[发明专利]辐射热集体接合器及群体接合器

说明书

本公开涉及用于封装半导体裸片堆叠的辐射热集体接合器及群体接合器。所述接合器通常包含：护罩，其至少部分地围绕所述裸片堆叠定位；及辐射热源，其经定位在所述护罩内部且经配置以在远离所述护罩的方向上发射辐射热通量。所述接合器可进一步包含经配置以接触所述裸片堆叠的最顶部裸片的背侧的接合头且任选地包含经配置以接触所述裸片堆叠下面的衬底的另一接合头。所述辐射热源可经配置以将所述辐射热通量引导到所述裸片堆叠的至少一部分以减小所述裸片堆叠中的垂直温度梯度。所述接合头中的一或两者可经配置以将传导热通量并发地引导到所述裸片堆叠中。

技术领域

本公开大体上涉及接合式半导体装置，且在若干实施例中，更特定来说涉及用于半导体裸片的热压集体接合及群体接合的系统及方法。

背景技术

微电子装置，例如存储器装置、微处理器及发光二极管通常包含安装到衬底且包裹在保护覆盖物中的一或多个半导体裸片。所述半导体裸片包含功能特征，例如存储器单元、处理器电路、互连电路系统等。为了减小半导体裸片所占据的体积同时增加所得囊封式组合件的容量及/或速度，半导体裸片制造商的压力越来越大。为了满足这些需求，半导体裸片制造商经常将多个半导体裸片彼此垂直地上下堆叠以增加半导体裸片所安装到的电路板或其它元件上的有限体积内的微电子装置的容量或性能。所述堆叠可使用接合材料接合在一起。对于此类垂直堆叠的半导体裸片，经常使用穿硅通路(TSV)。邻近半导体裸片上的这些TSV通常使用直接物理耦合彼此电连接，其中一个裸片的接合垫直接接合到另一裸片的接合垫。

发明内容

一方面，本公开涉及一种半导体裸片堆叠接合工具，其包括：第一接合头，其经耦合到第一柄且经配置以接触形成在衬底上的裸片堆叠中的最顶部裸片的背侧；护罩，其经定位成邻近于所述接合头，所述护罩具有带有面向所述接合头的第一内表面的侧壁；及辐射热源，其经定位在所述第一内表面内部以在远离所述第一内表面的方向上选择性地发射辐射热通量，其中所述辐射热源经配置以将所述辐射热通量引导到所述裸片堆叠的至少一部分以减小所述裸片堆叠中的垂直温度梯度。

另一方面，本公开涉及一种半导体裸片堆叠接合工具，其包括：第一接合头，其经耦合到第一柄且经配置以接触形成在衬底上的裸片堆叠中的最顶部裸片的背侧；第二接合头，其经耦合到第二柄且经配置以接触所述裸片堆叠下面的所述衬底；护罩，其经定位成邻近于所述第一接合头，所述护罩具有带有面向所述第一接合头的第一内表面的侧壁；及辐射热源，其经定位在所述第一内表面内部以选择性地发射辐射热通量，其中所述第一及第二接合头经配置以将相对的压缩压力施加到所述裸片堆叠且所述辐射热源经配置以将所述辐射热通量并发地引导到所述裸片堆叠的至少一部分以群体接合所述裸片堆叠。

进一步方面，本公开涉及一种用于使用半导体裸片堆叠接合工具集体接合或群体接合半导体裸片的方法，所述方法包括：将所述接合工具定位在粘附式半导体裸片堆叠上方；降低所述接合工具，使得所述第一接合头接触所述裸片堆叠的最顶部裸片的背侧且所述护罩至少部分地橫向环绕所述裸片堆叠；将辐射热通量施加到所述裸片堆叠以熔融定位在互连件之间的焊料且在所述裸片堆叠中的裸片之间形成电连接件。

附图说明

图1是展示根据本技术的实施例配置的半导体装置及热压群体接合器的放大横截面视图。

图2是展示根据本技术的另一实施例配置的半导体装置及热压群体接合器的放大横截面视图。

具体实施方式

本文中所公开的技术涉及半导体装置、具有半导体装置的系统及用于制造半导体装置的相关方法。术语“半导体装置”通常是指包含一或多种半导体材料的固态装置。半导体装置的实例包含逻辑装置、存储器装置及二极管等等。此外，术语“半导体装置”可指成品装置或在变成成品装置之前的各个处理阶段的组合件或其它结构。