[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010826246.X
• 申請(qǐng)日: 2020-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111933533B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉峻;程衛(wèi)華;肖莉紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/50
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/50;H01L23/48;H01L27/108;H01L27/11;H01L27/11524;H01L27/11551;H01L27/1157;H01L27/11578
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 杜娟;駱希聰

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，該制造方法包括：提供第一晶圓；切割所述第一晶圓獲得多個(gè)待封裝芯片，每個(gè)所述待封裝芯片包括多種管芯，所述多種管芯的尺寸不同；測(cè)試所述多個(gè)待封裝芯片，獲得通過(guò)測(cè)試的已知合格芯片；提供第二晶圓，所述第二晶圓包括多個(gè)控制器電路管芯；以及混合鍵合所述已知合格芯片與所述控制器電路管芯。本發(fā)明通過(guò)將不同大小、功能的存儲(chǔ)器件鍵合至控制器電路管芯上，提高了半導(dǎo)體器件的整體性能以及產(chǎn)品的合格率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體封裝是指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到的獨(dú)立芯片的過(guò)程。在封裝過(guò)程中，晶圓通過(guò)劃片工藝后被切割為小的管芯(Die)，然后將切割好的管芯貼裝到相應(yīng)的基板(引線框架)架的小島上，再利用超細(xì)的金屬導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹(shù)脂將芯片的接合焊盤(pán)(Bonding Pad)連接到基板的相應(yīng)引腳，并構(gòu)成所要求的電路，再對(duì)獨(dú)立的管芯用塑料外殼加以封裝保護(hù)。

隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷減小，存儲(chǔ)容量的不斷增大，平面工藝和制造技術(shù)已經(jīng)不能滿足半導(dǎo)體器件日益增長(zhǎng)和變化的需求。三維(3D)器件架構(gòu)可以解決一些平面半導(dǎo)體器件中的密度限制。為了獲得三維器件，可以通過(guò)晶圓間的鍵合技術(shù)獲得三維堆疊的晶圓結(jié)構(gòu)，再對(duì)三維堆疊的晶圓進(jìn)行切割和封裝，形成三維半導(dǎo)體器件。在晶圓鍵合的過(guò)程中，晶圓上的器件之間的對(duì)準(zhǔn)、晶圓應(yīng)力導(dǎo)致晶圓變形等問(wèn)題都對(duì)封裝結(jié)果具有重要的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高性能的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括：提供第一晶圓；切割所述第一晶圓獲得多個(gè)待封裝芯片，每個(gè)所述待封裝芯片包括多種管芯，所述多種管芯的尺寸不同；測(cè)試所述多個(gè)待封裝芯片，獲得通過(guò)測(cè)試的已知合格芯片；提供第二晶圓，所述第二晶圓包括多個(gè)控制器電路管芯；以及混合鍵合所述已知合格芯片與所述控制器電路管芯。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述已知合格芯片包括第一鍵合層，所述第一鍵合層包括第一導(dǎo)電觸點(diǎn)和第一介質(zhì)層；所述控制器電路管芯包括第二鍵合層，所述第二鍵合層包括第二導(dǎo)電觸點(diǎn)和第二介質(zhì)層；混合鍵合所述已知合格芯片與所述控制器電路管芯的步驟包括：鍵合所述第一鍵合層和所述第二鍵合層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)的數(shù)量和所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)的數(shù)量相同。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)所述混合鍵合之后，所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)和所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)且彼此接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)所述混合鍵合之后，所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層彼此接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，鍵合所述第一鍵合層和所述第二鍵合層的步驟包括：通過(guò)加熱，加強(qiáng)所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)和所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)之間的鍵合力以及加強(qiáng)所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層之間的鍵合力。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)的頂面和所述第一介質(zhì)層的頂面處于同一水平面，所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)的頂面和所述第二介質(zhì)層的頂面處于同一水平面，鍵合所述第一鍵合層和所述第二鍵合層的步驟包括：在不施加外力的條件下，使所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)和所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)相互接觸，以及使所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層相互接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)的頂面低于所述第一介質(zhì)層的頂面，所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)的頂面低于所述第二介質(zhì)層的頂面，鍵合所述第一鍵合層和所述第二鍵合層的步驟包括：使所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層相互接觸；以及通過(guò)加熱融化所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)和所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)，使所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)和所述第二導(dǎo)電觸點(diǎn)相互接觸。