包括疊置的電子部件的電子組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]概括地說(shuō)，本文所描述的實(shí)施例涉及電子組件，并且更具體地說(shuō)，涉及包括疊置的電子部件的電子組件。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)產(chǎn)品(例如，移動(dòng)電話、智能手機(jī)、平板電腦等)在可用空間上極其受限，因?yàn)榈湫偷貙?duì)芯片以及封裝面積和高度(除了物理和電氣參數(shù)之外)有嚴(yán)格的限制。因此，減小系統(tǒng)板(例如，印刷電路板PCB)上電子部件(例如，封裝芯片或分立器件、集成無(wú)源器件(iro)、表面安裝型器件(SMD)等)的尺寸極其重要。
[0003]通常，電子芯片、集成電路(IC)或集成無(wú)源器件(IPD)僅僅在其相應(yīng)襯底的一個(gè)面(例如，前側(cè))上具有其功能元件或功能器件。一個(gè)例外是其中襯底的背側(cè)用作共用接地(即，電氣管理)的情況。另一個(gè)例外是其中襯底的背側(cè)用作散熱器(即，熱管理)的情況。
[0004]圖1示出了示例性現(xiàn)有技術(shù)電子部件I。如本文中所使用的，電子部件包括(除了其它器件之外)集成電路(IC)或集成無(wú)源器件(IPD)。圖2示出了另一個(gè)示例性現(xiàn)有技術(shù)電子部件2，其包括穿硅過(guò)孔或穿襯底過(guò)孔(TSV)3。在圖2中所示出的示例性現(xiàn)有技術(shù)電子部件2中，芯片或硅內(nèi)插件的背側(cè)可以用于將TSV 3連接到再分布層(RDL)4和指定的I/O焊盤。例如，I/O焊盤可以通過(guò)各種已知制造技術(shù)(例如，倒裝芯片(FC)、微倒裝芯片(μ -FC)焊盤或Cu支柱等)來(lái)形成。
[0005]常規(guī)電子部件中相應(yīng)襯底的單面利用導(dǎo)致在系統(tǒng)板(例如，PCB)上消耗大量空間。另外，常規(guī)電子部件典型地需要大量高度，使常規(guī)電子部件更難以裝配在移動(dòng)產(chǎn)品的外殼內(nèi)部，尤其當(dāng)需要將幾個(gè)芯片、多個(gè)Iro或多個(gè)SMD中的一個(gè)組裝和/或疊置在另一個(gè)的頂部上時(shí)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1示出了示例性現(xiàn)有技術(shù)電子組件。
[0007]圖2示出了另一個(gè)示例性現(xiàn)有技術(shù)電子組件，其包含穿硅過(guò)孔或穿襯底過(guò)孔(TSV)。
[0008]圖3示出了示例性電子組件。
[0009]圖4示出了另一個(gè)示例性電子組件。
[0010]圖5Α-Β示出了包括圖3中所示出的電子組件的示例性電子封裝。
[0011]圖6A-D示出了其它示例性電子封裝以及用于制造包括圖3中所示出的電子組件的電子封裝的工藝流程。
[0012]圖7示出了包括圖3中所示出的電子組件的示例性電子系統(tǒng)。
[0013]圖8是示出了疊置電子部件以便形成電子組件的方法的流程圖。
[0014]圖9是包括本文中所描述的電子組件和/或電子封裝的電子設(shè)備的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面的描述和附圖充分地示出了具體實(shí)施例，以便使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧鼈?。其它?shí)施例可以并入結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、工藝的和其它的改變。一些實(shí)施例的部分或特征可以包括在其它實(shí)施例的部分或特征中，或者替代其它實(shí)施例的部分或特征。技術(shù)方案中所闡述的實(shí)施例包括那些技術(shù)方案的所有可用的等效形式。
[0016]如在本申請(qǐng)中所使用的方位術(shù)語(yǔ)(諸如“水平”)是相對(duì)于平行于晶圓或襯底的常規(guī)平面或表面的平面來(lái)定義的，而不管晶圓或襯底的方位如何。術(shù)語(yǔ)“垂直”指垂直于如以上所定義的水平的方向。介詞(諸如“在…上”、“側(cè)”(如在“側(cè)壁”中)、“高于”、“低于”、“在…上方”、以及“在…之下”)是相對(duì)于在晶圓或襯底的頂部表面上的常規(guī)平面或表面來(lái)定義，而不管晶圓或襯底的方位如何。
[0017]本文中所描述的電子組件包括在將管芯嵌入到層合體(或一些其它類型的封裝層)中之前，將兩個(gè)或更多個(gè)電子部件(例如，管芯)背對(duì)背附接。將兩個(gè)或更多個(gè)電子部件的此背對(duì)背附接可以用于優(yōu)化針對(duì)包括電子部件的電子組件的封裝選項(xiàng)。
[0018]另外，兩個(gè)或更多個(gè)電子部件的背對(duì)背附接預(yù)先利用每一個(gè)相應(yīng)的電子部件的背側(cè)上的“被浪費(fèi)的面積”。因此，與只使用襯底的一面的常規(guī)電子組件相比，每一電子組件面積的功能器件或電路的數(shù)量可以加倍。
[0019]另外，可以節(jié)省系統(tǒng)板上的有價(jià)值的面積，和/或與傳統(tǒng)疊置技術(shù)(例如，封裝上封裝(PoP))相比，包括本文中所描述電子組件的電子封裝的高度可以減小。本文中所描述的電子組件還可以允許使不同功能管芯更緊密地放在一起，從而減少形成電子組件(以及包括電子組件的電子封裝)的電子部件之間的寄生效應(yīng)。
[0020]本文中所描述的電子組件可以包括在背對(duì)背安裝的電子部件中的每一電子部件的前側(cè)上的功能器件。因此，功能器件實(shí)際上安裝在電子組件的前側(cè)和背側(cè)上。
[0021]功能器件的例子包括但不限于晶體管、二極管和根據(jù)CMOS、雙極、BiCMOS、模擬/混合信號(hào)、RF、功率半導(dǎo)體DRAM、SRAM或NVM存儲(chǔ)技術(shù)的電子電路元件。另外，可選無(wú)源器件可以安裝在本文中所描述的電子組件中的每一個(gè)電子組件的前側(cè)和背側(cè)上。在FEOL或BEOL處理期間，示例性可選無(wú)源器件包括但不限于電阻器、電容器(M0S電容器、MM電容器、金屬間電容器)以及電感器(線圈)。
[0022]如以上所討論的，將功能器件安裝在電子組件的前側(cè)和背側(cè)上的一個(gè)潛在益處在于相對(duì)大數(shù)目個(gè)的功能器件可以包括在電子封裝內(nèi)的給定面積和/或體積中。將功能器件安裝在電子組件的前側(cè)和背側(cè)上的另一個(gè)潛在益處在于這種電子組件可以更容易允許在電子封裝中包括不同代技術(shù)(例如，20nm、40nm、65nm等的CMOS)的混合。另外，將功能器件安裝在電子組件的前側(cè)和背側(cè)上可以更容易地允許在包括電子組件的電子封裝中包括不同制造技術(shù)(例如，CMOS邏輯、DRAM、NVM存儲(chǔ)器，雙極、模擬/混合信號(hào)、RF、功率半導(dǎo)體技術(shù)等以及各種無(wú)源器件)的混合。
[0023]將功能器件安裝在電子組件的前側(cè)和背側(cè)上還可以改進(jìn)形成電子組件的各種電子部件的可制造性。各種電子部件的經(jīng)改進(jìn)的可制造性的一個(gè)可能的原因在于指定的最佳制造條件可以用于制造形成電子組件的單獨(dú)的電子部件(例如，管芯)。
[0024]圖3示出了示例性電子組件10。電子組件10包括第一電子部件11，第一電子部件11包括具有前側(cè)13和背側(cè)14的第一襯底12以及安裝在第一襯底12的前側(cè)13上的至少一個(gè)電子器件15。
[0025]電子組件10還包括第二電子部件21，第二電子部件21包括具有前側(cè)23和背側(cè)24的第二襯底22以及安裝在第二襯底22的前側(cè)23上的至少一個(gè)電子器件25。
[0026]第一襯底12的背側(cè)14直接附接到第二襯底22的背側(cè)24。在一些形式中，第一襯底12的背側(cè)14直接附著(例如，通過(guò)膠合、直接硅對(duì)硅鍵合、陰離子鍵合等)到第二襯底22的背側(cè)24。
[0027]應(yīng)當(dāng)注意的是，第一襯底12的背側(cè)14可以以現(xiàn)在已知或?qū)?lái)發(fā)現(xiàn)的任何方式直接附接到第二襯底22的背側(cè)24。其中第一襯底12的背側(cè)14直接附接到第二襯底22的背側(cè)24的方式將部分取決于電子組件中所使用的電子部件11、21的類型(除了其它因素之外
[0028]在電子組件10的一些示例性形式中，第一襯底12和第二襯底22中的至少一個(gè)襯底是硅襯底。在電子組件10的其它示例性形式中，第一襯底12和第二襯底22中的至少一個(gè)襯底是玻璃襯底。第一襯底12和第二襯底22的其它示例性材料包括但不限于硅、玻璃、絕緣體上硅、碳化硅(SiC)、砷化鎵、有機(jī)襯底和層合體等。應(yīng)當(dāng)注意的是，第一襯底12和第二襯底22可以是相同材料或不同材料。
[0029]如在以上部分中所討論的，將第一襯底12的背側(cè)14直接附接到第二襯底22的背側(cè)24可以容許電子組件10內(nèi)在地使由電子組件10占據(jù)的給定面積的電子部件的密度加倍。潛在地使給定面積的電子部件的密度加倍可以允許電子組件10創(chuàng)建包括電子組件10的更小、更快和更強(qiáng)大的電子封裝。
[0030]另外，可以在電子組件10中加以利用的單獨(dú)的電子部件(例如，邏輯管芯、存儲(chǔ)器、RF、模擬-混合信號(hào)管芯、無(wú)源器件、集成無(wú)源器件(IPD)、傳感器、光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟考?可以借助經(jīng)優(yōu)化處理技術(shù)(例如，高級(jí)CMOS、BICM0S、雙極、RF、模擬/混合信號(hào)、DRAM-存儲(chǔ)器技術(shù)、SRAM-存儲(chǔ)器技術(shù)或非易失性-(NVM)的存儲(chǔ)器技術(shù)、傳感器技術(shù)等)來(lái)制造。單獨(dú)的電子部件還可以針對(duì)是電子組件10的部分的每一個(gè)電子部件使用經(jīng)優(yōu)化的襯底(例如，標(biāo)準(zhǔn)的或高歐姆的Si襯底、GaAs、III/V襯底、II/VI襯底、電介質(zhì)襯底等)。
[0031]圖4示出了電子組件10的另一個(gè)示例性形式。如在圖4中所示出的，電子組件10還可以包括第三電子部件31，第三電子部件31包括具有前側(cè)33和背側(cè)34的第三襯底32以及安裝在第三襯底32的前側(cè)33上的至少一個(gè)電子器件35。在圖4中所示出的電子組件10的示例性形式中，第三襯底32的背側(cè)34可以直接附接到第一襯底1