[發明專利]集成電路封裝件及其形成方法

在審

• 申請號: 201910386985.9
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN111128975A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 余振華;吳志偉;施應慶;盧思維
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L21/98;H01L21/56;H01L23/31
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

提供了集成電路封裝件及其形成方法。方法包括：在晶圓上方堆疊多個集成電路管芯以形成管芯堆疊件。在所述管芯堆疊件上實施接合工藝。所述接合工藝將所述管芯堆疊件的相鄰集成電路管芯彼此機械連接和電連接。在所述晶圓上方形成擋塊結構。所述擋塊結構環繞所述管芯堆疊件。在所述晶圓上方以及在所述管芯堆疊件和所述擋塊結構之間形成第一密封劑。所述第一密封劑填充所述管芯堆疊件的相鄰集成電路管芯之間的間隙。在所述晶圓上方形成第二密封劑。所述第二密封劑環繞所述管芯堆疊件、所述第一密封劑和所述擋塊結構。

技術領域

本發明的實施例一般地涉及半導體技術領域，更具體地，涉及集成電路封裝件及其形成方法。

背景技術

半導體器件用于各種電子應用中，例如，個人計算機、手機、數字相機、和其他電子裝置。通常通過以下步驟來制造半導體器件：在半導體襯底上方順序地沉積絕緣材料層或介電材料層、導電材料層和半導體材料層；并且使用光刻圖案化各個材料層以在其上形成電路部件或元件。通常在單個半導體晶圓上制造幾十個或幾百個集成電路。通過沿著劃線鋸切集成電路來切割獨立管芯。然后在多芯片模塊中或在其他類型的封裝中單獨地封裝獨立管芯。

由于各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度的不斷改進，半導體工業已經經歷了快速增長。在大多數情況下，集成密度的這種改進來自于最小部件尺寸的重復減小(例如，將半導體工藝節點縮小至20nm以下的節點)，從而允許將更多部件集成在給定區域中。近年來，隨著對于小型化、更高速度和更大帶寬以及更低的功耗和延遲的要求不斷增長，對于半導體管芯的更小的、更具有創造性的封裝技術的需要也不斷增長。

隨著半導體技術進一步改進，已經出現了諸如三維集成電路(3DIC)的堆疊的半導體器件作為有效替代物，以進一步減小半導體器件的物理尺寸。在堆疊的半導體器件中，在不同的半導體晶圓上制造諸如邏輯的有源電路、存儲器電路、處理器電路等。兩個或更多個半導體晶圓可以安裝或堆疊在彼此的頂部上，以進一步減小半導體器件的形狀系數。疊層封裝件(POP)器件是對管芯進行封裝，然后與另一封裝管芯或多個管芯封裝在一起的一種類型的3DIC。封裝件上芯片(COP)器件是對管芯進行封裝，然后與另一管芯或多個管芯封裝在一起的另一種類型的3DIC。

發明內容

根據本發明的一方面，提供了一種用于形成封裝件的方法，包括：在晶圓上堆疊多個集成電路管芯以形成管芯堆疊件；在所述管芯堆疊件上實施接合工藝，所述接合工藝將所述管芯堆疊件的相鄰集成電路管芯彼此機械連接和電連接；在所述晶圓上方形成擋塊結構，所述擋塊結構環繞所述管芯堆疊件；在所述晶圓上方以及在所述管芯堆疊件和所述擋塊結構之間形成第一密封劑，所述第一密封劑填充所述管芯堆疊件的相鄰集成電路管芯之間的間隙；以及在所述晶圓上方形成第二密封劑，所述第二密封劑環繞所述管芯堆疊件、所述第一密封劑和所述擋塊結構。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于形成封裝件的方法，包括：在晶圓上放置第一集成電路管芯，所述晶圓包括位于所述晶圓的第一側上的第一連接器，所述第一集成電路管芯包括位于所述第一集成電路管芯的第一側上的第二連接器和位于所述第一集成電路管芯的第二側上的第三連接器，所述第一集成電路管芯的第一側與所述第一集成電路管芯的第二側相對，所述第一連接器與所述第二連接器接觸；將第二集成電路管芯放置在所述第一集成電路管芯上，所述第二集成電路管芯包括位于所述第二集成電路管芯的第一側上的第四連接器和位于所述第二集成電路管芯的第二側上的第五連接器，所述第二集成電路管芯的第二側與所述第二集成電路管芯的第一側相對，所述第三連接器與所述第四連接器接觸；在所述第一集成電路管芯和所述第二集成電路管芯上實施接合工藝，所述接合工藝將所述第一連接器和所述第二連接器接合以形成第一連接器接點，所述接合工藝將所述第三連接器和所述第四連接器接合以形成第二連接器接點；所述晶圓上方形成擋塊結構，所述擋塊結構環繞所述第一集成電路管芯和所述第二集成電路管芯；在所述晶圓上方以及在所述第一連接器接點和所述第二連接器接點周圍形成第一密封劑；以及在所述晶圓上方形成第二密封劑，所述第二密封劑圍繞所述第一集成電路管芯、所述第二集成電路管芯、所述第一密封劑和所述擋塊結構。