[發明專利]堆疊半導體裝置中的混合金屬結構及相關聯系統和方法

在審

• 申請號: 202210840630.4
• 申請日: 2022-07-18
• 公開（公告）號: CN115714115A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 洪子晴;黃建文
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/488;H01L25/065;H01L21/768;H01L21/60
• 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

1.一種堆疊半導體裝置，其包括：

第一半導體裸片，其具有頂部表面和與所述頂部表面相對的底部表面，所述第一半導體裸片包含在所述頂部表面處的第一接合位點和在所述頂部表面處的與所述第一接合位點間隔開的第二接合位點；及

第二半導體裸片，其具有面向所述第一半導體裸片的所述頂部表面的下部表面和與所述下部表面相對的上部表面，所述第二半導體裸片包含：

在所述下部表面處的第三接合位點，其中所述第三接合位點包含通過金屬-金屬接合件接合到所述第一接合位點的導電結構；及

在所述下部表面處的第四接合位點，其中所述第四接合位點包含接合到所述第二接合位點的焊料球。

2.根據權利要求1所述的堆疊半導體裝置，其中所述第三接合位點的所述導電結構為第一銅柱，且其中所述第一接合位點包含通過銅-銅接合件電連接到所述第一銅柱的第二銅柱。

3.根據權利要求1所述的堆疊半導體裝置，其中所述第四接合位點包含接合到所述焊料球的第一導電墊，且其中所述第二接合位點包含通過所述焊料球接合到所述第一導電墊的第二導電墊。

4.根據權利要求1所述的堆疊半導體裝置，其中所述頂部表面處的所述第一接合位點對應于從所述頂部表面朝向所述底部表面延伸的第一穿襯底通孔TSV，且其中所述下部表面處的所述第三接合位點對應于從所述下部表面朝向所述上部表面延伸的第三TSV。

5.根據權利要求4所述的堆疊半導體裝置，其中所述第一TSV和所述第三TSV在所述第一半導體裸片與所述第二半導體裸片之間形成電通信線路。

6.根據權利要求1所述的堆疊半導體裝置，其中所述頂部表面處的所述第二接合位點對應于從所述頂部表面朝向所述底部表面延伸的第二TSV，且其中所述下部表面處的所述第四接合位點對應于從所述下部表面朝向所述上部表面延伸的第四TSV。

7.根據權利要求1所述的堆疊半導體裝置，其中所述第一接合位點和所述第二接合位點分隔開的距離在5微米與40微米之間。

8.根據權利要求1所述的堆疊半導體裝置，其中所述第一半導體裸片和所述第二半導體裸片具有在5微米與20微米之間的接合線厚度。

9.一種堆疊半導體裝置，其包括：

第一半導體裸片，其具有第一接合表面、所述第一接合表面上的第一陣列中的多個第一接合位點以及所述第一接合表面上的第二陣列中的多個第二接合位點；

第二半導體裸片，其具有面向所述第一半導體裸片的所述第一接合表面的第二接合表面、所述第二接合表面上的所述第一陣列中的多個第三接合位點以及所述第二接合表面處的所述第二陣列中的多個第四接合位點；

多個無焊料互連結構，其在所述第一半導體裸片與所述第二半導體裸片之間，其中每一無焊料互連結構在所述多個第一接合位點中的個別接合位點與所述多個第三接合位點中的個別接合位點之間形成電連接；及

多個焊料接頭，其在所述第一半導體裸片與所述第二半導體裸片之間，其中每一焊料接頭耦合到所述多個第二接合位點中的個別接合位點和所述多個第四接合位點中的個別接合位點。

10.根據權利要求9所述的堆疊半導體裝置，其中每一無焊料互連結構在所述多個第一接合位點中的所述個別接合位點與所述多個第三接合位點中的所述個別接合位點之間形成金屬-金屬接合件。

11.根據權利要求9所述的堆疊半導體裝置，其中所述多個第一接合位點與所述多個第三接合位點之間的所述電連接在所述第一半導體裸片與所述第二半導體裸片之間建立多個電通信通道。

12.根據權利要求9所述的堆疊半導體裝置，其中所述多個第一接合位點中的每一個接合到所述第一半導體裸片中的TSV，且其中所述多個第三接合位點中的每一個接合到所述第二半導體裸片中的TSV。