[发明专利]用于半导体裸片组合件的接合垫及相关联方法及系统

说明书

公开用于半导体裸片组合件的接合垫及相关联方法及系统。在一个实施例中，半导体裸片组合件包含第一半导体裸片，其包含在所述第一半导体裸片的第一侧上的第一接合垫。所述半导体裸片组合件进一步包含第二半导体裸片，其包含在所述第二半导体裸片的第二侧上的第二接合垫。所述第一接合垫在所述第一与第二接合垫之间的接合界面处与所述第二接合垫对准且接合到所述第二接合垫，且所述第一及第二接合垫中的至少一者包含第一金属及不同于所述第一金属的第二金属。此外，所述第一金属位于所述接合界面处，且所述第二金属具有对应于所述第一或第二接合垫的第二厚度的至少四分之一的第一厚度。

技术领域

本公开大体上涉及半导体裸片组合件，且更特定来说，涉及用于半导体裸片组合件的接合垫及相关联方法及系统。

背景技术

半导体封装通常包含安装在衬底上并装纳在保护性遮盖物(例如，囊封材料)中的半导体裸片(例如，存储器芯片、微处理器芯片、成像器芯片)。半导体裸片可包含功能特征，例如存储器单元、处理器电路或成像器装置，以及电连接到功能特征的接合垫。接合垫可电连接到衬底的对应导电结构，所述导电结构可耦合到所述保护性遮盖物外部的端子，使得半导体裸片可连接到更高级别的电路系统。

市场压力不断促使半导体制造商减小半导体封装的大小以适应电子装置的空间约束。在一些半导体封装中，可使用直接芯片附接方法(例如，半导体裸片与衬底之间的倒装芯片接合)来减少半导体封装的覆盖区。此直接芯片附接方法包含将电耦合到半导体裸片的多个导电支柱直接连接到衬底的对应导电结构(例如，导电凸块)。在这方面，可在个别导电支柱上方形成焊接结构用于将导电支柱接合到对应导电结构-例如，形成包含导电支柱、焊接结构及导电凸块的接头结构。此外，可应用囊封材料来保护半导体裸片。

发明内容

本公开的一方面提供一种半导体裸片组合件，其包括：第一半导体裸片，其包含在所述第一半导体裸片的第一侧上的第一接合垫；及第二半导体裸片，其包含在所述第二半导体裸片的第二侧上的第二接合垫；其中所述第一接合垫在所述第一接合垫与所述第二接合垫之间的接合界面处与所述第二接合垫对准且接合到所述第二接合垫；且所述第一及第二接合垫中的至少一者包含主要具有第一晶体学取向的第一铜层及主要具有不同于所述第一晶体学取向的第二晶体学取向的第二铜层，所述第一铜层位于所述接合界面处。

本公开的另一方面提供一种方法，其包括：在电介质材料中形成开口使得所述开口的底部表面暴露包含在所述电介质材料中的导电结构；用大体上具有第一晶体学取向的第一铜来部分地填充所述开口，其中所述第一铜连接到所述导电结构并且包含在所述开口的所述底部表面之上且与之平行的第一顶部表面；及用大体上具有不同于所述第一晶体学取向的第二晶体学取向来填充所述开口，其中所述第二铜与所述第一铜的所述第一顶部表面接触并且包含通常与所述电介质材料表面齐平的第二顶部表面。

本公开的另一方面提供一种半导体裸片组合件，其包括：逻辑裸片，其包含第一侧及与所述第一侧相对的第二侧，其中：所述第一侧包含集成电路系统及与其耦合的导电结构；且所述第二侧包含第一接合垫，其可操作地通过延伸穿过所述逻辑裸片的穿衬底通路(TSV)与所述导电结构耦合；及存储器裸片，其在所述逻辑裸片的所述第二侧处接合，所述存储器裸片包含具有存储器阵列的前侧及与所述存储器阵列可操作地耦合的第二接合垫，其中：个别第二接合垫在所述存储器裸片与所述逻辑裸片之间的接合界面处与对应第一接合垫对准且接合到所述对应第一接合垫；且所述第一、第二或第一及第二接合垫两者都包含主要具有第一晶体学取向的第一铜层及主要具有不同于所述第一晶体学取向的第二晶体学取向的第二铜层，所述第一铜层位于所述接合界面处。

附图说明

参考以下图式可更好地理解本技术的许多方面。图中的组件不一定按比例绘制。而是，重点放在清楚地说明本技术的原理。

图1是根据本技术的实施例的具有半导体裸片的堆叠的界面晶片的图。

图2A到2C说明根据本技术的实施例的用于核心半导体裸片的工艺的阶段。