减小可能使得可以是焊料的互连件材料朝向邻近互连件侧向膨胀。

可能存在额外缺陷和缺点。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置；衬底；第一元件，其包括连接于所述衬底与所述第一半导体装置之间的热响应材料；其中所述第一元件经配置以在第一预先确定的温度下向所述第一半导体装置施加力。

在另一方面中，本发明提供一种半导体装置组合件，其包括：第一半导体装置；第二半导体装置；多个互连件，其电连接所述第一半导体装置和所述第二半导体装置；以及第一多个元件，其包括连接所述第一半导体装置与所述第二半导体装置的热响应材料，其中所述第一多个元件经配置以在预先确定的温度下施加力，以减少所述第一半导体装置在所述预先确定的温度下的翘曲或者减少所述第二半导体装置在所述预先确定的温度下的翘曲。