[發(fā)明專(zhuān)利]堆疊的半導(dǎo)體器件及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611107625.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106971991A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸旼相;孫教民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/367
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/367;H01L21/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 弋桂芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體集成電路，并且更具體地，涉及堆疊的半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

堆疊的半導(dǎo)體器件，換言之，三維半導(dǎo)體集成電路，已經(jīng)被引入以減小器件和/或系統(tǒng)的尺寸。在堆疊的半導(dǎo)體器件中，電路被分布和集成在不同的半導(dǎo)體管芯中然后半導(dǎo)體管芯被垂直地堆疊。堆疊的半導(dǎo)體器件可以包括各種類(lèi)型的半導(dǎo)體管芯，并且在正常操作過(guò)程中，半導(dǎo)體管芯的至少一個(gè)可能產(chǎn)生過(guò)量的熱。所述過(guò)量的熱會(huì)使堆疊的半導(dǎo)體器件的性能退化。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式，一種堆疊的半導(dǎo)體器件包括多個(gè)半導(dǎo)體管芯和多個(gè)熱機(jī)械凸塊。半導(dǎo)體管芯在垂直方向上被堆疊。熱機(jī)械凸塊被布置在半導(dǎo)體管芯之間的凸塊層中。相比于在其它位置處，較少熱機(jī)械凸塊被布置在靠近半導(dǎo)體管芯中包括的熱源的位置處，或者在靠近熱源的位置處的熱機(jī)械凸塊的結(jié)構(gòu)不同于在其它位置處的熱機(jī)械凸塊的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式，一種制造堆疊的半導(dǎo)體器件的方法包括：在垂直方向上堆疊多個(gè)半導(dǎo)體管芯；將多個(gè)熱機(jī)械凸塊布置在半導(dǎo)體管芯之間的凸塊層中；以及基于半導(dǎo)體管芯中包括的熱源的位置，改變熱機(jī)械凸塊的位置或結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式，一種制造堆疊的半導(dǎo)體器件的方法包括：在多個(gè)半導(dǎo)體管芯中集成形成存儲(chǔ)器件的多個(gè)功能塊；在垂直方向上堆疊半導(dǎo)體管芯；將多個(gè)熱機(jī)械凸塊布置在半導(dǎo)體管芯之間的凸塊層中；以及根據(jù)半導(dǎo)體管芯中包括的熱源的位置，改變熱機(jī)械凸塊的布置或結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體器件包括：布置在襯底上的第一半導(dǎo)體管芯；布置在第一半導(dǎo)體管芯上的層；布置在襯底上的第二半導(dǎo)體管芯，其中第一半導(dǎo)體管芯、所述層和第二半導(dǎo)體管芯在垂直于襯底的上表面的方向上被順序布置；布置在第一半導(dǎo)體管芯中的熱源；布置在第二半導(dǎo)體管芯中并且靠近熱源的易受熱影響的區(qū)域；以及布置在所述層中的多個(gè)熱機(jī)械凸塊，其中靠近熱源的熱機(jī)械凸塊的數(shù)量少于遠(yuǎn)離熱源的熱機(jī)械凸塊的數(shù)量，或者靠近熱源的熱機(jī)械凸塊的特性不同于遠(yuǎn)離熱源的熱機(jī)械凸塊的特性。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式，本發(fā)明構(gòu)思的以上及其它特征將被更加清楚地理解。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的制造堆疊的半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的堆疊的半導(dǎo)體器件的剖視圖。

圖3和4是每個(gè)示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在圖2的堆疊的半導(dǎo)體器件中的凸塊的布置的示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的堆疊的半導(dǎo)體器件的剖視圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在圖5的堆疊的半導(dǎo)體器件中的凸塊的布置的示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的堆疊的半導(dǎo)體器件的剖視圖。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在圖7的堆疊的半導(dǎo)體器件中的凸塊的布置的示意圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的堆疊的半導(dǎo)體器件的剖視圖。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在圖9的堆疊的半導(dǎo)體器件中的凸塊的布置的示意圖。

圖11、12、13和14是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的堆疊的半導(dǎo)體器件的剖視圖。

圖15是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的包括熱機(jī)械凸塊的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖16、17、18、19和20是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的制造圖15的半導(dǎo)體器件的方法的階段的剖視圖。

圖21是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的包括熱機(jī)械凸塊的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖22是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在堆疊的半導(dǎo)體器件中的熱機(jī)械凸塊的布置的示意圖。

圖23是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的包括圖22的熱機(jī)械凸塊的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖24是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在堆疊的半導(dǎo)體器件中的熱機(jī)械凸塊的布置的示意圖。

圖25是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的包括圖24的熱機(jī)械凸塊的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖26是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的在堆疊的半導(dǎo)體器件中的熱機(jī)械凸塊的布置的示意圖。

圖27是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的包括圖26的熱機(jī)械凸塊的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。