[发明专利]包括双面管芯间接合连接的堆叠式管芯组件及其形成方法

说明书

提供了多个接合单元，该多个接合单元中的每个接合单元包括相应的正面管芯和背面管芯。每个接合单元中的两个管芯可为存储器管芯和被配置为控制该存储器管芯中的存储器元件的操作的逻辑管芯。替代地，该两个管芯可为存储器管芯。可附接该多个接合单元，使得正面外部接合衬垫具有面朝上的物理暴露表面且每个接合单元的背面外部接合衬垫具有面朝下的物理暴露表面。第一接合引线集合可连接一对相应的正面外部接合衬垫且第二接合引线集合可连接一对相应的背面外部接合衬垫。

相关申请

本申请要求2020年5月28日提交的美国非临时专利申请第16/886,164号和2020年5月28日提交的美国非临时专利申请第16/886,221号的优先权益，这些专利申请的全部内容据此出于所有目的以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及半导体器件领域，且具体地涉及包括双面管芯间接合连接的堆叠式管芯组件及其形成方法。

背景技术

多个半导体管芯可堆叠在一起以形成堆叠式管芯组件。可通过堆叠式管芯组件中的半导体管芯中的每个半导体管芯传输功率信号。然而，功率信号承载高电压，并且将功率信号路由到包括噪声敏感器件(诸如感测放大器)的逻辑电路附近可增加逻辑电路中的噪声水平。另外，随着堆叠式管芯组件中的半导体管芯的数量的增加，管芯间电连接的数量增加。

发明内容

根据本公开的方面，提供一种包括堆叠式管芯组件的结构。所述堆叠式管芯组件包含：多个接合单元的竖直堆叠，其中每个接合单元包含：存储器管芯，所述存储器管芯包括位于所述存储器管芯的相对主表面上的存储器侧管芯间接合衬垫和存储器侧外部接合衬垫；和逻辑管芯，所述逻辑管芯包括逻辑电路，所述逻辑电路被配置为控制所述存储器管芯的操作并且包括位于所述逻辑管芯的相对主表面上的逻辑侧管芯间接合衬垫和逻辑侧外部接合衬垫，其中：所述逻辑侧管芯间接合衬垫接合到所述存储器侧管芯间接合衬垫中的相应存储器侧管芯间接合衬垫；并且其中所述存储器侧外部接合衬垫和所述逻辑侧外部接合衬垫包含面朝上的外部接合衬垫集合和面朝下的外部接合衬垫集合，所述面朝上的外部接合衬垫集合具有面朝上的物理暴露表面，所述面朝下的外部接合衬垫集合具有面朝下的物理暴露表面；第一接合引线集合，所述第一接合引线集合连接面朝上的外部接合衬垫；和第二接合引线集合，所述第二接合引线集合连接面朝下的外部接合衬垫。

根据本公开的另一方面，提供一种形成包括堆叠式管芯组件的结构的方法。所述方法包括：提供多个接合单元，其中每个接合单元包含存储器管芯并且包含逻辑管芯，所述存储器管芯包括位于所述存储器管芯的相对主表面上的存储器侧管芯间接合衬垫和存储器侧外部接合衬垫，所述逻辑管芯包括逻辑电路，所述逻辑电路被配置为控制所述存储器管芯的操作并且包括位于所述逻辑管芯的相对主表面上的逻辑侧管芯间接合衬垫和逻辑侧外部接合衬垫；通过将所述多个接合单元彼此附接来形成所述多个接合单元的竖直堆叠，使得所述多个接合单元的所述存储器侧外部接合衬垫和所述逻辑侧外部接合衬垫形成面朝上的外部接合衬垫集合和面朝下的外部接合衬垫集合，所述面朝上的外部接合衬垫集合具有面朝上的物理暴露表面，所述面朝下的外部接合衬垫集合具有面朝下的物理暴露表面；形成第一接合引线集合，所述第一接合引线集合连接所述面朝上的外部接合衬垫集合中的一对相应的面朝上的外部接合衬垫；以及形成第二接合引线集合，所述第二接合引线集合连接所述面朝下的外部接合衬垫集合中的一对相应的面朝下的外部接合衬垫。

根据本公开的又一方面，提供一种包括堆叠式管芯组件的结构。所述堆叠式管芯组件包含：多个接合单元的竖直堆叠，其中每个接合单元包含相应正面半导体管芯和相应背面半导体管芯，所述相应正面半导体管芯包括正面外部接合衬垫，所述相应背面半导体管芯包括背面外部接合衬垫，其中所述相应背面半导体管芯接合到所述相应正面半导体管芯，并且其中每个接合单元的所述正面外部接合衬垫具有面朝上的物理暴露表面，并且每个接合单元的所述背面外部接合衬垫具有面朝下的物理暴露表面；第一接合引线集合，所述第一接合引线集合连接所述正面外部接合衬垫；和第二接合引线集合，所述第二接合引线集合连接所述背面外部接合衬垫。