[发明专利]用于制造半导体装置封装的方法、封装和并入有此类封装的系统

说明书

本申请案涉及用于制造半导体装置封装的方法、封装和并入有此类封装的系统。形成半导体装置封装的方法包括堆叠多个裸片，所述裸片堆叠呈现细接合线并且具有外环境涂层，所述接合线和环境涂层包括原位形成的化合物。还公开因此形成的半导体装置封装和并入有此类封装的电子系统。

优先权主张

本申请案主张2018年5月10日申请的申请审理中的“用于制造3D半导体装置封装的方法、所得封装和并入有此类封装的系统(METHODS FOR FABRICATING 3DSEMICONDUCTOR DEVICE PACKAGES,RESULTING PACKAGES AND SYSTEMS INCORPORATINGSUCH PACKAGES)”的美国专利申请案第15/976,398号的申请日的权益。

技术领域

本文中所公开的实施例涉及制造包括多个半导体裸片的封装的方法。更特定地，本文中所公开的实施例涉及用于制造包括多个堆叠式半导体裸片的三维封装的的方法、所得封装和并入有此类封装的系统。

背景技术

随着电子行业发展并且涵盖更多的不同应用例如智能电话和其它移动装置、日益紧凑的个人(手提式和平板)计算机、人工智能、物联网和云计算，对包括堆叠式半导体裸片的高密度、小外观尺寸模块化封装的需求不断增加。在此情况下，外观尺寸不仅包含封装的占用面积(长度和宽度)而且还包含高度、对移动应用程序的重要考虑等等。此类需求不仅针对存储器裸片封装，而且还针对不仅包括存储器裸片而且还包括存储器裸片以及逻辑、处理器和射频(RF)裸片中的一或多个的封装。

虽然已展示可能制造此类封装，但半导体行业迄今尚未具备制造此类封装以提供合理成本下的小外观尺寸和商业规模上的可接受产额的能力。

发明内容

在一实施例中，一种用于制造半导体装置封装的方法包括：将包括其横向间隔开的半导体裸片位置的晶片粘附到载体衬底，其中所述晶片的有源表面面向所述载体衬底；在所述晶片的背侧上方形成电介质材料；将第一层级的经单分半导体裸片以相互横向间隔开的关系放置在相应半导体裸片位置上方；和将从所述晶片的所述背侧穿过所述电介质材料突出的导电柱连接到所述半导体裸片的经对齐端垫。

在另一实施例中，一种形成半导体装置封装的方法包括在晶片的背侧上的相应半导体裸片位置上方以相互横向间隔开的关系堆叠多个层级的经单分半导体裸片；和在堆叠每一经单分半导体裸片之前，在半导体裸片位置或下部经单分半导体裸片的背侧上方形成电介质接合线材料。将经单分裸片的端垫连接到穿过所述半导体裸片位置的所述背侧上方或较低层级的经单分半导体裸片的背侧上方的所述电介质接合线材料暴露的相应导电柱；进行到所述经单分半导体裸片之间的空间中、到其划线区域中的材料中以及到半导体裸片位置之间的划线区域内的所述晶片的材料中的第一宽度的切割。在所述堆叠的最上部裸片的背侧上方、所述经单分半导体裸片的侧面上方以及半导体裸片位置之间的所述晶片的材料上方形成涂层，且进行在所述堆叠之间进入并穿过所述半导体裸片位置之间的所述晶片的剩余材料的第二更窄宽度的切割。

在另一实施例中，一种半导体装置封装包括半导体裸片堆叠，其中所述堆叠的最下部半导体裸片的表面横向突出到超过所述堆叠的其它较高半导体裸片的外围；所述堆叠的相邻半导体裸片之间的非聚合电介质接合线材料；所述堆叠的相邻半导体裸片的金属柱与经对齐端垫之间的连接，所述连接包括扩散接合或通过用所述电介质接合线材料对所述半导体裸片的电介质接合来保全的相互接触；和大体保形的非聚合涂层，其在所述堆叠的最上部半导体裸片的背侧上方延伸，在所述堆叠的侧面上的所述半导体裸片的材料上方延伸并接触所述材料，并且在所述堆叠的所述最下部半导体裸片的所述横向突出表面上方延伸并接触所述横向突出表面。