[發明專利]一種多芯片半導體封裝及其形成方法

有效

• 申請號: 202110017729.X
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112802760B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 孫德瑞
• 申請（專利權）人: 湖南中科存儲科技有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60;H01L21/683;H01L23/31;H01L25/18
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

1.一種多芯片半導體封裝結構的形成方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)提供一第一載體襯底，在所述第一載體襯底上設置一第一半導體芯片；

(2)接著在所述第一半導體芯片上鍵合一第二半導體芯片，所述第二半導體芯片的長度和寬度分別小于所述第一半導體芯片的長度和寬度，所述第一半導體芯片和/或第二半導體芯片中包括硅基晶體管；

(3)接著在所述第一載體襯底上設置一圖案化掩膜，所述圖案化掩膜包括第一開口和第二開口，所述第一開口暴露所述第一半導體芯片的上表面的一部分，所述第二開口暴露所述第一載體襯底的上表面的一部分；

(4)接著在所述第一開口中形成第一金屬柱，在所述第二開口中形成第二金屬柱，其中所述第一金屬柱用于傳導第一半導體芯片產生的熱量，所述第二金屬柱用于電連接，接著去除所述圖案化掩膜；

(5)接著在所述第一載體襯底上設置一塑封樹脂層，所述塑封樹脂層包裹所述第一半導體芯片、所述第二半導體芯片、所述第一金屬柱和所述第二金屬柱；

(6)接著對所述塑封樹脂層進行固化處理，所述固化處理具體為：首先進行步驟a1：在含有氧氣的氛圍中熱處理第一時間段；接著進行步驟a2：在氮氣的氛圍中熱處理第二時間段；接著進行步驟a3：在第一氫氣氛圍中熱處理第三時間段；接著進行步驟a4：在第二氫氣氛圍中熱處理第四時間段；接著進行步驟a5：在氮氣的氛圍中熱處理第五時間段；接著進行步驟a6：在第三氫氣氛圍中熱處理第六時間段；接著進行步驟a7：在氮氣氛圍中熱處理第七時間段；其中，第一時間段大于第二時間段，第三時間段小于第四時間段，且第三時間段大于所述第六時間段；

(7)接著在所述塑封樹脂層上設置第一掩膜，利用所述第一掩膜刻蝕所述第二金屬柱的一部分，以使得所述第二金屬柱的一端凹入所述塑封樹脂層；

(8)接著在所述塑封樹脂層上形成第一重新布線層，所述第二金屬柱與所述第一重新布線層電連接，且所述第一金屬柱不與所述第一重新布線 層電連接，且所述第一重新布線層不覆蓋所述第一金屬柱；

(9)接著在所述第一重新布線層上設置第二載體襯底，然后去除第一載體襯底，以暴露所述塑封樹脂層，然后在所述塑封樹脂層上設置第二掩膜，利用所述第二掩膜刻蝕所述第二金屬柱的一部分，以使得所述第二金屬柱的另一端也凹入所述塑封樹脂層；

(10)接著在所述第一半導體芯片、所述第二金屬柱以及所述塑封樹脂層的上方形成第二重新布線層，所述第一半導體芯片和所述第二金屬柱均與所述第二重新布線層電連接，接著在所述第二重新布線層上形成導電焊球，接著去除所述第二載體襯底。

2.根據權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構的形成方法，其特征在于：在所述步驟(3)中，在所述第一載體襯底上設置所述圖案化掩膜之前，在所述第一載體襯底的上表面、所述第一半導體芯片的上表面和側表面以及所述第二半導體芯片的上表面和側表面上形成第一金屬種子層。

3.根據權利要求2所述的多芯片半導體封裝結構的形成方法，其特征在于：接著在所述第一金屬種子層上形成多個第二金屬種子凸起，多個所述第二金屬種子凸起預先形成在將要形成所述第一開口和所述第二開口的位置處。

4.根據權利要求3所述的多芯片半導體封裝結構的形成方法，其特征在于：所述第二金屬種子凸起的寬度小于所述第一開口的寬度或所述第二開口的寬度，所述第二金屬種子凸起位于所述第一開口的中間區域或所述第二開口的中間區域，所述第二金屬種子凸起的側表面與所述第二金屬種子凸起的底面的夾角為30-60度。

5.根據權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構的形成方法，其特征在于：在所述步驟(6)中，各熱處理的溫度為200-300℃。