[发明专利]包含内插器结构的集成电子器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明处于晶片封装的领域中，以及更特别地，涉及用于集成混合半导体技术的部件的系统级封装技术。

背景技术

用于将多个有源部件(例如，多个也称为芯片或管芯的集成电路)集成到单个集成电路器件中的技术对各种类型的小尺寸和高性能集成器件的促进扮演重要的角色。

常规上，在印刷电路板(PCB)上水平布置和设置封装的有源部件。PCB提供机械支撑以及至封装的有源部件的电连接。PCB典型地通过层叠的聚合物基板形成，该聚合物基板可以包含多层布线，其提供至由此承载的有源部件的电气互连。因此，这种PCB一般在温度变化期间不稳定，并且，当经受温度变化时，可能收缩/翘曲。这因此限制可以容纳于PCB中的电气互连的密度，并因此限制可以由此承载的有源部件的数量和密度以及这种有源部件的复杂性。具体而言，通过PCB，只可以以约1/10的密度向有源部件提供低到中密度的电气互连，该密度表达为互连的标称直径与互连间标称距离之间的比。PCB一般限制提供更小的互连间距(超过1/5的更高互连密度)。

针对允许可能需要更高密度的电连接的复杂有源部件的小尺寸集成，越来越多地使用在倒装芯片技术中利用部件基板作为封装基板的晶片级封装(WLP)技术以及针对在共同封装中集成多个部件的系统级封装(SIP)技术。SIP技术允许在同一封装内将多个有源部件(管芯/芯片)封装在一起，由此使得能够更接近地集成不同类型的芯片，这些芯片用作集成电路器件的不同模块，以驻留于共同封装中。多个有源部件/芯片可以包含集成电路(IC)器件的不同模块，例如，逻辑(处理器芯片)和数据-存储器(存储器-芯片)部件的组合、逻辑和信号放大和/或传送/接收部件的组合和/或部件的其它组合。

关于这一点，术语封装指的是半导体器件制造的最终阶段，在该最终阶段中，一个或多个代表电子器件的芯部的管芯/芯片被装入支撑中，该支撑防止物理损坏和腐蚀并且支撑需要将集成电路组装到PCB上的系统中的电气触点。

SIP集成器件典型地包含多个由载体结构(在这里也称为内插器结构)承载的有源部件(两个或更多个半导体芯片/管芯)。载体/内插器结构被用于向由此承载的有源部件提供机械支撑和电气互连。一般通过垂直电气通路提供至有源部件以及其间的电连接，以连接基板的顶部上的部件和与PCB的底部界面或基板的顶表面上的诸如IO线的互连的水平的层。在SIP集成器件、具有倒装芯片配置的利用WLP技术的器件中，在许多情况下通过利用互连的水平层(即，在载体结构的顶表面和底表面中的一个或两个上形成的重新分配层(RDL))以及通过利用在顶表面与底表面之间通过载体结构制成的电气路径(也称为贯通通路，并且在这里被称为通路)提供电气互连。

例如，发明名称为“integrated circuit device and method for fabricating same”的美国专利公开No.2009/0212420公开了制造集成电路器件，包括提供包含第一表面和第二表面的半导体基板、在半导体基板的第一表面上形成布线层、提供电路芯片和在半导体基板的布线层上配置电路芯片。制造还包括：在布线层上以及在电路芯片上形成嵌入层，嵌入层封装电路芯片；在形成嵌入层之后减薄第二表面上的半导体基板；和在半导体基板中形成与布线层电气耦合并且在半导体基板的第二表面处露出的导电通路。并且，描述了集成电路器件。

发明内容

在封装技术的领域中，需要允许以适于在宽/广泛范围的条件下和/或在极端条件下操作的方式将混合技术的两个或更多个部件封装在一起的封装技术。还需要用于在共同内插器结构上封装不同半导体技术的两个或更多个部件的系统级封装技术(SIP)，该共同内插器结构可以是用于安装部件的无源内插器或制造部件中的一个或多个(例如，在其顶表面或底表面上)的有源内插器。在本领域中，还需要允许将混合技术部件中的一个或多个晶片级封装到共同内插器结构上的SIP技术。

已知SIP技术中的一些利用叠层或陶瓷或金属框架作为载体结构的一部分。其它SIP技术利用硅载体基板/载体。硅载体的热膨胀匹配硅基半导体芯片的热膨胀，以及因此，这种硅内插器可以提供用于承载硅基部件的机械稳定表面。