[发明专利]具有碳基导电区的各向异性导电膜和相关的半导体组合件、系统和方法

说明书

本申请案涉及一种具有碳基导电区的各向异性导电膜且涉及相关的半导体组合件、系统和方法。各向异性导电膜ACF形成为具有离散区的有序阵列，所述离散区包含导电碳基材料。能够以小间距形成的所述离散区嵌入于至少一种粘着介电材料中。所述ACF能够用于使半导体装置组合件中的初始分离半导体裸片的导电元件机械地和电性地互连。形成所述ACF的方法包含形成具有所述导电碳基材料的前驱结构且接着将所述前驱结构接合到包含所述ACF中要包含的粘着介电材料的单独形成的结构。所述前驱结构的牺牲性材料能够去除，且额外粘着介电材料能够形成为嵌入所述ACF的所述粘着介电材料中的具有所述导电碳基材料的所述离散区。

优先权要求

本申请案主张2018年12月31日以“具有碳基导电区的各向异性导电膜和相关的半导体组合件、系统和方法(Anisotropic Conductive Film with Carbon-BasedConductive Regions and Related Semiconductor Assemblies,Systems,and Methods)”申请的美国专利申请案第16/236,687号的申请日的权益。

技术领域

在各种实施例中，本公开大体上涉及用于半导体装置组件之间的机械和电性连接的导电粘着剂。更确切地说，本文中所公开的实施例涉及具有碳基导电区的各向异性导电膜、用于制造其的方法以及相关的半导体组合件和系统。

背景技术

在半导体装置和系统的制造中，大量半导体装置可制造于晶片或半导性材料的其它块状衬底上，如硅晶片上。每个半导体装置包括半导体材料的芯片，又称为“裸片(die)”，在所述芯片上制造包括均互连以形成有用装置的各种电子组件(如晶体管、电感器、电阻器和电容器)的集成电路。晶片可随后细分或“单体化”以形成离散裸片(dice)。可在单体化之前或在单体化之后保护性地封装所述裸片。

半导体封装组合件可由多个裸片形成，且单个裸片通常具有多个集成功能电路，从而产生用于信号传输、电力供应、接地(或偏压)和任选的测试的大量输入/输出(input/output；I/O)端子。此外，在行业中一直对增大裸片的集成电路的功能密度且同时减小电路组件的关键尺寸的大小感兴趣。虽然增大的密度和减小的大小使得每裸片面积具有更多功能性，但其也往往会使在初始分离电气组件(如单体化裸片)之间产生电性和机械连接的结构和过程变得复杂。

一般来说，裸片上的电路终止于用于I/O功能的导电结构(例如，导电迹线、接合(bond)衬垫或其它端子)中，所述导电结构在一些情况下在围绕周边或跨越裸片的中心部分的一或多个行中排列在裸片的有源表面上。其它常规I/O布置包含布置成裸片的有源表面的绝大部分上方的行和列的阵列的接合衬垫。当制造竖直叠置裸片(例如，呈动态随机存取存储器(dynamic random access memory；DRAM)裸片形式的存储器裸片)的多裸片组合件时，此类布置尤其适合。此类组合件的裸片(在大多数情况下，除了最上部裸片)包含从有源表面上的其上具有导电柱的接合衬垫竖直地穿过裸片的厚度延伸到呈裸片的相对背侧上的末端衬垫形式的端子表面的导电衬底穿孔(through-substrate via；TSV)。这种配置使得能够使用导电柱和TSV来堆叠多个裸片(例如，四个裸片、八个裸片、十二个裸片等)以将裸片互连且将组合件连接到另一组件，例如，堆叠的底部处的逻辑控制器裸片。