[發明專利]半導體裝置、半導體裝置封裝、包含其的電子系統及相關方法

在審

• 申請號: 202011480298.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112992801A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: S·U·阿里芬;曲小鵬
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L25/065
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

本申請案涉及半導體裝置、半導體裝置封裝、包含其的電子系統及相關方法。半導體裝置及半導體裝置封裝可包含支撐在襯底的第一側上的至少一個第一半導體裸片。所述至少一個第一半導體裸片可包含第一作用表面。第二半導體裸片可經支撐在所述襯底的第二相對側上。所述第二半導體裸片可包含位于所述第二半導體裸片的面向所述襯底的側上的第二作用表面。所述第二半導體裸片可經配置以在操作期間具有高于所述至少一個第一半導體裸片的中值功耗。揭示一種并入半導體裝置封裝的電子系統及相關方法。

優先權主張

本申請案主張2019年12月17日申請的題為“半導體裝置、半導體裝置封裝、包含其的電子系統及相關方法(Semiconductor Devices,Semiconductor Device Packages,Electronic Systems Including Same,and Related Methods)”的第16/717,827號美國專利申請案的優先日期的權益。

技術領域

本發明大體上涉及半導體裝置、半導體裝置封裝、包含其的電子系統及相關方法。更具體來說，所揭示實施例涉及可更好地管理由半導體裸片產生的熱量，可減小裝置及/或封裝大小及特別是裝置及/或封裝高度，且可改善裝置及/或封裝性能的半導體裝置及半導體裝置封裝。

背景技術

半導體裝置及半導體裝置封裝可包含經配置以比其它半導體裸片產生更多熱量的一些半導體裸片。例如，經配置為處理器、微處理器、控制器、微控制器、邏輯控制器的半導體裸片通常比經配置為存儲器裝置的半導體裸片產生更多的熱量。

半導體裝置及半導體裝置封裝演變為采用越來越小的形狀因子，這種趨勢導致越來越小的可用基板面(即，表面積)來容納包含相對高功率(即，高功率密度)半導體裸片的組合件，例如舉例來說，包含控制器裸片及多個存儲器裸片的半導體裝置或半導體裝置封裝。在包含控制器及存儲器裸片的當前半導體裝置及半導體裝置封裝配置中，控制器裸片的高產熱性非期望地增加存儲器裸片的溫度，這可能導致性能下降且最終導致故障。

分別在圖5到8中描繪展現這個問題的兩種常規半導體封裝設計。圖5是第一常規半導體裝置封裝500的橫截面示意視圖，第一常規半導體裝置封裝500在襯底506上包含位于存儲器裸片堆疊504下方的控制器裸片502。在此配置中，控制器裸片502可經內插在襯底506與存儲器裸片堆疊504之間。圖6是第二常規半導體裝置封裝600的橫截面示意視圖，第二常規半導體裝置封裝600在襯底606上包含與存儲器裸片堆疊604鄰近的控制器裸片602。在此配置中，控制器裸片602可在襯底606的主表面上定位成橫向鄰近于存儲器裸片堆疊604。

圖7是說明控制器裸片602以并排配置對存儲器裸片604進行加熱的俯視熱圖，圖8是說明控制器裸片502以控制器在頂部配置對存儲器裸片504進行加熱的俯視熱圖。共同參考圖7及8，由相對較高的功率密度控制器裸片502或602產生的熱量可通過傳導傳遞到存儲器裸片504或604。因此，控制器裸片502或602及存儲器裸片504或604中的每一者的結溫可尤其在控制器裸片502或602及存儲器裸片504或604的靠近彼此(例如，經定位成彼此之間距離最短)的那些部分中增加。

此類布置將例如控制器裸片的高功率密度裸片放置在存儲器裸片堆疊正下方或放置成橫向緊鄰存儲器裸片堆疊。另外，此類常規裝置及封裝設計的高度或占用面積可能非期望地大。

發明內容

在一些實施例中，根據本發明的某些實施例的半導體裝置及半導體裝置封裝可包含支撐在襯底的第一側上的第一半導體裸片。所述第一半導體裸片可包含第一作用表面。第二半導體裸片可經支撐在所述襯底的第二相對側上。所述第二半導體裸片可包含位于所述第二半導體裸片的面向所述襯底的側上的第二作用表面。所述第二半導體裸片可經配置以在操作期間具有高于所述第一半導體裸片的中值功耗。