[发明专利]具有接合线的堆叠管芯及方法

说明书

本发明提供了具有接合线的堆叠管芯及方法。半导体管芯相互接合并相互电连接。密封剂用于保护半导体管芯，并且外部连接件形成为连接密封剂内的半导体管芯。在一个实施例中，外部连接件可包括导电柱、导电可回流材料或它们的组合。

本申请是于2015年04月28日提交的申请号为201510208051.8的名称为“具有接合线的堆叠管芯及方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

因为集成电路(IC)的发明，半导体工业由于各种电子部件(即，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的持续改进而经历了指数式增长。在很大程度上，这种集成密度的改进源于最小部件尺寸的不断减小，其允许将更多的部件集成到给定区域中。

实际上，这些集成改进主要是二维(2D)的，其中被集成部件占用的体积主要在半导体晶圆的表面上。尽管光刻的动态改进导致2D IC形成的显著改进，但对于可二维实现的密度来说存在物理限制。这些限制中的一个是制造这些部件所需的最小尺寸。此外，当更多的器件置于一个芯片中时，使用更复杂的设计。

在进一步增加电路密度的努力中，研究了三维(3D)IC。在3D IC的典型形成工艺中，两个管芯接合到一起并且电连接件形成在每个管芯和衬底上的接触焊盘之间。例如，一种努力涉及将两个管芯相互接合在顶部。然后，堆叠管芯接合至载体衬底，并且接合线将每个管芯上的接触焊盘电耦合至载体衬底上的接触焊盘。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种半导体器件，包括：第一管芯；第二管芯，附接至所述第一管芯；第三管芯，附接至所述第二管芯并位于所述第二管芯的与所述第一管芯相对的一侧；接合线，将所述第三管芯电连接至所述第一管芯；密封剂，密封所述第二管芯和所述第三管芯并与所述第一管芯的第一表面物理接触；以及第一外部连接件，延伸到所述密封剂中并与所述第三管芯电连接。

在该半导体器件中，所述第一外部连接件包括延伸到所述密封剂中的焊料。

在该半导体器件中，所述第一外部连接件还包括：铜柱；导电盖，位于所述铜柱上；以及导电材料，位于所述导电盖上。

在该半导体器件中，所述第一外部连接件还包括：导电柱，与所述密封剂的外表面平齐；以及导电凸块，与所述导电柱物理连接。

在该半导体器件中，所述第二管芯利用延伸穿过所述第三管芯的衬底通孔电连接至所述接合线。

在该半导体器件中，所述第二管芯利用第二接合线电连接至所述第一管芯。

在该半导体器件中，所述第一外部连接件还包括导电凸块，所述导电凸块延伸到所述密封剂中并与所述第三管芯物理连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：第一管芯，位于所述第二管芯上方，所述第一管芯电连接至所述第二管芯；第三管芯，位于所述第一管芯上方，所述第三管芯电连接至所述第二管芯；第一外部连接件，连接至所述第三管芯；密封剂，保护所述第一管芯和所述第三管芯，其中所述第一外部连接件远离所述密封剂延伸；以及接合线，嵌入到所述密封剂中，所述接合线将所述第三管芯电连接至所述第二管芯。

在该半导体器件中，所述第一管芯和所述第二管芯为面对面结构。

在该半导体器件中，所述第一管芯和所述第二管芯为面对背结构。

在该半导体器件中，所述第一管芯和所述第三管芯为面对面结构。

在该半导体器件中，所述第一管芯和所述第三管芯为面对背结构。

在该半导体器件中，所述第一外部连接件还包括：铜柱，延伸穿过所述密封剂；以及导电凸块，远离所述密封剂延伸。