[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及其制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910332638.8 | 申請日： | 2019-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN110620095A | 公開（公告）日： | 2019-12-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 顧詩章;林宗澍;陳琮瑜;洪文興;李虹錤 | 申請（專利權(quán)）人： | 臺灣積體電路制造股份有限公司 |
| 主分類號： | H01L23/427 | 分類號： | H01L23/427;G06F1/20 |
| 代理公司： | 11270 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 康艷青;姚開麗 |
| 地址： | 中國臺灣新竹科*** | 國省代碼： | 中國臺灣;TW |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 蒸氣室 蓋體 半導(dǎo)體裝置 封裝 高性能處理器 三維集成電路 圖形處理單元 高性能芯片 高功率 熱性能 上晶片 上芯片 散熱 襯底 應(yīng)用 芯片 制造 | ||
一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，半導(dǎo)體裝置包括蒸氣室蓋體，蒸氣室蓋體用于使用高性能處理器(例如，圖形處理單元)的高功率應(yīng)用，例如襯底上晶片上芯片應(yīng)用。蒸氣室蓋體提供熱解決方案，從而增強(qiáng)具有多個芯片的封裝的熱性能。蒸氣室蓋體會改善高性能芯片中(例如三維集成電路封裝級)的散熱。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實(shí)施例是有關(guān)于一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)
三維集成電路的典型的問題是操作期間散熱。由于在過高溫度下操作而長時間暴露管芯可能會降低管芯的可靠性及工作壽命。如果管芯是產(chǎn)生大量熱量的計(jì)算管芯(例如，中央處理單元(central processing unit，CPU))，則這個問題可能變得嚴(yán)重。因此，需要熱轉(zhuǎn)移方面的改善。
發(fā)明內(nèi)容
一種制造半導(dǎo)體裝置方法包括：在襯底上布置多管芯堆疊半導(dǎo)體裝置；以及在多管芯堆疊半導(dǎo)體裝置之上放置蒸氣室蓋體，其中蒸氣室蓋體的第一表面的熱輸入?yún)^(qū)域熱耦合到多管芯堆疊半導(dǎo)體裝置的表面。
一種制造半導(dǎo)體裝置方法包括：將三維集成電路模塊結(jié)合到襯底；以及在三維集成電路模塊之上布置蒸氣室熱散布器，其中蒸氣室熱散布器的第一表面的熱引入?yún)^(qū)域熱耦合到三維集成電路模塊的表面。
一種半導(dǎo)體裝置包括襯底、三維多管芯堆疊封裝以及蒸氣室頂蓋。三維多管芯堆疊封裝電耦合到襯底。蒸氣室頂蓋包括位于蒸氣室頂蓋的第一側(cè)上的熱吸收區(qū)域及位于蒸氣室頂蓋的與第一側(cè)相對的第二側(cè)上的熱驅(qū)除區(qū)域，蒸氣室頂蓋的熱吸收區(qū)域熱耦合到三維多管芯堆疊封裝的表面。
附圖說明
結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明，會最好地理解本公開的各個方面。應(yīng)注意，根據(jù)本行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)慣例，各種特征并非按比例繪制。事實(shí)上，為論述清晰起見，可任意增大或減少各種特征的尺寸。
圖1A示出根據(jù)實(shí)施例的包括三維集成電路(three-dimensional integratedcircuit，3D-IC)封裝的半導(dǎo)體裝置，三維集成電路封裝包括蒸氣室蓋體(vapor chamberlid，VC-Lid)。
圖1B示出根據(jù)一些實(shí)施例的沿蒸氣室蓋體的中心截取的橫截面的詳細(xì)視圖，且圖1B進(jìn)一步示出根據(jù)實(shí)施例的蒸氣室蓋體在操作期間的一般功能流程。
圖2示出根據(jù)實(shí)施例的包括耦合到三維集成電路封裝的蒸氣室蓋體的散熱器的半導(dǎo)體裝置。
圖3示出根據(jù)實(shí)施例的包括耦合到三維集成電路封裝的蒸氣室蓋體的蒸氣室散熱器(vapor chamber heat sink，VC-HS)的半導(dǎo)體裝置。
圖4示出根據(jù)實(shí)施例的包括耦合到三維集成電路封裝的蒸氣室蓋體的傳導(dǎo)片的半導(dǎo)體裝置。
圖5示出根據(jù)另一實(shí)施例的包括三維集成電路封裝的半導(dǎo)體裝置，三維集成電路封裝包括蒸氣室蓋體。
圖6示出根據(jù)實(shí)施例的包括蒸氣室散熱器及不具有蒸氣室蓋體的三維集成電路封裝的半導(dǎo)體裝置，蒸氣室散熱器耦合到半導(dǎo)體裝置的三維集成電路模塊。
圖7到圖8示出根據(jù)一些實(shí)施例的集成襯底上內(nèi)部扇出型(internal fan out onsubstrate，InFO oS)蒸氣室蓋體。
圖9到圖10示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有集成系統(tǒng)晶片蒸氣室蓋體的系統(tǒng)晶片封裝。
圖11到圖12示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有穿插著粘合材料的熱界面材料的系統(tǒng)晶片封裝。
圖13示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有蒸氣室散熱器的系統(tǒng)晶片封裝。
除非另有說明，否則不同圖中對應(yīng)的編號及符號一般指代對應(yīng)的部件。繪制圖片以清晰地示出實(shí)施例的相關(guān)方面但不必按比例繪制。另外，虛線輪廓繪示其中封裝的一個層或一個組件位于另一層或另一組件之下或之后的區(qū)。
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