專利名稱：嵌入式結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的實(shí)施例涉及集成電路領(lǐng)域，并且更具體地涉及嵌入在襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的技術(shù)、結(jié)構(gòu)和配置，以及并入這種嵌入在襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的封裝布置。
背景技術(shù)：
在此提供的背景描述用于一般性地呈現(xiàn)本公開上下文的目的。就在此背景技術(shù)部分中所描述的程度上的當(dāng)前提名的發(fā)明人的工作以及在提交時(shí)不作為現(xiàn)有技術(shù)的描述方面，既不被明確地也不被暗含地承認(rèn)為本公開的現(xiàn)有技術(shù)。通常，在許多多芯片封裝布置中，封裝布置按照層疊封裝(POP)布置或多芯片模塊(MCM)布置中的任意一個(gè)來布置。這兩種封裝布置一般相當(dāng)厚，具有達(dá)2.6毫米的高度。此外，在MCM布置中，布置內(nèi)的芯片之一通常為配置有一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)級芯片(SoC)的集成電路，而另一個(gè)芯片通常為某種類型的存儲(chǔ)器器件。來自SoC內(nèi)的處理器的熱量一般不利地影響存儲(chǔ)器器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
在各種實(shí)施例中，本公開提供一種方法，包括:提供第一裸片，該第一裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由第一裸片的電信號；以及將第一裸片附接到襯底的層。該方法還包括:形成襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層，以將第一裸片嵌入在襯底中；以及將第二裸片耦合到該一個(gè)或多個(gè)附加層，第二裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由第二裸片的電信號。將第二裸片耦合到該一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在第一裸片和第二裸片之間路由電信號。本公開還提供一種裝置，該裝置包括:襯底，該襯底具有(i)第一疊層、(ii)第二疊層和(iii)置于第一疊層與第二疊層之間的芯材料。該裝置還包括:第一裸片，該第一裸片耦合到第一疊層，第一裸片包括含鍵合焊盤的表面，以路由第一裸片的電信號，其中第一裸片嵌入在襯底的芯材料中。該裝置還包括:第二裸片，該第二裸片耦合到第二疊層，第二裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由第二裸片的電信號。第二裸片耦合到第二疊層，使得在第一裸片和第二裸片之間路由電信號。


通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將容易理解本公開的實(shí)施例。為了便于該描述，相同的參考表號標(biāo)示相同的結(jié)構(gòu)元件。在附圖的各圖中通過示例的方式而不是通過限制的方式示出在此的實(shí)施例。圖1A-圖1D示意性地示出了示例性封裝布置，該封裝布置包括示例性裸片布置，該裸片布置包括嵌入在襯底中的裸片。圖2A-圖2D示意性地示出了另一示例性封裝布置，該封裝布置包括另一示例性裸片布置，該裸片布置包括嵌入在襯底中的兩個(gè)裸片。圖3A示意性地示出了另一示例性封裝布置，該封裝布置包括另一示例性裸片布置，該裸片布置包括嵌入在襯底中的兩個(gè)裸片。圖3B示意性地示出了另一示例性封裝布置，該封裝布置包括另一示例性裸片布置，該裸片布置包括嵌入在襯底中的四個(gè)裸片。圖4示意性地示出了示例性裸片布置，該裸片布置包括嵌入在襯底中的裸片。圖5示意性地示出了在I禹合在一起之前的裸片和中介層(interposer)。圖6示意性地示出了在將裸片和中介層附接到襯底的層之后的裸片布置。圖7-圖11示意性地示出了在形成襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層以將裸片嵌入在襯底中之后的裸片布置。圖12是用于制造在此描述的封裝布置的方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1A示出了封裝布置100，該封裝布置包括裸片布置102，該裸片布置具有嵌入在襯底106內(nèi)的第一裸片104。根據(jù)各種實(shí)施例，第一裸片104為存儲(chǔ)器器件，并且根據(jù)實(shí)施例，第一裸片104為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。然而，可以利用其它類型的存儲(chǔ)器器件。為了清楚起見，對裸片布置102內(nèi)的組件中的許多組件不進(jìn)行描述。在此將結(jié)合圖4-圖11更詳細(xì)地描述裸片布置102。第二裸片108耦合到裸片布置102。第二裸片108包括鍵合焊盤110。第二裸片108經(jīng)由焊料球112耦合到裸片布置102，使得第二裸片108的鍵合焊盤110經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)128、130和132與第一裸片104的鍵合焊盤114通信地稱合。因而,可以在第一裸片104和第二裸片108之間路由電信號。第二裸片108也經(jīng)由焊料球112耦合到裸片布置102，使得鍵合焊盤110經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)128、130和132與路由結(jié)構(gòu)126和134通信地耦合，以將電信號路由到封裝布置100外部的設(shè)備。根據(jù)各種實(shí)施例，第二裸片108被配置為包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)級芯片(SoC)。根據(jù)各種實(shí)施例，在第二裸片108與裸片布置102之間提供底部填充材料116。底部填充材料116提供對由焊料球112形成的接合處的保護(hù)。參照圖1B，根據(jù)各種實(shí)施例，不包括底部填充材料116。一般而言，焊料球112的尺寸越大，對底部填充材料116存在的需求越小。參照圖1A和圖1B，根據(jù)各種實(shí)施例，包括熱沉(heat sink) 118。熱沉118可以經(jīng)由合適的諸如環(huán)氧樹脂之類的粘附劑耦合到裸片布置102。此外，利用傳熱化合物120來將熱沉118耦合到第二裸片108。傳熱化合物120通常為金屬填充樹脂膠，而熱沉118通常包括例如鋁或銅。根據(jù)各種實(shí)施例，熱沉118僅僅經(jīng)由傳熱化合物120耦合到第二裸片108，而不稱合到裸片布置102。圖1C示出了封裝布置100的實(shí)施例，其中封裝布置100不包括熱沉118，因此不包括傳熱化合物120。在圖1C所示的實(shí)施例中，在第二裸片108與裸片布置102之間包括底部填充材料116。圖1D示出了不包括熱沉118的封裝布置100的實(shí)施例，因此不包括傳熱化合物120，并且也不包括第二裸片108和裸片布置102之間的底部填充材料116。圖2A示出了與封裝布置100類似的封裝布置200。封裝布置200包括嵌入在裸片布置202內(nèi)的兩個(gè)第一裸片204a、204b，該裸片布置202類似于裸片布置102。如在圖2A中可見的那樣，兩個(gè)第一裸片204a、204b按照并排關(guān)系嵌入在裸片布置202內(nèi)。根據(jù)各種實(shí)施例，第一裸片204a、204b為存儲(chǔ)器器件，并且根據(jù)實(shí)施例，第一裸片204a、204b為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。然而，可以利用其它類型的存儲(chǔ)器器件。第二裸片208耦合到裸片布置202。第二裸片208包括鍵合焊盤210。第二裸片208經(jīng)由焊料球212耦合到裸片布置202，使得第二裸片208的鍵合焊盤210經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)228,230和232而與第一裸片204a的鍵合焊盤214a和第一裸片204b的鍵合焊盤214b通信地耦合。因而，可以在第一裸片204a、204b和第二裸片208之間路由電信號。第二裸片208也經(jīng)由焊料球212耦合到裸片布置202，使得鍵合焊盤210經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)228、230和232而與路由結(jié)構(gòu)226和234通信地耦合，以將電信號路由到封裝布置200外部的設(shè)備。根據(jù)各種實(shí)施例，第二裸片208被配置為包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)級芯片(SoC)。根據(jù)各種實(shí)施例，在第二裸片208與裸片布置202之間提供底部填充材料216。底部填充材料216提供對由焊料球212形成的接合處的保護(hù)。參照圖2B，根據(jù)各種實(shí)施例，不包括底部填充材料216。參照圖2A和圖2B，根據(jù)各種實(shí)施例，包括熱沉218。熱沉218可以經(jīng)由合適的諸如環(huán)氧樹脂之類的粘附劑耦合到裸片布置202。此外，利用傳熱化合物220來將熱沉218耦合到第二裸片208。傳熱化合物220通常為金屬填充樹脂膠，而熱沉218通常包括例如鋁或銅。根據(jù)各種實(shí)施例，熱沉218僅僅經(jīng)由傳熱化合物220耦合到第二裸片208，而不耦合到裸片布置202。圖2C示出了封裝布置200的實(shí)施例，其中封裝布置200不包括熱沉218，因此不包括傳熱化合物220。在圖2C所示的實(shí)施例中，在第二裸片208與裸片布置202之間包括底部填充材料216。圖2D示出了不包括熱沉218的封裝布置200的實(shí)施例，因此不包括傳熱化合物220，并且也不包括在第二裸片208和裸片布置202之間的底部填充材料216。圖3A示出了與封裝布置100和200類似的封裝布置300。封裝布置300包括嵌入在裸片布置302內(nèi)的兩個(gè)第一裸片304a、304b，該裸片布置302類似于裸片布置102和202。如在圖3A中可見的那樣，與并排布置相反，兩個(gè)第一裸片304a、304b按照疊置布置嵌入在裸片布置302內(nèi)。根據(jù)各種實(shí)施例，第一裸片304a、304b為存儲(chǔ)器器件，并且根據(jù)實(shí)施例，第一裸片304a、304b為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。然而，可以利用其它類型的存儲(chǔ)器器件。兩個(gè)第一裸片304a、304b通常利用襯底通孔(TSV, through substrate via)布置組合成單個(gè)器件并且然后嵌入在襯底306內(nèi)。兩個(gè)第一裸片304a、304b均分別包括鍵合焊盤314a、314b。通孔322是為第一裸片304a提供的。第二裸片308耦合到裸片布置302。第二裸片308包括鍵合焊盤310。第二裸片308經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得第二裸片308的鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328,330和332而與第一裸片304b的鍵合焊盤314b通信地耦合。第二裸片308也經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328、330和332與通孔322率禹合，因而與第一裸片304a的鍵合焊盤314a通信地稱合。因而,可以在第一裸片304a、304b與第二裸片308之間路由電信號。第二裸片308也經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328、330和332而與路由結(jié)構(gòu)326和334通信地耦合，以將電信號路由到封裝布置300外部的設(shè)備。根據(jù)各種實(shí)施例，第二裸片308被配置為包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)級芯片(SoC)。圖3A示出了在第二裸片308和裸片布置302之間包括底部填充材料316的布置。然而，至于在此描述的其它實(shí)施例，可以根據(jù)需要消除底部填充材料316。類似地，盡管圖3A示出了包括熱沉318和傳熱化合物320的封裝布置300，但是可以根據(jù)需要消除熱沉318和傳熱化合物320，如在此之前關(guān)于其它實(shí)施例描述的那樣。圖3B示出了包括裸片布置302的封裝布置300，該裸片布置302包括四個(gè)第一裸片304a-304d。兩個(gè)第一裸片304a、304b布置成疊置關(guān)系，而其它兩個(gè)第一裸片304c、304d也布置成疊置關(guān)系。根據(jù)各種實(shí)施例，第一裸片304a-304d為存儲(chǔ)器器件，并且根據(jù)實(shí)施例，第一裸片304a-304d為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器(DRAM)。然而，可以利用其它類型的存儲(chǔ)器器件。兩個(gè)第一裸片304a、304b通常利用TSV布置組合成單個(gè)器件并且然后嵌入在襯底306內(nèi)。兩個(gè)第一裸片304a、304b均分別包括鍵合焊盤314a、314b。通孔322a是為第一裸片304a提供的。另兩個(gè)第一裸片304c、304d通常利用TSV布置組合成單個(gè)器件并且然后嵌入在襯底306內(nèi)。這兩個(gè)第一裸片304c、304d均分別包括鍵合焊盤314c、314d。通孔322c是為第一裸片304c提供的。第二裸片308耦合到裸片布置302。第二裸片308包括鍵合焊盤310。第二裸片308經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得第二裸片308的鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328,330和332而與第一裸片304b的鍵合焊盤314b和第一裸片314d的鍵合焊盤314d通信地耦合。第二裸片308還經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328、330和332而與通孔320a耦合，并且因而與第一裸片304a的鍵合焊盤314a通信地耦合。第二裸片308還經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328、330和332而與通孔320b耦合，并且因而與第一裸片304c的鍵合焊盤314c通信地耦合。因而，可以在第一裸片304a-304d與第二裸片308之間路由電信號。第二裸片308也經(jīng)由焊料球312耦合到裸片布置302，使得鍵合焊盤310經(jīng)由路由結(jié)構(gòu)328、330和332而與路由結(jié)構(gòu)326和334通信地耦合，以將電信號路由到封裝布置300外部的設(shè)備。根據(jù)各種實(shí)施例，第二裸片308被配置為包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)級芯片(SoC)。圖3B示出了在第二裸片308與裸片布置302之間包括底部填充材料316的布置。然而，至于在此描述的其它實(shí)施例，根據(jù)需要可以消除底部填充材料316。類似地，盡管圖3B示出了包括熱沉318和傳熱化合物320的封裝布置300，但是根據(jù)需要可以消除熱沉318和傳熱化合物320，如在此之前關(guān)于結(jié)合其它實(shí)施例描述的那樣。圖4示意性地示出了包括嵌入在襯底460中的裸片402的示例性裸片布置400。在此，可以利用裸片布置400來實(shí)現(xiàn)之前結(jié)合圖1A-圖1D、圖2A-圖2D和圖3A-圖3B描述的裸片布置102、202和302。襯底460包括第一疊層416、第二疊層420以及置于第一疊層416與第二疊層420之間的芯材料418。第一疊層416和/或第二疊層420可以包括諸如基于環(huán)氧樹脂/樹脂的材料的疊層材料。在一些實(shí)施例中，疊層材料包括4號阻燃劑(Flame Retardant 4，F(xiàn)R4)或雙馬來酰亞胺三嗪(BT)。芯材料418可以包括例如樹脂。在一些實(shí)施例中，芯材料418包括階段B/C熱固性樹脂。材料并不限于這些示例，在其它實(shí)施例中可以使用用于第一疊層416、第二疊層420和/或芯材料418的其它合適材料。如所示，襯底460還包括耦合到第一疊層416的第一焊料掩膜層424和耦合到第二疊層420的第二焊料掩膜層422。第一焊料掩膜層424和第二焊料掩膜層422通常包括諸如環(huán)氧樹脂之類的焊料抗蝕劑。在其它實(shí)施例中可以使用其它合適材料來制造第一焊料掩膜層424和第二焊料掩膜層422。襯底460還包括分別布置在第一疊層416、芯材料418、第二疊層420、第二焊料掩膜層422和第一焊料掩膜層424中的路由結(jié)構(gòu)426、428、430、432和434。路由結(jié)構(gòu)426、428,430,432和434通常包括例如銅的導(dǎo)電材料以路由裸片402的電信號。裸片102的電信號可以包括例如用于裸片402上形成的集成電路(IC)器件(未示出)的電源/接地和/或輸入/輸出(I/o)信號。如所示，路由結(jié)構(gòu)426、428、430、432和434可以包括用于路由襯底460的層內(nèi)的電信號的線型結(jié)構(gòu)和/或用于路由穿過襯底460的層的電信號的過孔型結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，路由結(jié)構(gòu)426、428、430、432和434可以包括與所描述的配置不同的其它配置。盡管針對襯底460描述和示出了特定配置，但是使用三維(3D)封裝方法來嵌入一個(gè)或多個(gè)裸片的其它襯底可以受益于在此描述的原理。盡管在圖1A-圖1D、圖2A-圖2D和圖3A-圖3B的實(shí)施例中未示出，但是裸片布置400(并且因而裸片布置102、202和302)可以包括一個(gè)或多個(gè)中介層408。裸片402和中介層408嵌入在襯底406中，如圖4所示。根據(jù)各種實(shí)施例，裸片402和中介層408嵌入在第一疊層416與第二疊層420之間的芯材料418中。根據(jù)各種實(shí)施例，與嵌入在襯底460內(nèi)相反，中介層408可以通過重新分布線(RDL)構(gòu)圖來形成。也可以通過RDL構(gòu)圖創(chuàng)建襯底460內(nèi)的其它層和/或結(jié)構(gòu)。裸片402包括諸如硅之類的半導(dǎo)體材料，并且通常包括形成在裸片402的有源側(cè)SI上的IC器件(未示出)，諸如用于邏輯和/或存儲(chǔ)器或其它電路的晶體管。裸片402的非有源側(cè)S2布置成與裸片402的有源側(cè)SI相對。有源側(cè)SI和非有源側(cè)S2通常是指裸片402的相對表面，以便于描述在此描述的各種配置，并且并不旨在限制于裸片402的特定結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，使用諸如樹脂之類的粘附劑414將裸片402的非有源側(cè)S2上的表面附接于第一疊層416。在其它實(shí)施例中，可以使用其它技術(shù)(諸如使用載體組)將裸片402耦合到第一疊層416。裸片402的有源側(cè)SI具有包括介電材料404的表面。在一些實(shí)施例中，介電材料404包括低k介電材料，該低k介電材料具有比二氧化硅的介電常數(shù)小的介電常數(shù)。諸如用于制造包括具有大約40納米或更小尺寸的特征的裸片的那些低k介電材料通?？梢跃哂腥缦虏牧蠈傩?與非低k介電材料相比，更容易受到來自工藝相關(guān)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)性缺陷影響。根據(jù)各種實(shí)施例，介電材料404包括摻雜有諸如碳或氟之類的材料的二氧化硅。在其他實(shí)施例中，介電材料404可以包括其他低k介電材料。裸片402的有源側(cè)SI上的表面還包括一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406或類似結(jié)構(gòu)以路由裸片402的電信號。一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406通常包括諸如鋁或銅之類的導(dǎo)電材料。在其它實(shí)施例中可以使用其它合適材料。如所示，中介層408耦合到裸片402的具有介電材料404和一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406的表面(例如在有源側(cè)SI上)。中介層408通常包括形成在諸如硅的半導(dǎo)體材料中的一個(gè)或多個(gè)過孔410。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)過孔410包括硅通孔(TSV)，該硅通孔完全穿過中介層408，如所示那樣。一個(gè)或多個(gè)過孔410電耦合到一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406并且通常填充有例如銅的導(dǎo)電材料以進(jìn)一步路由裸片402的電信號。可以使用例如熱壓工藝或焊料回流工藝將中介層408鍵合到裸片402。在一些實(shí)施例中，耦合到一個(gè)或多個(gè)過孔408的金屬或焊料材料鍵合到布置在裸片402的有源側(cè)SI上的金屬或焊料材料。例如，可以使用熱壓來形成中介層408與裸片402之間的金屬-金屬鍵合，例如銅-銅、金-銅或金-金?？梢允褂煤噶匣亓鱽硇纬芍T如焊料-焊料或焊料-金屬之類的焊料鍵合?？梢允褂酶鞣N各樣的結(jié)構(gòu)來形成該鍵合，諸如包括重新分布層(RDL)焊盤配置的凸塊、小片和焊盤(例如一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406)。在其它實(shí)施例中可以使用其它合適材料、結(jié)構(gòu)和/或鍵合技術(shù)。在一些實(shí)施例中，裸片402和中介層408都包括具有相同或類似的熱膨脹系數(shù)(CTE)的材料(例如硅)。對于裸片402和中介層408使用具有相同或類似CTE的材料減少了與該材料的熱和/或冷失配相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力。根據(jù)各種實(shí)施例，中介層408被配置為保護(hù)裸片402的介電材料404免于破裂或與裸片402嵌入在襯底460中相關(guān)聯(lián)的其它缺陷。例如，用于將裸片402嵌入在襯底460中的一個(gè)或多個(gè)層的形成(例如芯材料418的沉積)可以產(chǎn)生在裸片的介電材料404中引起結(jié)構(gòu)缺陷的應(yīng)力。中介層408提供對裸片402 (例如介電材料404)的物理緩沖、支撐和補(bǔ)強(qiáng)劑，特別是在形成一個(gè)或多個(gè)層以將裸片402嵌入在襯底460中期間。也就是，如在此描述的耦合到中介層408的裸片402提供受保護(hù)集成電路結(jié)構(gòu)450，該結(jié)構(gòu)450相比單獨(dú)裸片402而言在結(jié)構(gòu)上更適應(yīng)于與制造襯底460相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力，帶來裸片402的提高的產(chǎn)率和可靠性。盡管結(jié)合圖4所示的襯底460 —般性地描述了實(shí)施例，但是在本公開的范圍中包括受益于這些原理的其它襯底配置。路由結(jié)構(gòu)426、428、430、432和434電耦合到一個(gè)或多個(gè)過孔410以進(jìn)一步在整個(gè)襯底460中路由裸片402的電信號。例如，可以使用扇出、扇入或直接連接，將一個(gè)或多個(gè)過孔410電耦合到置于芯材料418區(qū)域中的路由結(jié)構(gòu)428。在一些實(shí)施例中，包括例如銅的導(dǎo)電材料的重新分布層412形成在中介層408上，以在一個(gè)或多個(gè)過孔410與路由結(jié)構(gòu)428之間路由電信號。如所示，在襯底460的相對表面上，可以使用路由結(jié)構(gòu)426、428、430、432和434來為裸片402的電信號提供電連接?？梢孕纬筛郊咏Y(jié)構(gòu)來進(jìn)一步路由裸片402的電信號。例如，可以在襯底460的表面上形成一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436。在所描繪的實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436置于第一焊料掩膜層424中并且電耦合到一個(gè)或多個(gè)過孔410。盡管未描繪，但在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤可以形成在第二焊料掩膜層422中。該一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436通常包括諸如銅或鋁之類的導(dǎo)電材料。在其它實(shí)施例中，可以使用其它導(dǎo)電材料來形成該一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436。在一些實(shí)施例中，在該一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436上形成一個(gè)或多個(gè)焊料球438或類似封裝互連結(jié)構(gòu)，以便于裸片布置400與其它電子組件的電耦合，該其它電子組件例如為諸如母板之類的印刷電路板。根據(jù)各種實(shí)施例，裸片布置400為球柵陣列(BGA)封裝。在其它實(shí)施例中，裸片布置400可以包括其它類型的封裝。圖5示意性地示出了在耦合在一起之前的裸片402和中介層408。該裸片402和中介層408可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。裸片402可以使用熟知的半導(dǎo)體制造技術(shù)來制造。例如，裸片402可以形成在具有多個(gè)其它裸片的晶片上，其中在裸片402的有源側(cè)SI上形成有諸如晶體管的一個(gè)或多個(gè)IC器件(未示出)。介電材料404和一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406通常形成在裸片402的有源側(cè)SI上的表面上。可以對該晶片進(jìn)行單片化以按照單片形式提供裸片402。中介層408可以類似地使用熟知的半導(dǎo)體制造技術(shù)來制造。類似于裸片402，中介層408可以形成在具有多個(gè)其它中介層的晶片上。諸如TSV之類的一個(gè)或多個(gè)過孔410可以穿過中介層408而形成，并且/或者重新分布層412可以形成在中介層408的表面上?？梢詫υ摼M(jìn)行單片化以按照單片形式提供中介層408。根據(jù)各種各樣的技術(shù)，裸片402和中介層408可以按照單片或晶片形式或其組合來鍵合在一起。例如，可以對中介層408進(jìn)行單片化并鍵合到晶片形式的裸片402，或反之亦然。根據(jù)各種實(shí)施例，使用在此描述的熱壓工藝或焊料回流工藝將中介層408鍵合到裸片402。也就是，在中介層408和裸片402上形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如小片、凸塊、焊盤、重新分布層)，以在中介層408與裸片402之間形成鍵合。裸片402的一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406可以使用任何合適的熱壓工藝或焊料回流工藝來電耦合到中介層408的一個(gè)或多個(gè)過孔410，以在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間形成鍵合。中介層408鍵合到裸片402的在其上布置有介電材料404和一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤406的表面(例如在有源側(cè)SI上)，如箭頭所示。圖6示意性地示出了在將裸片402和中介層408附接到襯底的層(例如圖4的襯底460)之后的裸片布置600。在一些實(shí)施例中，襯底該層為第一疊層416。第一疊層416可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。裸片402可以使用粘附劑414附接到第一疊層416，以將裸片402的非有源側(cè)S2耦合到第一疊層416。粘附劑414可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。在其它實(shí)施例中，可以使用其它技術(shù)(例如載體組)將裸片402附接到襯底的該層。圖7-圖11示意性地示出了在形成襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層以將裸片嵌入在襯底中之后的裸片布置。圖7的裸片布置700表示在形成襯底(例如圖4的襯底460)的芯材料418之后的圖6的裸片布置600。芯材料418可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。如所示，可以沉積芯材料418以封裝裸片402和中介層408。例如，芯材料418可以通過將熱固性樹脂沉積到模具中而形成。根據(jù)一些實(shí)施例，中介層408被布置成保護(hù)裸片402的介電材料404免受與芯材料418的沉積相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力。裸片402上的中介層408形成結(jié)合圖4所述的受保護(hù)IC結(jié)構(gòu) 450。在一些實(shí)施例中，在沉積芯材料418之前在第一疊層416上形成路由結(jié)構(gòu)428?？梢栽趯⒙闫?02附接到第一疊層416之前將路由結(jié)構(gòu)428形成在第一疊層416上。路由結(jié)構(gòu)428可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。圖8的裸片布置800表示在構(gòu)圖芯材料418和形成所示的附加路由結(jié)構(gòu)428和路由結(jié)構(gòu)430之后的圖7的裸片布置700。路由結(jié)構(gòu)430可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。芯材料418可以使用任何適當(dāng)工藝?yán)绻饪?刻蝕或激光打孔來構(gòu)圖以去除部分芯材料418。去除部分芯材料418以允許沉積導(dǎo)電材料來形成路由結(jié)構(gòu)428、430。例如，可以構(gòu)圖芯材料418以便于通過芯材料418形成與中介層408的一個(gè)或多個(gè)過孔410的電連接。該電連接可以例如通過沉積導(dǎo)電材料以形成路由結(jié)構(gòu)428、430來形成，如所示那樣，該路由結(jié)構(gòu)428、430通過重新分布層412電耦合到一個(gè)或多個(gè)過孔410。圖9的裸片布置900表示在芯材料418上形成第二疊層420之后的裸片布置800。第二疊層420可以適合于已經(jīng)結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。第二疊層420可以通過在芯材料418上沉積疊層材料并構(gòu)圖疊層材料而形成，以便于通過疊層材料形成與中介層408的一個(gè)或多個(gè)過孔410的電連接。例如，導(dǎo)電材料可以沉積到第二疊層420的構(gòu)圖區(qū)域中，在該構(gòu)圖區(qū)域中已經(jīng)去除疊層材料而形成附加路由結(jié)構(gòu)430，如所示那樣。路由結(jié)構(gòu)430通過第二疊層420提供到一個(gè)或多個(gè)過孔410的電連接。圖10的裸片布置1000表示在第二疊層420上形成焊料掩膜層(例如圖4的第二焊料掩膜層422)之后的裸片布置900。第二焊料掩膜層422可以適合于結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。路由結(jié)構(gòu)432可以通過在第二疊層420上對導(dǎo)電材料的沉積和/或構(gòu)圖而形成。路由結(jié)構(gòu)432可以適合于結(jié)合圖4描述的實(shí)施例?？梢猿练e和/或構(gòu)圖焊料抗蝕劑材料以形成第二焊料掩膜層422。可以形成焊料抗蝕劑材料使得露出路由結(jié)構(gòu)432中的一些而用于進(jìn)一步的電連接。圖11的裸片布置1100表示在第一疊層416中形成路由結(jié)構(gòu)426之后并且在第一疊層416上形成焊料掩膜層(例如圖4的第一焊料掩膜層424)之后的裸片布置1000。第一焊料掩膜層424、一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436、一個(gè)或多個(gè)焊料球438和路由結(jié)構(gòu)426、434可以適合于結(jié)合圖4描述的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，構(gòu)圖第一疊層416以便于通過第一疊層416形成與中介層408的一個(gè)或多個(gè)過孔410的電連接?？梢詫?dǎo)電材料沉積到第一疊層的構(gòu)圖部分中以形成路由結(jié)構(gòu)426，該路由結(jié)構(gòu)426提供與一個(gè)或多個(gè)過孔410的電連接。路由結(jié)構(gòu)434形成在第一疊層416上并且電耦合到路由結(jié)構(gòu)426以路由裸片402的電信號。一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤436形成于路由結(jié)構(gòu)426上。沉積和/或構(gòu)圖焊料抗蝕劑材料以形成焊料掩膜層424。可以在焊料抗蝕劑材料中形成開口以允許焊料球438形成/布置在一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤434上。在此描述的封裝布置100、200和300通常可以具有大致1.2毫米的厚度。此夕卜，第二裸片108、208和308 (被配置有一個(gè)或多個(gè)SoC)與第一裸片104、204a、204b和304a-304d(當(dāng)為存儲(chǔ)器形式時(shí))的分離導(dǎo)致來自第二裸片的少量熱量影響第一裸片的性能。熱沉118、218和318以及傳熱化合物120、220和320也有助于來自第二裸片的熱量免于影響第一裸片的性能。圖12示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性方法1200。在1204處，提供第一裸片，使得第一裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由第一裸片的電信號。在1208處,將第一裸片附接到襯底的層。在1212處，形成襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層，以將第一裸片嵌入在襯底中。在1216處，將第二裸片耦合到一個(gè)或多個(gè)附加層，其中第二裸片具有包括鍵合焊盤的表面以路由第二裸片的電信號。在實(shí)施例中，第二裸片耦合到一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在第一裸片與第二裸片之間路由電信號。該描述可以使用基于透視圖的描述，諸如上/下、上方/下方和/或頂部/底部。這樣的描述僅用于便于討論，而不旨在于將在此描述的實(shí)施例的應(yīng)用限制到任何特定取向。為了本公開的目的，用語“A/B”是指A或B。為了本公開的目的，用語“A和/或B”是指“⑷、(B)或(A和B)”。為了本公開的目的，用語“A、B和C中的至少一個(gè)”是指“㈧、(B)、(C)、(A和B)、(A和C) (B和C)或(A，B和C) ”。為了本公開的目的，用語“ (A) B，，是指“⑶或(AB) ”。也就是，A是可任選元件。按照最有助于理解所請求保護(hù)的主題的方式，將各種操作作為多個(gè)分立的操作依次描述。然而，描述順序不應(yīng)被認(rèn)為是暗示這些操作必定是依賴順序的。具體而言，這些操作可以不按照表示的順序執(zhí)行。描述的操作可以按照與所述實(shí)施例不同的順序執(zhí)行。在附加實(shí)施例中，可以執(zhí)行各種附加操作和/或可以省略描述的操作。該描述使用用語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在一些實(shí)施例中”或類似用語，這可以各自指代相同或不同實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)。此外，關(guān)于本公開實(shí)施例使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是同義詞。術(shù)語芯片、集成電路、單片器件、半導(dǎo)體器件、裸片和微電子器件在微電子領(lǐng)域中通?？苫Q使用。本發(fā)明可適用于上述所有內(nèi)容，因?yàn)樗鼈冊谠擃I(lǐng)域中是公知的。盡管在此已經(jīng)示出和描述了特定實(shí)施例，但是可以在不脫離本公開范圍的情況下，用于實(shí)現(xiàn)相同目的而計(jì)算的各種各樣的變更和/或等同實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方案可以替代所圖示和描述的實(shí)施例。本公開旨在覆蓋在此討論的實(shí)施例的任意修改或變型。因此，明顯旨在僅通過權(quán)利要求和其等同方案來限制在此描述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 提供第一裸片，所述第一裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由所述第一裸片的電信號; 將所述第一裸片附接到襯底的層； 形成所述襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層，以將所述第一裸片嵌入在所述襯底中；以及將第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層，所述第二裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由所述第二裸片的電信號， 其中將所述第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在所述第一裸片和所述第二裸片之間路由電信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層包括: 使用焊料球?qū)⑺龅诙闫詈系剿鲆粋€(gè)或多個(gè)附加層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 在所述第二裸片和所述一個(gè)或多個(gè)附加層之間提供底部填充材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將熱沉耦合到所述第二裸片， 其中在所述第二裸片的第一表面處，將所述第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層，以及 其中在與所述第二裸片的第一表面相對的所述第二裸片的第二表面處，將所述熱沉耦合到所述第二裸片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中將第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層包括: 使用焊料球?qū)⒌诙闫詈系剿鲆粋€(gè)或多個(gè)附加層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 在所述第二裸片和所述一個(gè)或多個(gè)附加層之間提供底部填充材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 提供第三裸片，所述第三裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由該裸片的電信號；以及 將所述第三裸片附接到所述襯底的層， 其中形成所述襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層以將所述第一裸片嵌入在所述襯底中包括形成所述襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層以將所述第三裸片嵌入在所述襯底中，以及 其中將所述第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在所述第三裸片和所述第二裸片之間路由電信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中提供第三裸片包括: 在所述第一裸片旁邊按照基本并排的布置提供所述第三裸片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中提供第三裸片包括: 在所述第一裸片之上提供所述第三裸片，使得所述第三裸片和所述第一裸片處于基本疊置的布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 提供第四裸片，所述第四裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由所述第四裸片的電信號；以及 提供第五裸片，所述第五裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由所述第五裸片的電信號， 其中在所述第一裸片之上提供所述第三裸片，使得所述第三裸片和所述第一裸片處于基本疊置的布置， 其中在所述第四裸片之上提供所述第五裸片，使得所述第五裸片和所述第四裸片處于基本疊置的布置， 其中按照基本并排的布置來布置所述第一和第三裸片與所述第四和第五裸片， 其中形成所述襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層以將所述第一裸片嵌入在所述襯底中包括形成所述襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層以將所述第四和第五裸片嵌入在所述襯底中， 其中將所述第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在所述第四裸片和所述第二裸片之間路由電信號，以及 其中將所述第二裸片耦合到所述一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在所述第五裸片和所述第二裸片之間路由電信號。
11.一種裝置，包括: 襯底，所述襯底具有(i)第一疊層、(ii)第二疊層和(iii)置于所述第一疊層與所述第二疊層之間的芯材料； 第一裸片，所述第一裸片耦合到所述第一疊層，所述第一裸片包括含鍵合焊盤的表面，以路由所述第一裸片的電信號，其中所述第一裸片嵌入在所述襯底的芯材料中；以及 第二裸片，所述第二裸片耦合到所述第二疊層，所述第二裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由所述第二裸片的電信號， 其中所述第二裸片耦合到所述第二疊層，使得在所述第一裸片和所述第二裸片之間路由電信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第二裸片經(jīng)由焊料球耦合到所述第二疊層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，還包括: 底部填充材料，所述底部填充材料在所述第二裸片與所述第二疊層之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括: 熱沉，所述熱沉耦合到所述第二裸片， 其中在所述第二裸片的第一表面處，所述第二裸片耦合到所述第二疊層，以及其中在與所述第二裸片的第一表面相對的所述第二裸片的第二表面處，所述熱沉耦合到所述第二裸片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述第二裸片經(jīng)由焊料球耦合到所述第二疊層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，還包括: 底部填充材料，所述底部填充材料在所述第二裸片與所述第二疊層之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括: 第三裸片，所述第三裸片耦合到所述第一疊層，所述第三裸片包括含鍵合焊盤的表面，以路由所述第三裸片的電信號， 其中所述第三裸片嵌入在所述襯底的芯材料中，以及 其中所述第二裸片耦合到所述第二疊層，使得在所述第三裸片與所述第二裸片之間路由電信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第三裸片定位成(i)相對于所述第一裸片基本并排的布置或者(ii)相對于所述第一裸片基本疊置的布置中的一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括: 第四裸片，所述第四裸片耦合到所述第一疊層，所述第四裸片包括含鍵合焊盤的表面，以路由所述第四裸片的電信號，其中所述第四裸片嵌入在所述襯底的芯材料中；以及 第五裸片，所述第五裸片耦合到所述第一疊層，所述第五裸片包括含鍵合焊盤的表面，以路由所述第五裸片的電信號，其中所述第五裸片嵌入在所述襯底的芯材料中， 其中所述第三裸片定位在所述第一裸片之上，使得所述第三裸片和所述第一裸片處于基本疊置的布置， 其中所述第五裸片定位在所述第四裸片之上，使得所述第五裸片和所述第四裸片處于基本疊置的布置， 其中所述第一和第三裸片與所述第四和第五裸片按照基本并排的布置來布置， 其中所述第二裸片耦合到所述第二疊層，使得在所述第四裸片和所述第二裸片之間路由電信號，以及 其中所述第二裸片耦合到所述第二疊層，使得在所述第五裸片和所述第二裸片之間路由電信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置， 其中所述第一裸片為存儲(chǔ)器器件，并且所述第二裸片為被配置為包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)級芯片(SoC)的集成電路。
全文摘要
本公開的實(shí)施例提供一種方法，該方法包括提供第一裸片，該第一裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由第一裸片的電信號；以及將第一裸片附接到襯底的層。該方法還包括形成襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層，以將第一裸片嵌入在襯底中；以及將第二裸片耦合到該一個(gè)或多個(gè)附加層，第二裸片具有包括鍵合焊盤的表面，以路由第二裸片的電信號。將第二裸片耦合到該一個(gè)或多個(gè)附加層，使得在第一裸片和第二裸片之間路由電信號。
文檔編號H01L25/065GK103168358SQ201180044155
公開日2013年6月19日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者S·蘇塔德雅, A·吳, S·吳 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司