DE102017122096A1 - Gehäusetrukturen und Ausbildungsverfahren - Google Patents
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- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
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- H01L2224/05147—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/05157—Cobalt [Co] as principal constituent
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- H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05166—Titanium [Ti] as principal constituent
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- H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05181—Tantalum [Ta] as principal constituent
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- H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05184—Tungsten [W] as principal constituent
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
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- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
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- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
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- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05639—Silver [Ag] as principal constituent
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- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05647—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05684—Tungsten [W] as principal constituent
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/13109—Indium [In] as principal constituent
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/13111—Tin [Sn] as principal constituent
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/13116—Lead [Pb] as principal constituent
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/13124—Aluminium [Al] as principal constituent
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- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
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- H01L2224/13139—Silver [Ag] as principal constituent
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- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13144—Gold [Au] as principal constituent
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- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13147—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13155—Nickel [Ni] as principal constituent
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/13164—Palladium [Pd] as principal constituent
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/1354—Coating
- H01L2224/13599—Material
- H01L2224/1369—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16237—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
- H01L2224/81193—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5389—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates the chips being integrally enclosed by the interconnect and support structures
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
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- H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/1815—Shape
- H01L2924/1816—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
- H01L2924/18161—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a flip chip
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
Eine Ausführungsform ist ein Verfahren, das das Bonden eines ersten Dies an eine erste Seite eines Interposers unter Verwendung erster elektrischer Verbinder, das Bonden eines zweiten Dies mit der ersten Seite des Interposers unter Verwendung zweiter elektrischer Verbinder, das Befestigen eines ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers benachbart zu dem zweiten Die, das Verkapseln des ersten Dies, des zweiten Dies und des ersten Dummy-Dies mit einem Verkapselungsmittel und das Vereinzeln des Interposers und des ersten Dummy-Dies umfasst, um eine Gehäusestruktur auszubilden.
Description
- Diese Anmeldung beansprucht den Rang der vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 62/421 775 - HINTERGRUND
- Seit der Entwicklung der integrierten Schaltung (IC) hat die Halbleiterindustrie aufgrund der kontinuierlichen Verbesserung der Integrationsdichte verschiedener elektronischer Komponenten (d.h. Transistoren, Dioden, Widerständen, Kondensatoren usw.) ein anhaltendes, schnelles Wachstum erlebt. Diese Verbesserung der Integrationsdichte ergab sich zum größten Teil aus wiederholter Verringerung der minimalen Merkmalsgröße, wodurch mehr Komponenten in eine bestimmte Fläche integriert werden können.
- Diese Integrationsverbesserung ist dem Wesen nach im Wesentlichen zweidimensional (2D), da die von den integrierten Komponenten eingenommene Fläche im Wesentlichen auf der Oberfläche des Halbleiterwafers liegt. Die erhöhte Dichte und die entsprechende Abnahme der Fläche der integrierten Schaltungen haben im Allgemeinen die Möglichkeiten des Bondens von integrierten Schaltungschips direkt auf ein Substrat zu bonden überholt. Es wurden Interposer (Zwischenelemente) verwendet, um Kugel-Kontaktflächen von Flächen des Chips zu größeren Flächen des Interposers umzuverteilen. Weiterhin haben Interposer ein dreidimensionales (3D) Gehäuse möglich gemacht, das mehrere Chips aufweist. Andere Gehäuse wurden auch entwickelt, um 3D-Aspekte zu integrieren.
- Figurenliste
- Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Man beachte, dass gemäß dem üblichen Vorgehen in der Branche verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Beschreibung beliebig vergrößert oder verkleinert werden.
- Die
1 bis14 sind Querschnittsansichten und Draufsichten in einem beispielhaften Verfahren zum Ausbilden einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen. - Die
15A -15F zeigen Draufsichten von Gehäusestrukturen gemäß einigen Ausführungsformen. - Die
16A -16F zeigen Draufsichten von Gehäusestrukturen gemäß einigen Ausführungsformen. - Die
17A -17D zeigen Draufsichten von Gehäusestrukturen gemäß einigen Ausführungsformen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Die folgende Offenbarung sieht viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele vor, um verschiedene Merkmale der Erfindung zu implementieren. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend wirken. Beispielsweise kann das Ausbilden eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildet sein können, so dass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt stehen müssen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszeichen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und erzwingt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
- Weiter können räumlich relative Begriffe, wie „unten“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und ähnliche, hier der Einfachheit der Beschreibung halber verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder einer Einrichtung mit anderen Element(en) oder Einrichtung(en) zu beschreiben, wie in den Figuren gezeigt ist. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Orientierungen des Bauelements, die verwendet oder betrieben wird, zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Orientierung umfassen. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung) und die räumlich relativen Begriffe, die hier verwendet werden, können ebenfalls demgemäß interpretiert werden.
- Hier beschriebene Ausführungsformen können in einem spezifischen Kontext beschrieben werden, nämlich einer Gehäusestruktur, die Dummy-Die-Strukturen benachbart zu den aktiven Dies aufweist, um Durchbiegung (engl. „warpage“) der Gehäusestruktur zu verringern. Diese Verringerung der Durchbiegung der Gehäusestruktur ermöglicht eine zuverlässigere Gehäusestruktur, indem die Wahrscheinlichkeit von kalten Lötstellen zwischen den aktiven Dies und dem Interposer verringert wird. In einigen Ausführungsformen liegen die Dummy-Dies entlang der Peripherie der Gehäusestruktur, etwa in oder nahe an den Ritzlinienbereichen.
- Ausführungsformen werden in Bezug auf einen spezifischen Kontext beschrieben, nämlich ein gestapeltes Die-Interposer-Substrat-Gehäuse unter Verwendung von Chip-on-Wafer-on-Substrat- (CoWoS-) Verarbeitung. Andere Ausführungsformen können jedoch auch auf andere Gehäuse angewendet werden, wie z. B. ein gestapeltes Die-Die-Substrat-Gehäuse, und andere Verarbeitung. Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, sind Beispiele, um die Herstellung oder Verwendung des Gegenstandes dieser Offenbarung zu ermöglichen, und ein Fachmann wird leicht Modifikationen erkennen, die gemacht werden können, während er im erwogenen Bereich der unterschiedlichen Ausführungsformen verbleibt. Gleiche Bezugszeichen und Buchstaben in den folgenden Abbildungen beziehen sich auf gleiche Komponenten. Obwohl Verfahrensausführungsformen so beschrieben werden können, dass sie in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden, können andere Verfahrensausführungsformen in jeder logischen Reihenfolge ausgeführt werden.
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1 zeigt das Ausbilden eines oder mehrerer Dies68 . Ein Hauptkörper60 der Dies68 kann eine beliebige Anzahl von Dies, Substraten, Transistoren, aktiven Vorrichtungen, passiven Vorrichtungen oder dergleichen umfassen. In einer Ausführungsform kann der Hauptkörper60 ein Bulk-Halbleitersubstrat, ein Halbleiter-auf-Isolator- (SOI-) Substrat, ein mehrschichtiges Halbleitersubstrat oder dergleichen umfassen. Das Halbleitermaterial des Hauptkörpers60 kann aus Silizium, Germanium, einem Verbundhalbleiter, der Silizium-Germanium, Siliziumkarbid, Gallium-Arsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid aufweist; einem Legierungshalbleiter, der SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP und/oder GaInAsP aufweist; oder Kombinationen davon bestehen. Es können auch andere Substrate, wie mehrschichtige oder Gradientsubstrate, verwendet werden. Der Hauptkörper60 kann dotiert oder undotiert sein. Vorrichtungen, wie Transistoren, Kondensatoren, Widerstände, Dioden und dergleichen, können in und/oder auf einer aktiven Oberfläche62 ausgebildet sein. - Eine Zwischenverbindungsstruktur
64 , die eine oder mehrere dielektrische Schicht(en) und zugehörige Metallisierungsstrukturen aufweist, wird auf der aktiven Oberfläche62 ausgebildet. Die Metallisierungsstruktur(en) in der/den dielektrischen Schicht(en) können elektrische Signale zwischen den Vorrichtungen leiten, wie z. B. durch Verwendung von Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen, und können auch verschiedene elektrische Vorrichtungen wie Kondensatoren, Widerstände, Induktoren oder dergleichen aufweisen. Die verschiedenen Vorrichtungen und Metallisierungsstrukturen können miteinander verbunden werden, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen. Die Funktionen können Speicherstrukturen, Verarbeitungsstrukturen, Sensoren, Verstärker, Leistungsverteilung, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen oder dergleichen umfassen. Zusätzlich werden Die-Verbinder66 , wie beispielsweise leitfähige Säulen (die z. B. ein Metall wie Kupfer umfassen), in und/oder auf der Zwischenverbindungsstruktur 64 ausgebildet, um eine externe elektrische Verbindung mit den Schaltungen und Vorrichtungen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen stehen die Die-Verbinder66 von der Zwischenverbindungsstruktur 64 vor, um eine Säulenstruktur zu bilden, die verwendet werden soll, wenn die Dies68 an andere Strukturen gebondet werden. Ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die obigen Beispiele erläuternden Zwecken dienen. Andere Schaltungen können für eine gegebene Anwendung verwendet werden. - Insbesondere kann eine Zwischenmetallisierungs-Dielektrikums- (IMD-) Schicht in der Zwischenverbindungsstruktur
64 ausgebildet werden. Die IMD-Schicht kann beispielsweise aus einem low-k-dielektrischen Material wie Phosphorsilikatglas (PSG), Borphosphorsilikatglas (BPSG), Fluorsilikatglas (FSG), SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On-Polymer, Silizium-Kohlenstoffmaterial, Verbindungen davon, Verbundstoffe davon, Kombinationen davon oder dergleichen, durch jedes geeignete Verfahren, das in der Technik bekannt ist, wie Rotationsbeschichtung, chemische Dampfabscheidung (CVD), plasmaverstärkte CVD (PECVD), hochdichte Plasma-chemische Dampfabscheidung (HDP-CVD) oder dergleichen ausgebildet werden. Eine Metallisierungsstruktur kann in der IMD-Schicht ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken, um ein Photoresistmaterial auf der IMD-Schicht abzuscheiden und zu strukturieren, um Teile der IMD-Schicht freizulegen, die die Metallisierungsstruktur werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der IMD-Schicht zu erzeugen, die den freiliegenden Teilen der IMD-Schicht entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere Schichten aus Tantalnitrid, Tantal, Titannitrid, Titan, Kobalt-Wolfram, dergleichen oder einer Kombination davon umfassen, die durch Atomschichtabscheidung (ALD) oder dergleichen abgeschieden werden. Das leitfähige Material der Metallisierungsstrukturen kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, das durch CVD, physikalische Dampfabscheidung (PVD) oder dergleichen abgeschieden wird. Überschüssiges Material der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der IMD-Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines chemischmechanischen Polierens (CMP). - In
2 wird der Hauptkörper60 mit der Zwischenverbindungsstruktur 64 in einzelne Dies68 vereinzelt. Üblicherweise weisen die Dies68 die gleichen Schaltungen auf, beispielsweise Vorrichtungen und Metallisierungsstrukturen, obwohl die Dies unterschiedliche Schaltungen aufweisen können. Das Vereinzeln kann Sägen, Schneiden oder dergleichen umfassen. - Jeder der Dies
68 kann eine oder mehrere Logik-Dies (z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine Grafikverarbeitungseinheit, ein System-on-Chip, einen feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), einen Mikrocontroller oder dergleichen), Speicher-Dies (z. B. einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), einen statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM) oder dergleichen), Energieverwaltungs-Dies (z. B. eine integrierte Stromversorgungsschaltung (PMIC)), Hochfrequenz- (HF-) Dies, mikroelektromechanische (MEMS-) Dies, Signalverarbeitungs-Dies (z. B. digitale Signalverarbeitungs- (DSP-) Dies), Front-End-Dies (z. B. analoge Front-End- (AFE-) Dies), dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. Auch können bei einigen Ausführungsformen die Dies68 eine unterschiedliche Größe (z. B. eine unterschiedliche Höhe und/oder Fläche) haben und in anderen Ausführungsformen können die Dies68 die gleiche Größe (z. B. die gleiche Höhe und/oder Fläche) haben. -
3 zeigt das Ausbilden einer ersten Seite von Komponenten96 (siehe13 ). Ein Substrat70 umfasst während der Verarbeitung eine oder mehrere Komponenten96 . Die Komponenten96 können ein Interposer oder ein anderer Die sein. Das Substrat70 kann ein Wafer sein. Das Substrat70 kann ein Bulk-Halbleitersubstrat, ein SOI-Substrat, ein mehrschichtiges Halbleitersubstrat oder dergleichen umfassen. Das Halbleitermaterial des Substrats70 kann aus Silizium, Germanium, einem Verbundhalbleiter, der Silizium-Germanium, Siliziumkarbid, Gallium-Arsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid aufweist; einem Legierungshalbleiter, der SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP und/oder GaInAsP aufweist; oder Kombinationen davon bestehen. Es können auch andere Substrate, wie mehrschichtige oder Gradientsubstrate, verwendet werden. Das Substrat70 kann dotiert oder undotiert sein. Vorrichtungen, wie Transistoren, Kondensatoren, Widerstände, Dioden und dergleichen, können in und/oder auf einer ersten Oberfläche72 ausgebildet werden, die auch als aktive Oberfläche des Substrats70 bezeichnet werden kann. In Ausführungsformen, in denen die Komponente96 ein Interposer ist, weist die Komponente96 im Allgemeinen keine aktiven Vorrichtungen auf, obwohl der Interposer passive Vorrichtungen umfassen kann, die in und/oder auf einer ersten Oberfläche72 ausgebildet werden. - Durchkontaktierungen (TVs)
74 werden so ausgebildet, dass sie sich von der ersten Oberfläche72 des Substrats70 zu dem Substrat70 erstrecken. Die TVs74 werden auch manchmal als Substrat-Durchkontaktierungen bezeichnet, oder Silizium-Durchkontaktierungen, wenn das Substrat70 ein Siliziumsubstrat ist. Die TVs74 können durch Ausbilden von Vertiefungen in dem Substrat70 beispielsweise durch Ätzen, Fräsen, Lasertechniken, eine Kombination davon und/oder dergleichen ausgebildet werden. Ein dünnes dielektrisches Material kann in den Vertiefungen ausgebildet werden, wie beispielsweise durch Verwendung einer Oxidationstechnik. Eine dünne Sperrschicht kann konform über der Vorderseite des Substrats70 und in den Öffnungen abgeschieden werden, beispielsweise durch CVD, ALD, PVD, thermische Oxidation, eine Kombination davon und/oder dergleichen. Die Sperrschicht kann ein Nitrid oder ein Oxynitrid wie Titannitrid, Titanoxynitrid, Tantalnitrid, Tantaloxynitrid, Wolframnitrid, eine Kombination davon und/oder dergleichen umfassen. Ein leitfähiges Material kann über der dünnen Sperrschicht und in den Öffnungen abgeschieden werden. Das leitfähige Material kann durch ein elektrochemisches Plattierungsverfahren, CVD, ALD, PVD, eine Kombination davon und/oder dergleichen ausgebildet werden. Beispiele für leitfähige Materialien sind Kupfer, Wolfram, Aluminium, Silber, Gold, eine Kombination davon und/oder dergleichen. Überschüssige Anteile des leitfähigen Materials und der Sperrschicht werden von der Vorderseite des Substrats70 beispielsweise durch CMP entfernt. Somit können die TVs74 ein leitfähiges Material und eine dünne Sperrschicht zwischen dem leitfähigen Material und dem Substrat70 umfassen. - Eine Umverteilungsstruktur
76 wird über der ersten Oberfläche72 des Substrats70 ausgebildet und wird verwendet, um die integrierten Schaltungsvorrichtungen, falls vorhanden, und/oder die TVs74 miteinander und/oder mit externen Vorrichtungen elektrisch zu verbinden. Die Umverteilungsstruktur76 kann eine oder mehrere dielektrische Schicht(en) und zugehörige Metallisierungsstruktur(en) in der/den dielektrischen Schicht(en) umfassen. Die Metallisierungsstrukturen können Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen umfassen, um jegliche Vorrichtungen und/oder TVs74 miteinander und/oder mit einer externen Vorrichtung zu verbinden. Die Metallisierungsstrukturen werden manchmal als Umverteilungsleitungen (RDL) bezeichnet. Die dielektrischen Schichten können Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Siliziumoxynitrid, low-k-dielektrisches Material wie PSG, BPSG, FSG, SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On-Polymer, Silizium-Kohlenstoffmaterial, Verbindungen davon, Verbundwerkstoffe davon, Kombinationen davon oder dergleichen umfassen. Die dielektrischen Schichten können durch jedes geeignete Verfahren, wie es in der Technik bekannt ist, wie Rotationsbeschichtung, CVD, PECVD, HDP-CVD oder dergleichen, abgeschieden werden. Eine Metallisierungsstruktur kann in der dielektrischen Schicht ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken, um ein Photoresistmaterial auf der dielektrischen Schicht abzuscheiden und zu strukturieren, um Teile der dielektrischen Schicht freizulegen, die die Metallisierungsstruktur werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der dielektrischen Schicht zu erzeugen, die den freiliegenden Abschnitten der dielektrischen Schicht entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere Schichten aus TaN, Ta, TiN, Ti, CoW oder dergleichen umfassen, die durch ALD oder dergleichen abgeschieden werden, und das leitfähige Material kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, die durch CVD, PVC oder dergleichen abgeschieden werden. Alle überschüssigen Anteile der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der dielektrischen Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines CMPs. - Elektrische Verbinder
77 /78 werden auf der oberen Fläche der Umverteilungsstruktur76 auf leitfähigen Pads ausgebildet. In einigen Ausführungsformen umfassen die leitfähigen Pads Under-Bump-Metallurgien (UBMs). In der gezeigten Ausführungsform werden die Pads in Öffnungen der dielektrischen Schichten der Umverteilungsstruktur76 ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform können sich die Pads (UBMs) durch eine Öffnung einer dielektrischen Schicht der Umverteilungsstruktur 76 erstrecken und sich auch über die obere Fläche der Umverteilungsstruktur76 erstrecken. Als Beispiel zum Ausbilden der Pads wird zumindest in der Öffnung in der dielektrischen Schicht der Umverteilungsstruktur76 eine Keimschicht (nicht gezeigt) ausgebildet. In einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, die eine einzelne Schicht oder eine Verbundschicht sein kann, die eine Mehrzahl von Teilschichten umfasst, die aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind. In einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von beispielsweise PVD oder dergleichen ausgebildet werden. Ein Photoresist wird dann auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder dergleichen ausgebildet werden und kann Licht zur Strukturierung ausgesetzt werden. Die Struktur des Fotoresists entspricht den Pads. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist aus, um die Keimschicht freizulegen. Ein leitfähiges Material wird in den Öffnungen des Photoresists und auf den freiliegenden Abschnitten der Keimschicht ausgebildet. Das leitfähige Material kann durch Plattieren, etwa Galvanisieren oder stromloses Plattieren oder dergleichen, ausgebildet werden. Das leitfähige Material kann ein Metall wie Kupfer, Titan, Wolfram, Aluminium oder dergleichen umfassen. Dann werden der Photoresist und Teile der Keimschicht, auf denen das leitfähige Material nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch ein geeignetes Veraschungs- oder Abziehverfahren entfernt werden, beispielsweise durch Verwenden eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen. Sobald der Photoresist entfernt ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Ätzverfahrens, etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Anteile der Keimschicht und des leitfähigen Materials bilden die Pads. In der Ausführungsform, in der die Pads anders ausgebildet werden, können mehr Photoresist- und Strukturierungsschritte verwendet werden. - In einigen Ausführungsformen umfassen die elektrischen Verbinder
77 /78 eine Metallsäule77 mit einer Metallkappenschicht78 , die eine Lötkappe sein kann, über der Metallsäule77 . Die elektrischen Verbinder77 /78 einschließlich der Säule77 und der Kappenschicht78 werden manchmal als Mikro-Bumps (Mikro-Kontakthügel)77 /78 bezeichnet. In einigen Ausführungsformen umfassen die Metallsäulen77 ein leitfähiges Material wie Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Palladium, dergleichen oder eine Kombination davon und können durch Sputtern, Drucken, Galvanisieren, stromloses Plattieren, CVD oder dergleichen ausgebildet werden. Die Metallsäulen77 können lotfrei sein und haben im Wesentlichen vertikale Seitenwände. In einigen Ausführungsformen wird die Metallkappenschicht78 auf der Oberseite der Metallsäule77 ausgebildet. Die Metallkappenschicht78 kann Nickel, Zinn, Zinn-Blei, Gold, Kupfer, Silber, Palladium, Indium, Nickel-Palladium-Gold, Nickel-Gold, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen und kann durch ein Plattierungsverfahren ausgebildet werden. - In einer weiteren Ausführungsform weisen die elektrischen Verbinder
77 /78 nicht die Metallsäulen auf und sind Lötkugeln und/oder Bumps, wie z. B. durch Flip-Chip- (C4-), Electroless Nickel Immersion Gold- (ENIG-), Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold- (ENEPIG-) Techniken oder dergleichen ausgebildete Bumps. In dieser Ausführungsform können die elektrischen Verbinder77 /78 ein leitfähiges Material wie Lötmittel, Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Silber, Palladium, Zinn, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. In dieser Ausführungsform werden die elektrischen Verbinder77 /78 durch anfängliches Ausbilden einer Lotschicht durch so allgemein verwendete Verfahren wie Verdampfen, Galvanisieren, Drucken, Lötübertragung, Kugelplatzierung oder dergleichen ausgebildet. Nachdem eine Lotschicht auf der Struktur ausgebildet wurde, kann ein Aufschmelzen durchgeführt werden, um das Material in die gewünschte Bump-Form zu formen. - In
4 werden die Dies68 und Dies88 an der ersten Seite der Komponenten96 beispielsweise durch Flip-Chip-Bonden über die elektrischen Verbinder77 /78 und Metallsäulen79 auf den Dies befestigt, um leitfähige Verbindungen91 auszubilden. Die Metallsäulen79 können den Metallsäulen77 ähneln und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt. Die Dies68 und die Dies88 können auf den elektrischen Verbindern77 /78 unter Verwendung von beispielsweise einem Pick-and-Place-Werkzeug angeordnet werden. In einigen Ausführungsformen werden die Metallkappenschichten78 auf den Metallsäulen77 (wie in3 gezeigt), den Metallsäulen79 der Dies68 und der Dies88 oder beiden ausgebildet. - Die Dies
88 können durch eine ähnliche Verarbeitung ausgebildet werden, wie oben unter Bezugnahme auf die Dies68 beschrieben ist. In einigen Ausführungsformen umfassen die Dies88 eine oder mehrere Speicher-Dies, wie beispielsweise einen Stapel von Speicher-Dies (z. B. DRAM-Dies, SRAM-Dies, High Bandwidth Memory- (HBM-) Dies, Hybrid Memory Cube- (HMC-) Dies oder dergleichen). In den Ausführungsformen des Stapels von Speicher-Dies kann ein Die88 sowohl Speicher-Dies als auch eine Speichersteuerung umfassen, wie beispielsweise einen Stapel von vier oder acht Speicher-Dies mit einer Speichersteuerung. Auch können bei einigen Ausfiihrungsformen die Dies88 eine unterschiedliche Größe (z. B. eine unterschiedliche Höhe und/oder Fläche) haben und in anderen Ausführungsformen können die Dies88 die gleiche Größe (z. B. die gleiche Höhe und/oder Fläche) haben. - In einigen Ausführungsformen können die Dies
88 eine ähnliche Höhe wie die Dies68 haben (wie in4 gezeigt), oder die Dies68 und88 können in einigen Ausführungsformen eine unterschiedliche Höhe haben. - Die Dies
88 umfassen einen Hauptkörper80 , eine Zwischenverbindungsstruktur84 und Die-Verbinder86 . Der Hauptkörper80 der Dies88 kann eine beliebige Anzahl von Dies, Substraten, Transistoren, aktiven Vorrichtungen, passiven Vorrichtungen oder dergleichen umfassen. In einer Ausführungsform kann der Hauptkörper80 ein Bulk-Halbleitersubstrat, ein Halbleiter-auf-Isolator- (SOI-) Substrat, ein mehrschichtiges Halbleitersubstrat oder dergleichen umfassen. Das Halbleitermaterial des Hauptkörpers80 kann aus Silizium, Germanium, einem Verbundhalbleiter, der Silizium-Germanium, Siliziumkarbid, Gallium-Arsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid aufweist; einem Legierungshalbleiter, der SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP und/oder GaInAsP aufweist; oder Kombinationen davon bestehen. Es können auch andere Substrate, wie mehrschichtige oder Gradientsubstrate, verwendet werden. Der Hauptkörper80 kann dotiert oder undotiert sein. Vorrichtungen, wie Transistoren, Kondensatoren, Widerstände, Dioden und dergleichen, können in und/oder auf einer aktiven Oberfläche ausgebildet sein. - Eine Zwischenverbindungsstruktur 84, die eine oder mehrere dielektrische Schicht(en) und zugehörige Metallisierungsstruktur(en) aufweist, wird auf der aktiven Oberfläche ausgebildet. Die Metallisierungsstruktur(en) in der/den dielektrischen Schicht(en) können elektrische Signale zwischen den Vorrichtungen leiten, wie z. B. durch Verwendung von Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen, und können auch verschiedene elektrische Vorrichtungen wie Kondensatoren, Widerstände, Induktoren oder dergleichen aufweisen. Die verschiedenen Vorrichtungen und Metallisierungsstrukturen können miteinander verbunden werden, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen. Die Funktionen können Speicherstrukturen, Verarbeitungsstrukturen, Sensoren, Verstärker, Leistungsverteilung, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen oder dergleichen umfassen. Zusätzlich werden Die-Verbinder
86 , wie beispielsweise leitfähige Säulen (die z. B. ein Metall wie Kupfer umfassen), in und/oder auf der Zwischenverbindungsstruktur84 ausgebildet, um eine externe elektrische Verbindung mit den Schaltungen und Vorrichtungen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen stehen die Die-Verbinder86 von der Zwischenverbindungsstruktur84 vor, um eine Säulenstruktur zu bilden, die verwendet werden soll, wenn die Dies88 an andere Strukturen gebondet werden. Ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die obigen Beispiele erläuternden Zwecken dienen. Andere Schaltungen können nach Bedarf für eine gegebene Anwendung verwendet werden. - Insbesondere kann eine IMD-Schicht in der Zwischenverbindungsstruktur
84 ausgebildet werden. Die IMD-Schicht kann beispielsweise aus einem low-k-dielektrischen Material wie PSG, BPSG, FSG, SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On-Polymer; Silizium-Kohlenstoffmaterial, Verbindungen davon, Verbundwerkstoffen davon, Kombinationen davon oder dergleichen, durch irgendein geeignetes Verfahren, das in der Technik bekannt ist, wie Rotationsbeschichtung, CVD, PECVD, HDP-CVD oder dergleichen ausgebildet werden. Eine Metallisierungsstruktur kann in der IMD-Schicht ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken, um ein Photoresistmaterial auf der IMD-Schicht abzuscheiden und zu strukturieren, um Teile der IMD-Schicht freizulegen, die die Metallisierungsstruktur werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der IMD-Schicht zu erzeugen, die den freiliegenden Teilen der IMD-Schicht entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere Schichten aus Tantalnitrid, Tantal, Titannitrid, Titan, Kobalt-Wolfram, dergleichen oder einer Kombination davon umfassen, die durch ALD oder dergleichen abgeschieden werden. Das leitfähige Material der Metallisierungsstruktur kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, das durch CVD, PVD oder dergleichen abgeschieden wird. Alle überschüssigen Anteile der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der IMD-Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines CMP. - Bei den Ausführungsformen, bei denen die Die-Verbinder
66 und86 von den Zwischenverbindungsstrukturen64 bzw.84 vorstehen, können die Metallsäulen79 von den Dies68 und86 weggelassen werden, da die vorstehenden Die-Verbinder66 und86 als Säulen für die Metallkappenschichten78 verwendet werden können. - Die leitfähigen Verbindungen
91 verbinden die Schaltungen in den Dies68 und den Dies88 durch die Zwischenverbindungsstrukturen84 bzw.64 und die Die-Verbinder86 bzw.66 elektrisch mit der Umverteilungsstruktur76 und den TVs74 in den Komponenten96 . - In einigen Ausführungsformen werden die elektrischen Verbinder
77 /78 vor dem Verbinden der elektrischen Verbinder77 /78 mit einem Flussmittel (nicht gezeigt), wie z.B. einem rückstandfreien Flussmittel, beschichtet. Die elektrischen Verbinder77 /78 können in das Flussmittel eingetaucht werden oder das Flussmittel kann auf die elektrischen Verbinder77 /78 ausgestoßen werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Flussmittel auch auf die elektrischen Verbinder79 /78 aufgebracht werden. In einigen Ausführungsformen können die elektrischen Verbinder77 /78 und/oder79 /78 ein Epoxidflussmittel (nicht gezeigt) aufweisen, das darauf ausgebildet wird, bevor sie aufgeschmolzen werden, wobei wenigstens ein Teil des Epoxidteils des Epoxidflussmittels übrigbleibt, nachdem die Dies68 und die Dies88 an den Komponenten96 befestigt wurden. Dieser verbleibende Epoxidanteil kann als Unterfüllung dienen, um die Belastung zu verringern und die Verbindungen zu schützen, die sich aus dem Aufschmelzen der elektrischen Verbinder77 /78 /79 ergeben. - Das Bonden zwischen den Dies
68 und88 und den Komponenten96 kann ein Lötbonden oder ein direktes Metall-Metall- (wie ein Kupfer-Kupfer- oder Zinn-Zinn-) Bonden sein. In einer Ausführungsform werden die Dies68 und die Dies88 durch ein Aufschmelzverfahren mit den Komponenten96 gebondet. Während dieses Aufschmelzverfahrens stehen die elektrischen Verbinder77 /78 /79 in Kontakt mit den Die-Verbindern66 bzw.86 und den Pads der Umverteilungsstruktur76 , um die Dies68 und die Dies88 physisch und elektrisch mit den Komponenten96 zu verbinden. Nach dem Bondverfahren kann sich an der Grenzfläche der Metallsäulen77 und79 und der Metallkappenschichten78 ein IMC (nicht gezeigt) bilden. - In
4 und den nachfolgenden Figuren sind ein erster Gehäusebereich90 und ein zweiter Gehäusebereich92 zum Ausbilden eines ersten Gehäuses bzw. eines zweiten Gehäuses gezeigt. Ritzlinienbereiche94 liegen zwischen benachbarten Gehäusebereichen. Wie in4 gezeigt, sind ein erster Die und mehrere zweite Dies in sowohl dem ersten Gehäusebereich90 als auch dem zweiten Gehäusebereich92 angebracht. - In einigen Ausführungsformen sind die Dies
68 ein System-on-Chip (SOC) oder eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU) und die zweiten Dies Speicher-Dies, die von den Dies68 verwendet werden können. In einer Ausführungsform sind die Dies88 gestapelte Speicher-Dies. Beispielsweise können die gestapelten Speicher-Dies88 DDR-Speichermodule mit niedriger Leistung (LP), wie beispielsweise LPDDR1, LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4 oder ähnliche Speichermodule umfassen. - In
5 wird ein Unterfüllungsmaterial100 in die Zwischenräume zwischen den Dies68 , den Dies88 und der Umverteilungsstruktur76 abgegeben. Das Unterfüllungsmaterial100 kann sich entlang der Seitenwand der Dies68 und der Dies88 erstrecken. Das Unterfüllungsmaterial100 kann irgendein geeignetes Material sein, etwa ein Polymer, ein Epoxidharz, eine Formunterfüllung oder dergleichen. Das Unterfüllungsmaterial100 kann durch ein Kapillarströmungsverfahren ausgebildet werden, nachdem die Dies68 und88 befestigt sind, oder kann durch ein geeignetes Abscheidungsverfahren ausgebildet werden, bevor die Dies68 und88 befestigt sind. - Die
6A ,6B ,6C ,6D ,6E und6F zeigen Draufsichten von Gehäusestrukturen, die Dummy-Dies106 umfassen, die an den Komponenten96 angeklebt sind.7 ist eine Querschnittsansicht, die die Dummy-Dies106 in der Gehäusestruktur zeigt.7 ist entlang der Linie AA der Draufsicht der6C genommen. Die Dummy-Dies106 können auf den Komponenten96 unter Verwendung von beispielsweise einem Pick-and-Place-Werkzeug angeordnet werden. - In
6A sind die Dummy-Dies106 in den Ritzlinienbereichen94 angebracht und erstrecken sich entlang der Ritzlinienbereiche94 , die entlang einer ersten Richtung (z. B. der vertikalen Richtung von6A ) angeordnet sind. In6B sind die Dummy-Dies106 zwischen benachbarten Dies88 des gleichen Bereichs90 und/oder92 angebracht. In6C sind die Dummy-Dies106 in den Ritzlinienbereichen94 angebracht und erstrecken sich entlang der Ritzlinienbereiche94 , die entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung (z. B. sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Richtungen von6C ) angeordnet sind, und sind auch zwischen benachbarten Dies88 des gleichen Bereichs90 und/oder92 angeordnet. - In
6D sind die Dummy-Dies106 zwischen benachbarten Dies88 des gleichen Bereichs90 und/oder92 befestigt und befinden sich nicht in den Ritzlinienbereichen94 , jedoch in der Nähe der Ritzlinienbereiche94 . In6E ist die Konfiguration der Dummy-Dies106 ähnlich der Konfiguration von6D , außer dass die Dummy-Dies106 auch in der Nähe der Ecken der Bereiche90 und/oder92 benachbart zu den Dies88 angebracht sind. Wiederum liegen bei dieser Ausführungsform die Dummy-Dies106 nicht in den Ritzlinienbereichen94 , jedoch in der Nähe der Ritzlinienbereiche94 . In6F sind die Dummy-Dies106 in der Nähe der Ecken der Bereiche90 und/oder92 benachbart zu den Dies88 angebracht und befinden sich nicht in den Ritzlinienbereichen94 , jedoch in der Nähe der Ritzlinienbereiche94 . - Die Dummy-Dies
106 , die in oder nahe den Ritzlinienbereichen94 angeordnet sind, können dazu beitragen, eine Durchbiegung während und nach der Vereinzelung der Gehäuse (siehe13 ) in die ersten und zweiten Gehäusebereiche90 und92 zu verhindern. Beispielsweise kann die Ausführungsform von6C (und das vereinzelte Gehäuse in15C , das später beschrieben wird) die Durchbiegung des Gehäuses um bis zu etwa 60% im Vergleich zu einem Gehäuse ohne irgendwelche Dummy-Dies106 verringern. - Eine Möglichkeit, wie die Dummy-Dies
106 beim Verringern der Durchbiegung helfen können, ist, eine Unterstützung des Gehäuses während des eigentlichen Vereinzelungsverfahrens bereitzustellen. Eine andere Möglichkeit, wie die Dummy-Dies106 eine Durchbiegung verhindern können, besteht darin, den Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen den Komponenten96 und dem nachfolgend ausgebildeten Verkapselungsmittel112 zu verringern (siehe8 ), da die Dummy-Dies106 einen ähnlichen CTE wie die Komponenten96 haben und sie die in dem Gehäuse nötige Menge an Verkapselungsmaterial112 verringern. - Unter Bezugnahme auf
7 werden die Dummy-Dies106 in den Ritzlinienbereichen94 benachbart zu den Dies88 angeklebt. Die Dummy-Dies106 werden an den Komponenten96 mit einer Befestigungsstruktur104 befestigt. In einigen Ausführungsformen ist die Befestigungsstruktur104 ein Klebstoff, der die Dummy-Dies106 an die Komponenten96 klebt. In einigen Ausführungsformen besteht die Befestigungsstruktur104 aus einer oder mehreren Metallsäulen mit Metallkappenschichten (manchmal auch als Mikro-Bumps bezeichnet), die die Dummy-Dies106 mit den Komponenten verbinden. Die Dummy-Dies106 können aus Silizium, einem dielektrischen Material, dergleichen oder einer Kombination davon bestehen. In einigen Ausführungsformen sind die Dummy-Dies106 tatsächlich defekte aktive Dies, die als Dummy-Dies106 wiederverwendet worden sind. In einigen Ausführungsformen sind die oberen Flächen der Dummy-Dies106 mit den Rückseiten der Dies68 plan. - Bei den Ausführungsformen der Klebstoff-Befestigungsstruktur
104 befindet sich der Klebstoff104 auf Bodenflächen der Dummy-Dies106 und befestigt die Dummy-Dies106 an den Komponenten96 , beispielsweise der Umverteilungsstruktur76 in der Darstellung. Der Klebstoff104 kann ein beliebiger geeigneter Klebstoff, Epoxidharz, Die-Befestigungsfilm (DAF) oder dergleichen sein. Der Klebstoff104 kann auf eine Bodenfläche der Dummy-Dies106 oder über der Oberfläche der Umverteilungsstruktur76 aufgebracht werden. Die Dummy-Dies106 können an die Umverteilungsstruktur76 durch den Klebstoff104 unter Verwendung von beispielsweise einem Pick-and-Place-Werkzeug geklebt werden. Die Unterfüllung100 kann vor oder nach dem Ankleben der Dummy-Dies106 gehärtet werden. - Bei den Ausführungsformen der Mikro-Bump-Befestigungsstruktur
104 werden die Mikro-Bumps104 auf Bodenflächen der Dummy-Dies106 , den oberen Flächen der Komponenten96 oder beiden ausgebildet. Die Mikro-Bumps104 können gleichzeitig mit denjenigen Mikro-Bumps ausgebildet werden (z. B. den elektrischen Verbindern77 /78 ), die die Dies68 und88 bonden. Die Mikro-Bumps104 bonden die Dummy-Dies106 mit den Komponenten96 , wie beispielsweise der Umverteilungsstruktur76 in der Darstellung. Die Mikro-Bumps104 der Dummy-Dies106 können zusammen mit den elektrischen Verbindern77 /78 /79 der Dies68 und88 aufgeschmolzen werden. Die Dummy-Dies106 können auf den Mikro-Bumps104 angeordnet werden, indem beispielsweise ein Pick-and-Place-Werkzeug verwendet wird. Die Unterfüllung100 kann vor oder nach dem Bonden der Dummy-Dies106 gehärtet werden. - In
8 wird ein Verkapselungsmittel112 auf den verschiedenen Komponenten ausgebildet. Das Verkapselungsmittel112 kann eine Formmasse, ein Epoxidharz oder dergleichen sein und kann durch Formpressen, Transferformen oder dergleichen aufgebracht werden. Ein Härtungsschritt wird durchgeführt, um das Verkapselungsmittel112 zu härten, wie z. B. eine thermische Härtung, eine Ultraviolett- (UV-) Härtung oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen sind die Dies68 , die Dies88 und die Dummy-Dies106 in dem Verkapselungsmittel112 vergraben und nach Aushärten des Verkapselungsmittels112 kann ein Planarisierungsschritt durchgeführt werden, wie z. B. ein Schleifen, um überschüssige Teile des Verkapselungsmittels112 zu entfernen, die über den oberen Flächen der Dies68 , der Dies88 und der Dummy-Dies106 liegen. Dementsprechend sind die oberen Flächen der Dies68 , der Dies88 und der Dummy-Dies106 freiliegend und mit einer oberen Fläche des Verkapselungsmittels112 plan. In einigen Ausführungsformen können die Dies88 und/oder die Dummy-Dies106 eine andere Höhe als die Dies68 haben und die Dies88 und/oder die Dies106 sind nach dem Planarisierungsschritt noch von dem Verkapselungsmittel112 bedeckt. In einigen Ausführungsformen haben die Dies106 eine größere Höhe als sowohl die Dies68 als auch 88, und sowohl die Dies68 als auch 88 sind nach dem Planarisierungsschritt noch von der Verkapselung112 bedeckt. - Die
9 bis12 zeigen das Ausbilden der zweiten Seite der Komponenten96 . In9 wird die Struktur von8 umgedreht, um das Ausbilden der zweiten Seite der Komponenten96 vorzubereiten. Obwohl nicht gezeigt, kann die Struktur auf einem Träger oder einer Stützstruktur für das Verfahren der9 bis12 angeordnet werden. Wie in9 gezeigt, haben in diesem Stadium der Verarbeitung das Substrat70 und die Umverteilungsstruktur76 der Komponenten96 eine kombinierte Dicke T1 in einem Bereich von etwa 50 µm bis etwa 775 µm, wie etwa 775 µm. Die Dummy-Dies106 (einschließlich der Befestigungsstruktur104 ) haben eine Dicke T2 in einem Bereich von etwa 30 µm bis etwa 775 µm, wie etwa 760 µm. In einigen Ausführungsformen haben die Dies68 und/oder88 (einschließlich der leitfähigen Verbindungen91 ) die Dicke T2. - In
10 wird ein Ausdünnungsverfahren auf die zweite Seite des Substrats70 angewendet, um das Substrat70 auf eine zweite Oberfläche116 zu verdünnen, bis die TVs74 freigelegt sind. Das Ausdünnungsverfahren kann ein Ätzverfahren, ein Schleifverfahren, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. In einigen Ausführungsformen haben das Substrat70 und die Umverteilungsstruktur76 der Komponenten96 nach dem Ausdünnungsverfahren eine kombinierte Dicke T3 in einem Bereich von etwa 30 µm bis etwa 200 µm, wie etwa 100 µm. - In
11 wird eine Umverteilungsstruktur auf der zweiten Oberfläche116 des Substrats70 ausgebildet und wird verwendet, um die TVs74 miteinander und/oder mit externen Vorrichtungen elektrisch zu verbinden. Die Umverteilungsstruktur umfasst eine oder mehrere dielektrische Schichten117 und Metallisierungsstrukturen118 in der einen oder den mehreren dielektrischen Schichten117 . Die Metallisierungsstrukturen können Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen umfassen, um die TVs74 miteinander und/oder mit einer externen Vorrichtung zu verbinden. Die Metallisierungsstrukturen118 werden manchmal als Umverteilungsleitungen (RDLs) bezeichnet. Die dielektrischen Schichten117 können Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Siliziumoxynitrid, low-k-dielektrisches Material, wie PSG, BPSG, FSG, SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On-Polymer, Silizium-Kohlenstoffmaterial, Verbindungen davon, Verbundstoffe davon, Kombinationen davon oder dergleichen umfassen. Die dielektrischen Schichten117 können durch jedes geeignete in der Technik bekannte Verfahren abgeschieden werden, wie Rotationsbeschichtung, CVD, PECVD, HDP-CVD oder dergleichen. Die Metallisierungsstrukturen118 können in der dielektrischen Schicht117 beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken zum Abscheiden und Strukturieren eines Photoresistmaterials auf der dielektrischen Schicht117 ausgebildet werden, um Teile der dielektrischen Schicht117 freizulegen, die die Metallisierungsstrukturen118 werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der dielektrischen Schicht117 zu erzeugen, die den freiliegenden Abschnitten der dielektrischen Schicht117 entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere Schichten aus TaN, Ta, TiN, Ti, CoW oder dergleichen umfassen, die durch ALD oder dergleichen abgeschieden werden, und das leitfähige Material kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, das durch CVD, PVD, Plattieren oder dergleichen abgeschieden wird. Alle überschüssigen Anteile der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der dielektrischen Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines CMPs. - In
12 werden auch elektrische Verbinder120 auf den Metallisierungsstrukturen118 ausgebildet und mit den TVs74 elektrisch verbunden. Die elektrischen Verbinder120 werden an der oberen Fläche der Umverteilungsstruktur auf den Metallisierungsstrukturen118 ausgebildet. In einigen Ausführungsformen umfassen die Metallisierungsstrukturen118 UBMs. In der gezeigten Ausführungsform sind die Pads in Öffnungen der dielektrischen Schichten117 der Umverteilungsstruktur ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform können sich die Pads (UBMs) durch eine Öffnung einer dielektrischen Schicht117 der Umverteilungsstruktur und sich zudem über die oberen Fläche der Umverteilungsstruktur erstrecken. - Als ein Beispiel zum Ausbilden der Pads wird eine Keimschicht (nicht gezeigt) zumindest in der Öffnung in einer der dielektrischen Schichten
117 der Umverteilungsstruktur ausgebildet. In einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, die eine einzelne Schicht oder eine Verbundschicht sein kann, die eine Mehrzahl von Teilschichten umfasst, die aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind. In einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von beispielsweise PVD oder dergleichen ausgebildet werden. Ein Photoresist wird dann auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder dergleichen ausgebildet werden und kann Licht zur Strukturierung ausgesetzt werden. Die Struktur des Fotoresists entspricht den Pads. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist aus, um die Keimschicht freizulegen. Ein leitfähiges Material wird in den Öffnungen des Photoresists und auf den freiliegenden Abschnitten der Keimschicht ausgebildet. Das leitfähige Material kann durch Plattieren, etwa Galvanisieren oder stromloses Plattieren oder dergleichen, ausgebildet werden. Das leitfähige Material kann ein Metall wie Kupfer, Titan, Wolfram, Aluminium oder dergleichen umfassen. Dann werden der Photoresist und Teile der Keimschicht, auf denen das leitfähige Material nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch ein geeignetes Veraschungs- oder Entfernungsverfahren entfernt werden, beispielsweise durch Verwenden eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen. Sobald der Photoresist entfernt ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Ätzverfahrens, etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Anteile der Keimschicht und des leitfähigen Materials bilden die Pads. In der Ausführungsform, in der die Pads anders ausgebildet werden, können mehr Photoresist- und Strukturierungsschritte verwendet werden. - In einigen Ausführungsformen sind die elektrischen Verbinder
120 Lötkugeln und/oder Bumps, wie Ball-Grid-Array- (BGA-) Kugeln, C4-Mikro-Bumps, durch ENIG ausgebildete Bumps, durch ENEPIG ausgebildete Bumps oder dergleichen. Die elektrischen Verbinder120 können ein leitfähiges Material wie Lot, Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Silber, Palladium, Zinn, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. In einigen Ausführungsformen werden die elektrischen Verbinder120 durch anfängliches Ausbilden einer Lotschicht durch solche üblicherweise verwendeten Verfahren wie Verdampfen, Galvanisieren, Drucken, Lotübertragung, Ballplatzierung oder dergleichen ausgebildet. Nachdem eine Schicht aus Lot auf der Struktur ausgebildet wurde, kann ein Aufschmelzen durchgeführt werden, um das Material in die gewünschte Höckerform zu formen. In einer weiteren Ausführungsform sind die elektrischen Verbinder120 Metallsäulen (wie Kupfersäulen), die durch Sputtern, Drucken, Galvanisieren, stromloses Plattieren, CVD oder dergleichen ausgebildet werden. Die Metallsäulen können lotfrei sein und haben im Wesentlichen vertikale Seitenwände. In einigen Ausführungsformen wird eine Metallkappenschicht (nicht gezeigt) auf der Oberseite der Metall-Säulenverbinder120 ausgebildet. Die Metallkappenschicht kann Nickel, Zinn, Zinn-Blei, Gold, Silber, Palladium, Indium, Nickel-Palladium-Gold, Nickel-Gold, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen und kann durch ein Plattierungsverfahren ausgebildet werden. - Die elektrischen Verbinder
120 können verwendet werden, um an eine zusätzliche elektrische Komponente zu bonden, die ein Halbleitersubstrat, ein Gehäusesubstrat, eine Leiterplatte (PCB) oder dergleichen sein kann (siehe 300 in14 ). - In
13 werden die Komponenten96 und die Dummy-Dies106 zwischen benachbarten Bereichen90 und92 entlang der Ritzlinienbereiche94 vereinzelt, um Komponentengehäuse200 auszubilden, die unter anderem einen Die68 , eine Komponente96 , die Dies88 und Abschnitte106' der Dummy-Dies106 umfassen. Das Vereinzeln kann durch Sägen, Schneiden oder dergleichen erfolgen. Wie oben beschrieben, helfen die Dummy-Dies106 dabei, die Belastung und Durchbiegung zu verringern, die während und nach dem Vereinzelungsverfahren verursacht werden. - Nach dem Vereinzelungsverfahren haben die verbleibenden Abschnitte
106' der Dummy-Dies106 Seitenwandflächen, die mit den seitlichen Ausmaßen des Komponentengehäuses200 bündig sind (siehe z. B. die13 und14 ). -
14 zeigt das Befestigen eines Komponentengehäuses200 auf einem Substrat300 . Elektrische Verbinder120 werden mit Bondpads des Substrats300 ausgerichtet und gegen diese gepresst. Die elektrischen Verbinder120 können aufgeschmolzen werden, um einen Bond zwischen dem Substrat300 und der Komponente96 herzustellen. Das Substrat300 kann ein Gehäusesubstrat umfassen, wie beispielsweise ein Aufbausubstrat, das einen Kern darin aufweist, ein Laminatsubstrat, das eine Mehrzahl von laminierten dielektrischen Filmen aufweist, eine PCB oder dergleichen. Das Substrat300 kann elektrische Verbinder (nicht gezeigt), wie etwa Lötkugeln, gegenüber dem Komponentengehäuse aufweisen, um zu ermöglichen, dass das Substrat300 an einer anderen Vorrichtung angebracht wird. Ein Unterfüllungsmaterial (nicht gezeigt) kann zwischen dem Komponentengehäuse200 und dem Substrat300 ausgegeben werden und die elektrischen Verbinder120 umgeben. Das Unterfüllungsmaterial kann ein beliebiges geeignetes Material sein, wie ein Polymer, ein Epoxidharz, eine Formunterfüllung oder dergleichen. - Zusätzlich können eine oder mehrere Oberflächenvorrichtungen
140 mit dem Substrat300 verbunden werden. Die Oberflächenvorrichtungen140 können verwendet werden, um dem Komponentengehäuse200 oder dem Gehäuse als Ganzes zusätzliche Funktionalität oder Programmierung zu ermöglichen. In einer Ausführungsform können die Oberflächenvorrichtungen140 oberflächenmontierte Vorrichten (SMDs) oder integrierte passive Vorrichtungen (IPDs) umfassen, die passive Vorrichtungen wie Widerstände, Induktoren, Kondensatoren, Jumper, Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, die in Verbindung mit dem Komponentengehäuse200 oder anderen Teilen des Gehäuses verwendet und mit ihnen verbunden werden sollen. Die Oberflächenvorrichtungen140 können gemäß verschiedenen Ausführungsformen auf einer ersten Hauptfläche des Substrats300 , einer gegenüberliegenden Hauptfläche des Substrats300 oder beiden angeordnet werden. - Die
15A ,15B ,15C ,15D ,15E und15F zeigen Draufsichten der vereinzelten Gehäusestrukturen in jeder der Ausführungsformen des Dummy-Dies106 , die in den6A ,6B ,6C ,6D ,6E bzw. 6F gezeigt sind. Diese Ausführungsformen sind symmetrisch, wobei Dies88 und Dummy-Dies106 auf gegenüberliegenden Seiten der Dies68 liegen. - Die
16A ,16B ,16C ,16D ,16E und16F zeigen Draufsichten einer vereinzelten Gehäusestruktur in weiteren Ausführungsformen jeder der Ausführungsformen des Dummy-Dies106 , die in den6A ,6B ,6C ,6D ,6E bzw. 6F gezeigt sind. Bei diesen Ausführungsformen sind die vereinzelten Gehäusestrukturen asymmetrisch, da die Dies88 und die Dummy-Dies106 nur auf einer Seite (z. B. der Oberseite der Draufsicht in den16A ,16B ,16C ,16D ,16E und16F ) des Dies68 liegen. Diese Gehäusestrukturen können unter Verwendung ähnlicher Materialien, Strukturen und Verfahren hergestellt werden, wie sie oben in den1 bis5 und7 bis14 beschrieben wurden, und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt - Die
17A ,17B und17C zeigen Draufsichten an einem ähnlichen Verarbeitungspunkt und ähnlich zu den Konfigurationen des Dummy-Dies106 wie in den6A ,6B bzw. 6C mit der Ausnahme, dass in diesen Ausführungsformen in jeder der Gehäusestrukturen mehr Dies88 vorhanden sind. Diese Gehäusestrukturen können unter Verwendung ähnlicher Materialien, Strukturen und Verfahren hergestellt werden, wie sie oben in den1 bis5 und7 bis14 beschrieben wurden, und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt. -
17D zeigt eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Konfiguration eines Dummy-Dies106 , die derjenigen in den17A -17C ähnelt, mit der Ausnahme, dass in dieser Ausführungsform die Dummy-Dies106 innerhalb der Bereiche90 und92 und nicht in den Ritzlinienbereichen94 liegen. Diese Gehäusestrukturen können unter Verwendung ähnlicher Materialien, Strukturen und Verfahren hergestellt werden, wie sie oben in den1 bis5 und7 bis14 beschrieben wurden, und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt. Diese Art von Konfiguration (z. B. ohne Dummy-Dies106 in den Ritzlinienbereichen94 ) kann auch auf irgendeine der oben beschriebenen vorherigen Konfigurationen angewendet werden. - Die offenbarten Ausführungsformen einer Gehäusestruktur, die Dummy-Die-Strukturen benachbart zu den aktiven Dies aufweist, können dazu beitragen, die Durchbiegung der Gehäusestruktur zu verringern. Diese Verringerung der Durchbiegung der Gehäusestruktur ermöglicht eine zuverlässigere Gehäusestruktur, indem die Wahrscheinlichkeit von kalten Lötstellen zwischen den aktiven Dies und dem Interposer verringert wird. Zum Beispiel können die offenbarten Ausführungsformen die Durchbiegung des Gehäuses um etwa 60% im Vergleich zu einem Gehäuse ohne irgendwelche Dummy-Dies verringern. In einigen Ausführungsformen liegen die Dummy-Dies in oder nahe den Ritzlinienbereichen, um dazu beizutragen, eine Durchbiegung während und nach der Vereinzelung der Dies zu verhindern. Eine Möglichkeit, wie die Dummy-Dies zur Verringerung der Durchbiegung beitragen können, liegt darin, das Gehäuse während des eigentlichen Vereinzelungsverfahrens zu stützen. Eine andere Möglichkeit, wie die Dummy-Dies eine Durchbiegung verhindern können, liegt darin, die CTE-Fehlanpassung zwischen dem Interposer und dem Verkapselungsmittel zu verringern, da die Dummy-Dies einen ähnlichen CTE wie der Interposer haben und die Dummy-Dies die Menge an Verkapselungsmittel verringern, die in dem Gehäuse erforderlich ist.
- In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren: Bonden eines ersten Dies an eine erste Seite eines Interposers unter Verwendung erster elektrischer Verbinder; Bonden eines zweiten Dies mit der ersten Seite des Interposers unter Verwendung zweiter elektrischer Verbinder; Befestigen eines ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers benachbart zu dem zweiten Die; Verkapseln des ersten Dies, des zweiten Dies und des ersten Dummy-Dies mit einem Verkapselungsmittel; und Vereinzeln des Interposers und des ersten Dummy-Dies, um eine Gehausestruktur auszubilden.
- Ausführungsformen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Verfahren, wobei der Interposer ein dritter Die ist. Das Verfahren, wobei der Interposer ein Massensubstrat ist, das eine Umverteilungsstruktur aufweist, wobei der erste Die und der zweite Die an die Umverteilungsstruktur gebondet sind. Das Verfahren, wobei das Vereinzeln das Sägen durch den Interposer und den ersten Dummy-Die umfasst, um die Gehäusestruktur auszubilden. Das Verfahren, wobei der erste Die einen oder mehrere Logik-Dies aufweist und wobei der zweite Die einen oder mehrere Speicher-Dies aufweist. Das Verfahren, ferner umfassend: Ausbilden einer Unterfüllung zwischen dem Interposer und dem ersten Die und dem zweiten Die und den ersten elektrischen Verbinder und den zweiten elektrischen Verbinder umgebend, wobei das Verkapselungsmittel über der Unterfüllung ausgebildet wird. Das Verfahren, ferner umfassend: Ausbilden von Durchkontaktierungen, die sich durch den Interposer erstrecken, wobei der erste und der zweite Die elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden sind; Ausbilden von dritten elektrischen Verbindern auf einer zweiten Seite des Interposers, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die dritten elektrischen Verbinder elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden sind; Befestigen der Gehäusestruktur an einem Substrat unter Verwendung der dritten elektrischen Verbinder; und Bonden einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) an das Substrat. Das Verfahren, wobei der erste Dummy-Die Silizium umfasst. Das Verfahren, wobei das Befestigen des ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers umfasst: Kleben des ersten Dummy-Dies an die erste Seite des Interposers mit einer Klebeschicht. Das Verfahren, wobei das Befestigen des ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers umfasst: Bonden des ersten Dummy-Dies an die erste Seite des Interposers mit vierten elektrischen Verbindern.
- In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren: Ausbilden von Durchkontaktierungen in einem Substrat; Ausbilden einer ersten Umverteilungsstruktur auf einer ersten Seite des Substrats, wobei die erste Umverteilungsstruktur elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden ist; Bonden eines Logik-Dies an die erste Umverteilungsstruktur unter Verwendung erster elektrischer Verbinder, wobei die ersten elektrischen Verbinder elektrisch mit der ersten Umverteilungsstruktur verbunden sind; Bonden eines Stapels von Speicher-Dies mit der ersten Umverteilungsstruktur unter Verwendung zweiter elektrischer Verbinder, wobei der Stapel von Speicher-Dies zu dem Logik-Die benachbart ist, wobei die zweiten elektrischen Verbinder elektrisch mit der ersten Umverteilungsstruktur verbunden sind; Befestigen eines Dummy-Dies über der ersten Umverteilungsstruktur in Ritzlinienbereichen benachbart zu dem Stapel von Speicher-Dies; und Vereinzeln des Substrats, der ersten Umverteilungsstruktur und des Dummy-Dies, um eine Gehäusestruktur auszubilden.
- Ausführungsformen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Verfahren, wobei das Vereinzeln das Sägen durch das Substrat, die erste Umverteilungsstruktur und den Dummy-Die in den Ritzlinienbereichen umfasst, um die Gehäusestruktur auszubilden. Das Verfahren ferner umfassend: Ausbilden einer Unterfüllung zwischen der ersten Umverteilungsstruktur und dem Logik-Die und dem Stapel von Speicher-Dies und den ersten elektrischen Verbinder und den zweiten elektrischen Verbinder umgebend; und Verkapseln des Logik-Dies, des Stapels von Speicher-Dies und des Dummy-Dies mit einem Verkapselungsmittel, wobei das Verkapselungsmittel benachbart zu Teilen der Unterfüllung ist. Das Verfahren, wobei der Dummy-Die aus Silizium besteht. Das Verfahren, wobei das Befestigen des Dummy-Dies über der ersten Umverteilungsstruktur umfasst: Kleben des Dummy-Dies an die erste Umverteilungsstruktur mit einer Klebeschicht. Das Verfahren, wobei das Befestigen des Dummy-Dies über der ersten Umverteilungsstruktur umfasst: Bonden des Dummy-Dies an die erste Umverteilungsstruktur mit dritten elektrischen Verbindern. Das Verfahren, ferner umfassend: Ausdünnen einer zweiten Seite des Substrats, um Enden der Durchkontaktierungen freizulegen, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt; Ausbilden einer zweiten Umverteilungsstruktur auf der zweiten Seite des Substrats, wobei die zweite Umverteilungsstruktur elektrisch mit den freiliegenden Enden der Durchkontaktierungen verbunden ist; Ausbilden von vierten elektrischen Verbindern auf und elektrisch verbunden mit der zweiten Umverteilungsstruktur; Bonden der vierten elektrischen Verbinder mit einem zweiten Substrat; und Bonden einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) mit dem zweiten Substrat benachbart zu einem der vierten elektrischen Verbinder.
- In einer Ausführungsform umfasst eine Struktur: eine erste Seite eines Interposers, die an ein Substrat gebondet ist; einen Logik-Die und einen Speicherstapel, die mit einer zweiten Seite des Interposers gebondet sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt; einen Dummy-Die, der an der zweiten Seite des Interposers befestigt ist, wobei der Dummy-Die zu dem Logik-Die oder dem Speicher-Stack benachbart ist; und ein Formmaterial, das sich entlang Seitenwänden des Logik-Dies, des Speicherstapels und des Dummy-Dies erstreckt, wobei die oberen Flächen des Logik-Dies und des Dummy-Dies durch das Formmaterial freigelegt sind.
- Ausführungsformen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Die Struktur, wobei der Dummy-Die eine Seitenwandfläche aufweist, die mit seitlichen Ausmaßen des Interposers bündig ist. Die Struktur, wobei der Dummy-Die aus Silizium besteht.
- Das Vorangehende beschreibt Merkmale von mehreren Ausführungsformen, so dass ein Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann sollte anerkennen, dass er die vorliegende Offenbarung leicht als Basis verwenden kann, um andere Verfahren und Strukturen zu entwerfen oder zu modifizieren, um die gleichen Ziele zu erreichen und/oder die gleichen Vorteile der hier eingeführten Ausführungsformen zu realisieren. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von dem Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass er verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen hier vornehmen kann, ohne von dem Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- US 62421775 [0001]
Claims (20)
- Verfahren, umfassend: Bonden eines ersten Dies an eine erste Seite eines Interposers unter Verwendung erster elektrischer Verbinder; Bonden eines zweiten Dies mit der ersten Seite des Interposers unter Verwendung zweiter elektrischer Verbinder; Befestigen eines ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers benachbart zu dem zweiten Die; Verkapseln des ersten Dies, des zweiten Dies und des ersten Dummy-Dies mit einem Verkapselungsmittel; und Vereinzeln des Interposers und des ersten Dummy-Dies, um eine Gehäusestruktur auszubilden.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei der Interposer ein dritter Die ist. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der Interposer ein Massensubstrat ist, das eine Umverteilungsstruktur aufweist, wobei der erste Die und der zweite Die an die Umverteilungsstruktur gebondet sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vereinzeln das Sägen durch den Interposer und den ersten Dummy-Die umfasst, um die Gehäusestruktur auszubilden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Die einen oder mehrere Logik-Dies aufweist und wobei der zweite Die einen oder mehrere Speicher-Dies aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Ausbilden einer Unterfüllung zwischen dem Interposer und dem ersten Die und dem zweiten Die und die ersten elektrischen Verbinder und die zweiten elektrischen Verbinder umgebend, wobei das Verkapselungsmittel über der Unterfüllung ausgebildet wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Ausbilden von Durchkontaktierungen, die sich durch den Interposer erstrecken, wobei der erste und der zweite Die elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden sind; Ausbilden von dritten elektrischen Verbindern auf einer zweiten Seite des Interposers, wobei die zweite Seite der ersten Seiteentgegengesetzt ist, wobei die dritten elektrischen Verbinder elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden sind; Befestigen der Gehäusestruktur an einem Substrat unter Verwendung der dritten elektrischen Verbinder; und Bonden einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) an das Substrat.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dummy-Die aus Silizium besteht.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigen des ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers umfasst: Kleben des ersten Dummy-Dies an die erste Seite des Interposers mit einer Klebeschicht.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigen des ersten Dummy-Dies an der ersten Seite des Interposers umfasst: Bonden des ersten Dummy-Dies an die erste Seite des Interposers mit vierten elektrischen Verbindern.
- Verfahren, umfassend: Ausbilden von Durchkontaktierungen in einem Substrat; Ausbilden einer ersten Umverteilungsstruktur auf einer ersten Seite des Substrats, wobei die erste Umverteilungsstruktur elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden ist; Bonden eines Logik-Dies an die erste Umverteilungsstruktur unter Verwendung erster elektrischer Verbinder, wobei die ersten elektrischen Verbinder elektrisch mit der ersten Umverteilungsstruktur verbunden sind; Bonden eines Stapels von Speicher-Dies mit der ersten Umverteilungsstruktur unter Verwendung zweiter elektrischer Verbinder, wobei der Stapel von Speicher-Dies zu dem Logik-Die benachbart ist, wobei die zweiten elektrischen Verbinder elektrisch mit der ersten Umverteilungsstruktur verbunden sind; Befestigen eines Dummy-Dies über der ersten Umverteilungsstruktur in Ritzlinienbereichen benachbart zu dem Stapel von Speicher-Dies; und Vereinzeln des Substrats, der ersten Umverteilungsstruktur und des Dummy-Dies, um eine Gehäusestruktur auszubilden.
- Verfahren nach
Anspruch 11 , wobei das Vereinzeln das Sägen durch das Substrat, die erste Umverteilungsstruktur und den Dummy-Die in den Ritzlinienbereichen umfasst, um die Gehäusestruktur auszubilden. - Verfahren nach
Anspruch 11 oder12 , ferner umfassend: Ausbilden einer Unterfüllung zwischen der ersten Umverteilungsstruktur und dem Logik-Die und dem Stapel von Speicher-Dies und die ersten elektrischen Verbinder und die zweiten elektrischen Verbinder umgebend; und Verkapseln des Logik-Dies, des Stapels von Speicher-Dies und des Dummy-Dies mit einem Verkapselungsmittel, wobei das Verkapselungsmittel benachbart zu Teilen der Unterfüllung ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 11 bis13 , wobei der Dummy-Die aus Silizium besteht. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 11 bis14 , wobei das Befestigen des Dummy-Dies über der ersten Umverteilungsstruktur umfasst: Kleben des Dummy-Dies an die erste Umverteilungsstruktur mit einer Klebeschicht. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 11 bis15 , wobei das Befestigen des Dummy-Dies über der ersten Umverteilungsstruktur umfasst: Bonden des Dummy-Dies an die erste Umverteilungsstruktur mit dritten elektrischen Verbindern. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 11 bis16 , ferner umfassend: Ausdünnen einer zweiten Seite des Substrats, um Enden der Durchkontaktierungen freizulegen, wobei die zweite Seite der ersten Seite entgegengesetzt ist; Ausbilden einer zweiten Umverteilungsstruktur auf der zweiten Seite des Substrats, wobei die zweite Umverteilungsstruktur elektrisch mit den freiliegenden Enden der Durchkontaktierungen verbunden ist; Ausbilden von vierten elektrischen Verbindern auf und elektrisch verbunden mit der zweiten Umverteilungsstruktur; Bonden der vierten elektrischen Verbinder mit einem zweiten Substrat; und Bonden einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) mit dem zweiten Substrat benachbart zu einem der vierten elektrischen Verbinder. - Struktur, umfassend: eine erste Seite eines Interposers, die an ein Substrat gebondet ist; einen Logik-Die und einen Speicherstapel, die mit einer zweiten Seite des Interposers gebondet sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite entgegengesetzt ist; einen Dummy-Die, der an der zweiten Seite des Interposers befestigt ist, wobei der Dummy-Die zu dem Logik-Die oder dem Speicher-Stack benachbart ist; und ein Formmaterial, das sich entlang Seitenwänden des Logik-Dies, des Speicherstapels und des Dummy-Dies erstreckt, wobei obere Flächen des Logik-Dies und des Dummy-Dies durch das Formmaterial freigelegt sind.
- Struktur nach
Anspruch 18 , wobei der Dummy-Die eine Seitenwandfläche aufweist, die mit seitlichen Ausmaßen des Interposers bündig ist. - Struktur nach
Anspruch 18 oder19 , wobei der Dummy-Die aus Silizium besteht.
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2017
- 2017-09-25 DE DE102017122096.8A patent/DE102017122096A1/de active Pending
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