DE102017122831B4 - Housing structures and training procedures - Google Patents
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- H01L23/5389—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates the chips being integrally enclosed by the interconnect and support structures
Abstract
Verfahren, umfassend:Befestigen eines ersten Dies (68) an einer ersten Seite einer ersten Komponente (96) unter Verwendung von ersten elektrischen Verbindern (91); Befestigen einer ersten Seite eines zweiten Dies (88) an der ersten Seite der ersten Komponente (96) unter Verwendung von zweiten elektrischen Verbindern (78);Befestigen eines Dummy-Dies (106) an der erste Seite der ersten Komponente (96) in einem Ritzlinienbereich (94) der ersten Komponente (96),Kleben einer Abdeckungsstruktur (110) an eine zweite Seite des zweiten Dies (88), aber nicht an den ersten Die; undVereinzeln der ersten Komponente (96) und des Dummy-Dies (106), um eine Gehäusestruktur (200) auszubilden.A method comprising: attaching a first die (68) to a first side of a first component (96) using first electrical connectors (91); attaching a first side of a second die (88) to the first side of the first component (96) using second electrical connectors (78); attaching a dummy die (106) to the first side of the first component (96) in one scribe line area (94) of the first component (96), adhering a cap structure (110) to a second side of the second die (88) but not to the first die; and singulating the first component (96) and the dummy die (106) to form a package structure (200).
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Seit der Entwicklung der integrierten Schaltung (IC) hat die Halbleiterindustrie aufgrund der kontinuierlichen Verbesserung der Integrationsdichte verschiedener elektronischer Komponenten (d. h. Transistoren, Dioden, Widerständen, Kondensatoren usw.) ein anhaltendes, schnelles Wachstum erlebt. Diese Verbesserung der Integrationsdichte ergab sich zum größten Teil aus wiederholter Verringerung der minimalen Merkmalsgröße, wodurch mehr Komponenten in eine bestimmte Fläche integriert werden können.Since the development of the integrated circuit (IC), the semiconductor industry has experienced sustained, rapid growth due to continued improvement in the integration density of various electronic components (i.e., transistors, diodes, resistors, capacitors, etc.). This improvement in integration density has resulted in large part from repeated reductions in minimum feature size, allowing more components to be integrated into a given area.
Diese Integrationsverbesserung ist dem Wesen nach im Wesentlichen zweidimensional (2D), da die von den integrierten Komponenten eingenommene Fläche im Wesentlichen auf der Oberfläche des Halbleiterwafers liegt. Die erhöhte Dichte und die entsprechende Abnahme der Fläche der integrierten Schaltungen haben im Allgemeinen die Möglichkeiten des Bondens von integrierten Schaltungschips direkt auf ein Substrat zu bonden überholt. Es wurden Interposer (Zwischenelemente) verwendet, um Kugel-Kontaktflächen von Flächen des Chips zu größeren Flächen des Interposers umzuverteilen. Weiterhin haben Interposer ein dreidimensionales (3D) Gehäuse möglich gemacht, das mehrere Chips aufweist. Andere Gehäuse wurden auch entwickelt, um 3D-Aspekte zu integrieren.This integration improvement is essentially two-dimensional (2D) in nature since the area occupied by the integrated components is essentially on the surface of the semiconductor wafer. The increased density and corresponding decrease in integrated circuit area has generally overtaken the ability to bond integrated circuit chips directly to a substrate. Interposers have been used to redistribute ball pads from areas of the chip to larger areas of the interposer. Furthermore, interposers have made possible a three-dimensional (3D) package containing multiple chips. Other cases have also been developed to integrate 3D aspects.
Die
Figurenlistecharacter list
Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Man beachte, dass gemäß dem üblichen Vorgehen in der Branche verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Beschreibung beliebig vergrößert oder verkleinert werden.
- Die
1 bis15 sind Querschnittsansichten und Draufsichten in einem beispielhaften Verfahren zum Ausbilden einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen. -
16 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen. -
17 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen. -
18 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen. - Die
19 und20 zeigen Querschnittsansichten einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen. -
21 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gehäusestruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
- the
1 until15 12 are cross-sectional views and top views in an example method of forming a packaging structure, according to some embodiments. -
16 12 shows a cross-sectional view of a package structure according to some embodiments. -
17 12 shows a cross-sectional view of a package structure according to some embodiments. -
18 12 shows a cross-sectional view of a package structure according to some embodiments. - the
19 and20 12 show cross-sectional views of a package structure according to some embodiments. -
21 12 shows a cross-sectional view of a package structure according to some embodiments.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die folgende Offenbarung sieht viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele vor, um verschiedene Merkmale der Erfindung zu implementieren. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend wirken. Beispielsweise kann das Ausbilden eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildet sein können, so dass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt stehen müssen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszeichen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und erzwingt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.The following disclosure provides many different embodiments or examples to implement various features of the invention. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. These are, of course, only examples and are not intended to be limiting. For example, forming a first element over or on a second element in the following description may include embodiments in which the first and second elements are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional elements between the first element and the second element can be formed, so that the first and the second element need not be in direct contact. In addition, the present disclosure may repeat reference numbers and/or letters in the various examples. This repetition is for the purpose of simplicity and clarity and does not in itself compel a relationship between the various described embodiments and/or configurations.
Weiter können räumlich relative Begriffe, wie „unten“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und ähnliche, hier der Einfachheit der Beschreibung halber verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder einer Einrichtung mit anderen Element(en) oder Einrichtung(en) zu beschreiben, wie in den Figuren gezeigt ist. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Orientierungen der Vorrichtung, die verwendet oder betrieben wird, zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Orientierung umfassen. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung) und die räumlich relativen Begriffe, die hier verwendet werden, können ebenfalls demgemäß interpretiert werden.Further, spatially relative terms such as "below," "below," "lower," "above," "upper," and the like may be used herein for ease of description to indicate the relationship of one element or facility to other elements( en) or device(s) as shown in the figures. The spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device being used or operated in addition to the orientation shown in the figures. The device may be otherwise oriented (rotated 90 degrees or in a different orientation) and the spatially relative terms used herein also interpreted accordingly.
Hier beschriebene Ausführungsformen können in einem spezifischen Kontext beschrieben werden, nämlich einer Gehäusestruktur, die Dummy-Die-Strukturen benachbart zu den aktiven Dies aufweist, um Durchbiegung (engl. „warpage“) der Gehäusestruktur zu verringern. Diese Verringerung der Durchbiegung der Gehäusestruktur ermöglicht eine zuverlässigere Gehäusestruktur, indem die Wahrscheinlichkeit von kalten Lötstellen zwischen den aktiven Dies und dem Interposer verringert wird. In einigen Ausführungsformen befinden sich die Dummy-Dies in den Ritzlinienbereichen, und Abdeckungsstrukturen bedecken einige der aktiven Dies, während andere aktive Dies nicht durch Abdeckungsstrukturen bedeckt sind. Die Dummy-Dies können eine bessere Steuerung des Anteils des Verkapselungsmittels ermöglichen und somit die Spannung und die Durchbiegung aufgrund der Fehlanpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) verringern. In einigen Ausführungsformen kann das Verkapselungsmittel weggelassen werden, wenn die Dummy-Dies in den Ritzlinienbereichen und/oder die Abdeckungsstrukturen eine ausreichende Unterstützung und einen ausreichenden Schutz für die Gehäusestruktur bereitstellen. In einigen Ausführungsformen sind die aktiven Dies Stapel von einem oder mehreren Dies (Logik-Die-Stapel und/oder Speicher-Die-Stapel), wobei der oberste Die der Die-Stapel dicker ist als die anderen Dies der Die-Stapel. In diesen Ausführungsformen können die Dummy-Dies in den Ritzlinienbereichen und das Verkapselungsmittel weggelassen werden, da dickere obere Dies der Die-Stapel ausreichende Unterstützung und Schutz für die Gehäusestruktur bieten.Embodiments described herein may be described in a specific context, namely a package structure having dummy die structures adjacent to the active dies to reduce warpage of the package structure. This reduction in package structure deflection allows for a more reliable package structure by reducing the likelihood of cold solder joints between the active dies and the interposer. In some embodiments, the dummy dies are in the scribe line areas and cap structures cover some of the active dies while other active dies are not covered by cap structures. The dummy dies may allow for better control of the encapsulant content and thus reduce stress and deflection due to the coefficient of thermal expansion (CTE) mismatch. In some embodiments, the encapsulant may be omitted if the dummy dies in the scribe line areas and/or the cover structures provide sufficient support and protection for the package structure. In some embodiments, the active dies are stacks of one or more dies (logic die-stack and/or memory die-stack), where the top die of the die-stack is thicker than the other dies of the die-stack. In these embodiments, the dummy dies in the scribe line areas and the encapsulant can be omitted since thicker top dies of the die stack provide sufficient support and protection for the package structure.
Ausführungsformen werden in Bezug auf einen spezifischen Kontext beschrieben, nämlich ein gestapeltes Die-Interposer-Substrat-Gehäuse unter Verwendung von Chip-auf-Wafer-auf-Substrat- (CoWoS-) Verarbeitung. Andere Ausführungsformen können jedoch auch auf andere Gehäuse angewendet werden, wie z. B. ein gestapeltes Die-Die-Substrat-Gehäuse, und andere Verarbeitung. Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, sind Beispiele, um die Herstellung oder Verwendung des Gegenstandes dieser Offenbarung zu ermöglichen, und ein Fachmann wird leicht Modifikationen erkennen, die gemacht werden können, während er im erwogenen Bereich der unterschiedlichen Ausführungsformen verbleibt. Gleiche Bezugszeichen und Buchstaben in den folgenden Abbildungen beziehen sich auf gleiche Komponenten. Obwohl Verfahrensausführungsformen so beschrieben werden können, dass sie in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden, können andere Verfahrensausführungsformen in jeder logischen Reihenfolge ausgeführt werden.Embodiments are described in relation to a specific context, namely a stacked die-interposer substrate package using chip-on-wafer-on-substrate (CoWoS) processing. However, other embodiments can also be applied to other housings, such as e.g. B. stacked die-die substrate package, and other processing. Embodiments described herein are examples to enable making or using the subject matter of this disclosure, and one skilled in the art will readily recognize modifications that can be made while remaining within the contemplated scope of the different embodiments. The same reference numbers and letters in the following figures refer to the same components. Although method embodiments can be described as being performed in a particular order, other method embodiments can be performed in any logical order.
Eine Zwischenverbindungsstruktur 64, die eine oder mehrere dielektrische Schicht(en) und zugehörige Metallisierungsstrukturen aufweist, wird auf der aktiven Oberfläche 62 ausgebildet. Die Metallisierungsstruktur(en) in der/den dielektrischen Schicht(en) können elektrische Signale zwischen den Vorrichtungen leiten, wie z. B. durch Verwendung von Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen, und können auch verschiedene elektrische Vorrichtungen wie Kondensatoren, Widerstände, Induktoren oder dergleichen aufweisen. Die verschiedenen Vorrichtungen und Metallisierungsstrukturen können miteinander verbunden werden, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen. Die Funktionen können Speicherstrukturen, Verarbeitungsstrukturen, Sensoren, Verstärker, Leistungsverteilung, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen oder dergleichen umfassen. Zusätzlich werden Die-Verbinder 66, wie beispielsweise leitfähige Säulen (die z. B. ein Metall wie Kupfer umfassen), in und/oder auf der Zwischenverbindungsstruktur 64 ausgebildet, um eine externe elektrische Verbindung mit den Schaltungen und Vorrichtungen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen stehen die Die-Verbinder 66 von der Zwischenverbindungsstruktur 64 vor, um eine Säulenstruktur zu bilden, die verwendet werden soll, wenn die Dies 68 an andere Strukturen gebondet werden. Ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die obigen Beispiele erläuternden Zwecken dienen. Andere Schaltungen können nach Bedarf für eine gegebene Anwendung verwendet werden.An
Insbesondere kann eine Zwischenmetallisierungs-Dielektrikums- (IMD-) Schicht in der Zwischenverbindungsstruktur 64 ausgebildet werden. Die IMD-Schicht kann beispielsweise aus einem low-k-dielektrischen Material, wie Phosphorsilikatglas (PSG), Borphosphorsilikatglas (BPSG), Fluorsilikatglas (FSG), SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On- Polymeren, Silizium-Kohlenstoffmaterial, Verbindungen davon, Verbundstoffen davon, Kombinationen davon oder dergleichen, durch jedes geeignete Verfahren, das in der Technik bekannt ist, wie Rotationsbeschichtung, chemische Dampfabscheidung (CVD), plasmaverstärkte CVD (PECVD), hochdichte Plasmachemische Dampfabscheidung (HDP-CVD) oder dergleichen ausgebildet werden. Eine Metallisierungsstruktur kann in der IMD-Schicht ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken, um ein Photoresistmaterial auf der IMD-Schicht abzuscheiden und zu strukturieren, um Teile der IMD-Schicht freizulegen, die die Metallisierungsstruktur werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der IMD-Schicht zu erzeugen, die den freiliegenden Teilen der IMD-Schicht entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere durch Atomlagenabscheidung (ALD) abgeschiedene Schichten aus TaN, Ta, TiN, Ti, CoW oder dergleichen umfassen und das leitfähige Material kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, die durch CVD, physikalische Dampfabscheidung (PVD) oder dergleichen abgeschieden werden. Überschüssiges Material der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der IMD-Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines chemischmechanischen Polierens (CMP).In particular, an intermetallization dielectric (IMD) layer may be formed in
In
Die Dies 68 können Logik-Dies sein (z. B. eine Hauptprozessoreinheit, eine Grafikprozessoreinheit, ein System-on-Chip, ein Mikrocontroller usw.), Speicher-Dies (z. B. ein dynamischer Direktzugriffsspeicher- (DRAM-) Die, ein statischer Direktzugriffsspeicher- (SRAM-) Die usw.), Power-Management-Dies (z. B. ein integrierter Power-Management-Schaltungs- (PMIC-) Die), Hochfrequenz- (HF-) Dies, Sensor-Dies, Mikrosystem- (MEMS-) Dies, Signalverarbeitungs-Dies (z. B. ein digitaler Signalverarbeitungs- (DSP-) Die), Frontend-Dies (z. B. ein analoger Frontend- (AFE-) Die), dergleichen oder eine Kombination davon. Zudem können bei einigen Ausführungsformen die Dies 68 eine unterschiedliche Größe (z. B. eine unterschiedliche Höhe und/oder Fläche) haben und in weiteren Ausführungsformen können die Dies 68 die gleiche Größe (z. B. die gleiche Höhe und/oder Fläche) haben.The dies 68 may be logic dies (e.g., a main processing unit, a graphics processing unit, a system-on-chip, a microcontroller, etc.), memory dies (e.g., a dynamic random access memory (DRAM) die, a static random access memory (SRAM) die, etc.), power management dies (e.g., a power management integrated circuit (PMIC) die), radio frequency (RF) dies, sensor dies, microsystems (MEMS) dies, signal processing dies (e.g., a digital signal processing (DSP) die), front-end dies (e.g., an analog front-end (AFE) die), the like, or a combination from that. Additionally, in some embodiments, the dies 68 may be a different size (e.g., different height and/or area), and in other embodiments, the dies 68 may be the same size (e.g., the same height and/or area). .
Durchkontaktierungen (TVs) 74 werden so ausgebildet, dass sie sich von der ersten Oberfläche 72 des Substrats 70 zu dem Substrat 70 erstrecken. Die TVs 74 werden auch manchmal als Substrat-Durchkontaktierungen oder Silizium-Durchkontaktierungen bezeichnet, wenn das Substrat 70 ein Siliziumsubstrat ist. Die TVs 74 können durch Ausbilden von Vertiefungen in dem Substrat 70 beispielsweise durch Ätzen, Fräsen, Lasertechniken, eine Kombination davon und/oder dergleichen ausgebildet werden. Ein dünnes dielektrisches Material kann in den Vertiefungen ausgebildet werden, wie beispielsweise durch Verwendung einer Oxidationstechnik. Eine dünne Sperrschicht kann konform über der Vorderseite des Substrats 70 und in den Öffnungen abgeschieden werden, beispielsweise durch CVD, ALD, PVD, thermische Oxidation, eine Kombination davon und/oder dergleichen. Die Sperrschicht kann ein Nitrid oder ein Oxynitrid wie Titannitrid, Titanoxynitrid, Tantalnitrid, Tantaloxynitrid, Wolframnitrid, eine Kombination davon und/oder dergleichen umfassen. Ein leitfähiges Material kann über der dünnen Sperrschicht und in den Öffnungen abgeschieden werden. Das leitfähige Material kann durch ein elektrochemisches Plattierungsverfahren, CVD, ALD, PVD, eine Kombination davon und/oder dergleichen ausgebildet werden. Beispiele für leitfähige Materialien sind Kupfer, Wolfram, Aluminium, Silber, Gold, eine Kombination davon und/oder dergleichen. Überschüssige Anteile des leitfähigen Materials und der Sperrschicht werden von der Vorderseite des Substrats 70 beispielsweise durch CMP entfernt. Somit können die TVs 74 ein leitfähiges Material und eine dünne Sperrschicht zwischen dem leitfähigen Material und dem Substrat 70 umfassen.Vias (TVs) 74 are formed to extend from the
Eine Umverteilungsstruktur 76 wird über der ersten Oberfläche 72 des Substrats 70 ausgebildet und wird verwendet, um die integrierten Schaltungsvorrichtungen, falls vorhanden, und/oder die TVs 74 miteinander und/oder mit externen Vorrichtungen elektrisch zu verbinden. Die Umverteilungsstruktur 76 kann eine oder mehrere dielektrische Schicht(en) und zugehörige Metallisierungsstruktur(en) in der/den dielektrischen Schicht(en) umfassen. Die Metallisierungsstrukturen können Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen umfassen, um jegliche Vorrichtungen und/oder TVs 74 miteinander und/oder mit einer externen Vorrichtung zu verbinden. Die Metallisierungsstrukturen werden manchmal als Umverteilungsleitungen (RDL) bezeichnet. Die dielektrischen Schichten können Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Siliziumoxynitrid, low-k-dielektrisches Material, wie PSG, BPSG, FSG, SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On-Polymere, Silizium-Kohlenstoff-Material, Verbindungen davon, Verbundstoffe davon, Kombinationen davon oder dergleichen umfassen. Die dielektrischen Schichten können durch jedes geeignete Verfahren, wie es in der Technik bekannt ist, wie Rotationsbeschichtung, CVD, PECVD, HDP-CVD oder dergleichen, abgeschieden werden. Eine Metallisierungsstruktur kann in der dielektrischen Schicht ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken, um ein Photoresistmaterial auf der dielektrischen Schicht abzuscheiden und zu strukturieren, um Teile der dielektrischen Schicht freizulegen, die die Metallisierungsstruktur werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der dielektrischen Schicht zu erzeugen, die den freiliegenden Abschnitten der dielektrischen Schicht entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere Schichten aus TaN, Ta, TiN, Ti, CoW oder dergleichen umfassen, die durch ALD oder dergleichen abgeschieden werden, und das leitfähige Material kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, die durch CVD, PVD oder dergleichen abgeschieden werden. Alle überschüssigen Anteile der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der dielektrischen Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines CMPs.A
Elektrische Verbinder 77/78 werden auf der oberen Fläche der Umverteilungsstruktur 76 auf leitfähigen Pads ausgebildet. In einigen Ausführungsformen umfassen die leitfähigen Pads Under-Bump-Metallurgien (UBMs). In der gezeigten Ausführungsform werden die Pads in Öffnungen der dielektrischen Schichten der Umverteilungsstruktur 76 ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform können sich die Pads (UBMs) durch eine Öffnung einer dielektrischen Schicht der Umverteilungsstruktur 76 erstrecken und sich auch über die obere Fläche der Umverteilungsstruktur 76 erstrecken. Als Beispiel zum Ausbilden der Pads wird zumindest in der Öffnung in der dielektrischen Schicht der Umverteilungsstruktur 76 eine Keimschicht (nicht gezeigt) ausgebildet. In einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, die eine einzelne Schicht oder eine Verbundschicht sein kann, die eine Mehrzahl von Teilschichten umfasst, die aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind. In einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von beispielsweise PVD oder dergleichen ausgebildet werden. Ein Photoresist wird dann auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder dergleichen ausgebildet werden und kann Licht zur Strukturierung ausgesetzt werden. Die Struktur des Fotoresists entspricht den Pads. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist aus, um die Keimschicht freizulegen. Ein leitfähiges Material wird in den Öffnungen des Photoresists und auf den freiliegenden Abschnitten der Keimschicht ausgebildet. Das leitfähige Material kann durch Plattieren, etwa Galvanisieren oder stromloses Plattieren oder dergleichen, ausgebildet werden. Das leitfähige Material kann ein Metall wie Kupfer, Titan, Wolfram, Aluminium oder dergleichen umfassen. Dann werden der Photoresist und Teile der Keimschicht, auf denen das leitfähige Material nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch ein geeignetes Veraschungs- oder Abziehverfahren entfernt werden, beispielsweise durch Verwenden eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen. Sobald der Photoresist entfernt ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Ätzverfahrens, etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Anteile der Keimschicht und des leitfähigen Materials bilden die Pads. In der Ausführungsform, in der die Pads anders ausgebildet werden, können mehr Photoresist- und Strukturierungsschritte verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen umfassen die elektrischen Verbinder 77/78 eine Metallsäule 77 mit einer Metallkappenschicht 78, die eine Lötkappe 78 sein kann, über der Metallsäule 77. Die elektrischen Verbinder 77/78 einschließlich der Säule 77 und der Kappenschicht 78 werden manchmal als Mikro-Bumps (Mikro-Kontakthügel) 77/78 bezeichnet. In einigen Ausführungsformen umfassen die Metallsäulen 77 ein leitfähiges Material wie Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Palladium, dergleichen oder eine Kombination davon und können durch Sputtern, Drucken, Galvanisieren, stromloses Plattieren, CVD oder dergleichen ausgebildet werden. Die Metallsäulen 77 können lotfrei sein und haben im Wesentlichen vertikale Seitenwände. In einigen Ausführungsformen wird die Metallkappenschicht 78 auf der Oberseite der Metallsäule 77 ausgebildet. Die Metallkappenschicht 78 kann Nickel, Zinn, Zinn-Blei, Gold, Kupfer, Silber, Palladium, Indium, Nickel-Palladium-Gold, Nickel-Gold, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen und kann durch ein Plattierungsverfahren ausgebildet werden.In some embodiments, the
In einer weiteren Ausführungsform weisen die elektrischen Verbinder 77/78 nicht die Metallsäulen auf und sind Lötkugeln und/oder Bumps, wie z. B. durch Flip-Chip- (C4-), Electroless Nickel Immersion Gold- (ENIG-), Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold- (ENEPIG-) Techniken oder dergleichen ausgebildete Bumps. In dieser Ausführungsform können die elektrischen Verbinder 77/78 ein leitfähiges Material wie Lötmittel, Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Silber, Palladium, Zinn, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. In dieser Ausführungsform werden die elektrischen Verbinder 77/78 durch anfängliches Ausbilden einer Lotschicht durch so allgemein verwendete Verfahren wie Verdampfen, Galvanisieren, Drucken, Lötübertragung, Kugelplatzierung oder dergleichen ausgebildet. Nachdem eine Lotschicht auf der Struktur ausgebildet wurde, kann ein Aufschmelzen durchgeführt werden, um das Material in die gewünschte Bump-Form zu formen.In another embodiment, the
In
Die Dies 88 können durch eine ähnliche Verarbeitung ausgebildet werden, wie oben unter Bezugnahme auf die Dies 68 beschrieben ist. In einigen Ausführungsformen umfassen die Dies 88 eine oder mehrere Speicher-Dies, wie beispielsweise einen Stapel von Speicher-Dies (z. B. DRAM-Dies, SRAM-Dies, High Bandwidth Memory- (HBM-) Dies, Hybrid Memory Cube- (HMC-) Dies oder dergleichen). In den Ausführungsformen des Stapels von Speicher-Dies kann ein Die 88 sowohl Speicher-Dies als auch eine Speichersteuerung umfassen, wie beispielsweise einen Stapel von vier oder acht Speicher-Dies mit einer Speichersteuerung. Zudem können bei einigen Ausführungsformen die Dies 88 eine unterschiedliche Größe (z. B. eine unterschiedliche Höhe und/oder Fläche) haben und in weiteren Ausführungsformen können die Dies 88 die gleiche Größe (z. B. die gleiche Höhe und/oder Fläche) haben.The dies 88 may be formed through processing similar to that described above with respect to the dies 68 . In some embodiments, dies 88 include one or more memory dies, such as a stack of memory dies (e.g., DRAM dies, SRAM dies, High Bandwidth Memory (HBM) dies, Hybrid Memory Cube ( HMC-) This or the like). In embodiments of the stack of memory dies, a
Die Dies 88 umfassen einen Hauptkörper 80, eine Zwischenverbindungsstruktur 84 und Die-Verbinder 86. Der Hauptkörper 80 der Dies 88 kann eine beliebige Anzahl von Dies, Substraten, Transistoren, aktiven Vorrichtungen, passiven Vorrichtungen oder dergleichen umfassen. In einer Ausführungsform kann der Hauptkörper 80 ein Bulk-Halbleitersubstrat, ein Halbleiter-auf-Isolator- (SOI-) Substrat, ein mehrschichtiges Halbleitersubstrat oder dergleichen umfassen. Das Halbleitermaterial des Hauptkörpers 80 kann aus Silizium, Germanium, einem Verbundhalbleiter, der Silizium-Germanium, Siliziumkarbid, Gallium-Arsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid aufweist; einem Legierungshalbleiter, der SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GalnAs, GaInP und/oder GalnAsP aufweist; oder Kombinationen davon bestehen. Es können auch andere Substrate, wie mehrschichtige oder Gradientsubstrate, verwendet werden. Der Hauptkörper 80 kann dotiert oder undotiert sein. Vorrichtungen, wie Transistoren, Kondensatoren, Widerstände, Dioden und dergleichen, können in und/oder auf einer aktiven Oberfläche ausgebildet sein.The dies 88 include a
Eine Zwischenverbindungsstruktur 84, die eine oder mehrere dielektrische Schicht(en) und zugehörige Metallisierungsstruktur(en) aufweist, wird auf der aktiven Oberfläche ausgebildet. Die Metallisierungsstruktur(en) in der/den dielektrischen Schicht(en) können elektrische Signale zwischen den Vorrichtungen leiten, wie z. B. durch Verwendung von Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen, und können auch verschiedene elektrische Vorrichtungen wie Kondensatoren, Widerstände, Induktoren oder dergleichen aufweisen. Die verschiedenen Vorrichtungen und Metallisierungsstrukturen können miteinander verbunden werden, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen. Die Funktionen können Speicherstrukturen, Verarbeitungsstrukturen, Sensoren, Verstärker, Leistungsverteilung, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen oder dergleichen umfassen. Zusätzlich werden Die-Verbinder 86, wie beispielsweise leitfähige Säulen (die z. B. ein Metall wie Kupfer umfassen), in und/oder auf der Zwischenverbindungsstruktur 84 ausgebildet, um eine externe elektrische Verbindung mit den Schaltungen und Vorrichtungen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen stehen die Die-Verbinder 86 von der Zwischenverbindungsstruktur 84 vor, um eine Säulenstruktur zu bilden, die verwendet werden soll, wenn die Dies 88 an andere Strukturen gebondet werden. Ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die obigen Beispiele erläuternden Zwecken dienen. Andere Schaltungen können nach Bedarf für eine gegebene Anwendung verwendet werden.An
Insbesondere kann eine IMD-Schicht in der Zwischenverbindungsstruktur 64 ausgebildet werden. Die IMD-Schicht kann beispielsweise aus einem low-k-dielektrischen Material, wie PSG, BPSG, FSG, SiOxCy, Spin-On-Glas, Spin-On-Polymeren, Silizium-Kohlenstoff-Material, Verbindungen davon, Verbundstoffen davon, Kombinationen davon oder dergleichen, durch irgendein geeignetes Verfahren, das in der Technik bekannt ist, wie beispielsweise Rotationsbeschichtung, CVD, PECVD, HDP-CVD oder dergleichen, ausgebildet werden. Eine Metallisierungsstruktur kann in der IMD-Schicht ausgebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von Photolithographietechniken, um ein Photoresistmaterial auf der IMD-Schicht abzuscheiden und zu strukturieren, um Teile der IMD-Schicht freizulegen, die die Metallisierungsstruktur werden sollen. Ein Ätzverfahren, wie ein anisotropes Trockenätzverfahren, kann verwendet werden, um Vertiefungen und/oder Öffnungen in der IMD-Schicht zu erzeugen, die den freiliegenden Teilen der IMD-Schicht entsprechen. Die Vertiefungen und/oder Öffnungen können mit einer Diffusionssperrschicht ausgekleidet und mit einem leitfähigen Material gefüllt werden. Die Diffusionssperrschicht kann eine oder mehrere Schichten aus Tantalnitrid, Tantal, Titannitrid, Titan, Kobalt-Wolfram, dergleichen oder einer Kombination davon umfassen, die durch ALD oder dergleichen abgeschieden werden. Das leitfähige Material der Metallisierungsstruktur kann Kupfer, Aluminium, Wolfram, Silber und Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, das durch CVD, PVD oder dergleichen abgeschieden wird. Alle überschüssigen Anteile der Diffusionssperrschicht und/oder des leitfähigen Materials auf der IMD-Schicht können entfernt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines CMP.In particular, an IMD layer may be formed in
Bei den Ausführungsformen, bei denen die Die-Verbinder 66 und 86 von den Zwischenverbindungsstrukturen 64 bzw. 84 vorstehen, können die Metallsäulen 79 von den Dies 68 und 86 weggelassen werden, da die vorstehenden Die-Verbinder 66 und 86 als Säulen für die Metallkappenschichten 78 verwendet werden können.In the embodiments where the
Die leitfähigen Verbindungen 91 verbinden die Schaltungen in den Dies 68 und den Dies 88 durch die Zwischenverbindungsstrukturen 84 bzw. 64 und die Die-Verbinder 86 bzw. 66 elektrisch mit der Umverteilungsstruktur 76 und den TVs 74 in den Komponenten 96.
In einigen Ausführungsformen werden die elektrischen Verbinder 77/78 vor dem Bonden der elektrischen Verbinder 77/78 mit einem Flussmittel (nicht gezeigt), wie z.B. einem rückstandfreien Flussmittel, beschichtet. Die elektrischen Verbinder 77/78 können in das Flussmittel eingetaucht werden oder das Flussmittel kann auf die elektrischen Verbinder 77/78 ausgestoßen werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Flussmittel auf die elektrischen Verbinder 79/78 aufgebracht werden. In einigen Ausführungsformen können die elektrischen Verbinder 77/78 und/oder 79/78 ein Epoxidflussmittel (nicht gezeigt) aufweisen, das darauf ausgebildet wird, bevor sie aufgeschmolzen werden, wobei wenigstens ein Teil des Epoxidanteils des Epoxidflussmittels übrig bleibt, nachdem die Dies 68 und die Dies 88 an den Komponenten 96 befestigt wurden. Dieser verbleibende Epoxidanteil kann als Unterfüllung dienen, um die Spannung zu verringern und die Verbindungen zu schützen, die sich aus dem Aufschmelzen der elektrischen Verbinder 77/78/79 ergeben.In some embodiments, the
Das Bonden zwischen den Dies 68 und 88 und den Komponenten 96 kann ein Lötbonden oder ein direktes Metall-Metall- (wie ein Kupfer-Kupfer- oder Zinn-Zinn-) Bonden sein. In einer Ausführungsform werden die Dies 68 und die Dies 88 durch ein Aufschmelzverfahren mit den Komponenten 96 gebondet. Während dieses Aufschmelzverfahrens stehen die elektrischen Verbinder 77/78/79 in Kontakt mit den Die-Verbindern 66 bzw. 86 und den Pads der Umverteilungsstruktur 76, um die Dies 68 und die Dies 88 physisch und elektrisch mit den Komponenten 96 zu verbinden. Nach dem Bondverfahren kann sich an der Grenzfläche der Metallsäulen 77 und 79 und der Metallkappenschichten 78 ein IMC (nicht gezeigt) bilden.The bonding between dies 68 and 88 and
In
In einigen Ausführungsformen sind die Dies 68 ein System-on-Chip (SOC) oder eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU) und die zweiten Dies Speicher-Dies, die von den Dies 68 verwendet werden können. In einer Ausführungsform sind die Dies 88 gestapelte Speicher-Dies. Beispielsweise können die gestapelten Speicher-Dies 88 DDR-Speichermodule mit niedriger Leistung (LP), wie beispielsweise LPDDR1, LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4 oder ähnliche Speichermodule umfassen.In some embodiments, the dies 68 are a system-on-chip (SOC) or graphics processing unit (GPU) and the second dies are memory dies used by the dies 68 be able. In one embodiment, dies 88 are stacked memory dies. For example, the stacked memory dies 88 may include low power (LP) DDR memory modules such as LPDDR1, LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4, or similar memory modules.
In
In den
Die Dummy-Dies 106 sind an den Komponenten 96 mit der Befestigungsstruktur 104 befestigt. In einigen Ausführungsformen besteht die Befestigungsstruktur 104 aus einem oder mehreren Mikro-Bumps, die die Dummy-Dies 106 an die Komponenten bonden. In einigen Ausführungsformen ist die Befestigungsstruktur 104 ein Klebstoff, der die Dummy-Dies 106 an die Komponenten 96 klebt. Die Dummy-Dies 106 können aus Silizium, einem dielektrischen Material, dergleichen oder einer Kombination davon bestehen. In einigen Ausführungsformen sind die Dummy-Dies 106 tatsächlich defekte aktive Dies, die als Dummy-Dies 106 wiederverwendet worden sind. In einigen Ausführungsformen sind die Dummy-Dies 106 Bulk-Material und umfassen keine aktiven oder passiven Vorrichtungen. In einigen Ausführungsformen sind die oberen Flächen der Dummy-Dies 106 mit den Rückseiten der Dies 68 plan.The dummy dies 106 are attached to the
In
In
In
In einigen Ausführungsformen sind die oberen Flächen der Abdeckungsstrukturen 110 plan mit den Rückseiten der Dies 68 und den oberen Flächen der Dies 106. In einigen Ausführungsformen sind die Abdeckungsstrukturen 110 mit einem Klebstoff 108 angeklebt. Die Abdeckungsstrukturen 110 können aus Silizium, einem dielektrischen Material oder dergleichen oder einer Kombination davon bestehen. Die Abdeckungsstrukturen 110 können das gleiche Material wie die Dummy-Dies 106 umfassen. In einigen Ausführungsformen sind die Abdeckungsstrukturen 110 tatsächlich defekte aktive Dies, die als Abdeckungsstrukturen 110 wiederverwendet wurden. In einigen Ausführungsformen sind die Abdeckungsstrukturen 110 Bulk-Material und umfassen keine aktiven oder passiven Vorrichtungen. Der Klebstoff 108 befindet sich auf den unteren Flächen der Abdeckungsstrukturen 110 und klebt die Abdeckungsstrukturen 110 an die Dies 88 an. Der Klebstoff 108 kann irgendein geeigneter Klebstoff, Epoxidharz, DAF oder dergleichen sein. Die Abdeckungsstrukturen 110 können an die Dies 88 durch den Klebstoff 108 geklebt werden, wobei zum Beispiel ein Pick-an-Place-Werkzeug verwendet wird.In some embodiments, the top surfaces of the
In
Die
In
In
In
Als ein Beispiel zum Ausbilden der Pads wird eine Keimschicht (nicht gezeigt) zumindest in der Öffnung in einer der dielektrischen Schichten 117 der Umverteilungsstruktur ausgebildet. In einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, die eine einzelne Schicht oder eine Verbundschicht sein kann, die eine Mehrzahl von Teilschichten umfasst, die aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind. In einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von beispielsweise PVD oder dergleichen ausgebildet werden. Ein Photoresist wird dann auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder dergleichen ausgebildet werden und kann Licht zur Strukturierung ausgesetzt werden. Die Struktur des Fotoresists entspricht den Pads. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist aus, um die Keimschicht freizulegen. Ein leitfähiges Material wird in den Öffnungen des Photoresists und auf den freiliegenden Abschnitten der Keimschicht ausgebildet. Das leitfähige Material kann durch Plattieren, etwa Galvanisieren oder stromloses Plattieren oder dergleichen, ausgebildet werden. Das leitfähige Material kann ein Metall wie Kupfer, Titan, Wolfram, Aluminium oder dergleichen umfassen. Dann werden der Photoresist und Teile der Keimschicht, auf denen das leitfähige Material nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch ein geeignetes Veraschungs- oder Abziehverfahren entfernt werden, beispielsweise durch Verwenden eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen. Sobald der Photoresist entfernt ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Ätzverfahrens, etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Anteile der Keimschicht und des leitfähigen Materials bilden die Pads. In der Ausführungsform, in der die Pads anders ausgebildet werden, können mehr Photoresist- und Strukturierungsschritte verwendet werden.As an example of forming the pads, a seed layer (not shown) is formed at least in the opening in one of the
In einigen Ausführungsformen sind die elektrischen Verbinder 120 Lötkugeln und/oder Bumps, wie Ball-Grid-Array- (BGA-) Kugeln, C4-Mikro-Bumps, durch ENIG ausgebildete Bumps, durch ENEPIG ausgebildete Bumps oder dergleichen. Die elektrischen Verbinder 120 können ein leitfähiges Material wie Lot, Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Silber, Palladium, Zinn, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen. In einigen Ausführungsformen werden die elektrischen Verbinder 120 durch anfängliches Ausbilden einer Lotschicht durch solche üblicherweise verwendeten Verfahren wie Verdampfen, Galvanisieren, Drucken, Lotübertragung, Ballplatzierung oder dergleichen ausgebildet. Nachdem eine Schicht aus Lot auf der Struktur ausgebildet wurde, kann ein Aufschmelzen durchgeführt werden, um das Material in die gewünschte Höckerform zu formen. In einer weiteren Ausführungsform sind die elektrischen Verbinder 120 Metallsäulen (wie Kupfersäulen), die durch Sputtern, Drucken, Galvanisieren, stromloses Plattieren, CVD oder dergleichen ausgebildet werden. Die Metallsäulen können lotfrei sein und haben im Wesentlichen vertikale Seitenwände. In einigen Ausführungsformen wird eine Metallkappenschicht (nicht gezeigt) auf der Oberseite der Metall-Säulenverbinder 120 ausgebildet. Die Metallkappenschicht kann Nickel, Zinn, Zinn-Blei, Gold, Silber, Palladium, Indium, Nickel-Palladium-Gold, Nickel-Gold, dergleichen oder eine Kombination davon umfassen und kann durch ein Plattierungsverfahren ausgebildet werden.In some embodiments, the
Die elektrischen Verbinder 120 können verwendet werden, um an eine zusätzliche elektrische Komponente zu bonden, die ein Halbleitersubstrat, ein Gehäusesubstrat, eine Leiterplatte (PCB) oder dergleichen sein kann (siehe 300 in
In einigen Ausführungsformen sind die Dummy-Dies 106 in den Ritzlinienbereichen 94 befestigt und erstrecken sich nur entlang derjenigen Ritzlinienbereiche 94, die entlang einer ersten Richtung (z. B. der vertikalen Richtung von
Ferner sind in einigen Ausführungsformen die Dummy-Dies 106 in den Ritzlinienbereichen 94 befestigt und erstrecken sich entlang der Ritzlinienbereiche 94, die entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung (z. B. sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Richtungen von
Obwohl
In
Nach dem Vereinzelungsverfahren haben die verbleibenden Abschnitte 106' der Dummy-Dies 106 Seitenwandflächen, die mit den seitlichen Ausmaßen des Komponentengehäuses 200 bündig sind (siehe z. B. die
Zusätzlich können eine oder mehrere Oberflächenvorrichtungen 140 mit dem Substrat 300 verbunden werden. Die Oberflächenvorrichtungen 140 können verwendet werden, um dem Komponentengehäuse 200 oder dem Gehäuse als Ganzes zusätzliche Funktionalität oder Programmierung zu ermöglichen. In einer Ausführungsform können die Oberflächenvorrichtungen 140 oberflächenmontierte Vorrichtungen (SMDs) oder integrierte passive Vorrichtungen (IPDs) umfassen, die passive Vorrichtungen wie Widerstände, Induktoren, Kondensatoren, Jumper, Kombinationen davon oder dergleichen umfassen, die in Verbindung mit dem Komponentengehäuse 200 oder anderen Teilen des Gehäuses verwendet und mit ihnen verbunden werden sollen. Die Oberflächenvorrichtungen 140 können gemäß verschiedenen Ausführungsformen auf einer ersten Hauptfläche des Substrats 300, einer gegenüberliegenden Hauptfläche des Substrats 300 oder beiden angeordnet werden.Additionally, one or
In
Der Die 400A kann ein Logik-Die sein (z. B. eine Hauptprozessoreinheit, eine Grafikprozessoreinheit, ein System-on-Chip, ein Mikrocontroller usw.), ein Power-Management-Die (z. B. ein integrierter Power-Management-Schaltungs- (PMIC-) Die), ein Hochfrequenz- (HF-) Die, ein Sensor-Die, ein Mikrosystem- (MEMS-) Die, ein Signalverarbeitungs-Die (z. B. ein digitaler Signalverarbeitungs- (DSP-) Die), ein Frontend-Die (z. B. ein analoger Frontend- (AFE-) Die), dergleichen oder eine Kombination davon. Der Die 400A kann einen oder mehrere Logik-Dies umfassen. Der Die 400A kann auf der Komponente 96 ähnlich wie die oben beschriebenen Dies 68 angeordnet und gebondet werden und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt.The 400A can be a logic die (e.g. a main processing unit, a graphics processing unit, a system-on-chip, a microcontroller, etc.), a power management die (e.g. an integrated power management Integrated circuit (PMIC) die), a radio frequency (RF) die, a sensor die, a microsystems (MEMS) die, a signal processing die (eg, a digital signal processing (DSP) die ), a front-end die (e.g., an analog front-end (AFE) die), the like, or a combination thereof.
Die Dies 400B können Speicher-Dies sein, wie beispielsweise DRAM-Dies, SRAM -Dies, HBM-Dies High Bandwidth Memory- (HBM-) Dies, Hybrid Memory Cube- (HMC-) Dies oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen kann ein Die 400B sowohl Speicher-Dies als auch eine Speichersteuerung wie beispielsweise einen Stapel aus vier oder acht Speicher-Dies mit einer Speichersteuerung umfassen. Die Dies 400B können auf der Komponente 96 ähnlich den oben beschriebenen Dies 88 angeordnet und gebondet werden und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt.The dies 400B may be memory dies, such as DRAM dies, SRAM dies, HBM dies, High Bandwidth Memory (HBM) dies, Hybrid Memory Cube (HMC) dies, or the like. In some embodiments, a
Ein beispielhafter Die 400B gemäß einigen Ausführungsformen ist detaillierter in
In einigen Ausführungsformen kann der Hauptkörper 405 HBM- (High Bandwidth Memory-) und/oder HMC- (High Memory Cube-) Module umfassen, die einen oder mehrere Speicher-Dies 408 umfassen können, die mit einem Logik-Die 402 verbunden sind. Der Logik-Die 402 kann Durchkontaktierungen 404 umfassen, die ein leitfähiges Merkmal eines Verbindungsbereichs (nicht gezeigt) mit einem darüber liegenden Verbinder 406 und Speicher-Dies 408 verbinden. In einigen Ausführungsformen kann der Logik-Die 402 eine Speichersteuerung sein. Der Verbindungsbereich (nicht gezeigt) kann eine leitfähige Struktur bereitstellen, die eine Pinout-Kontaktstruktur für den Hauptkörper 405 ermöglicht, die sich von der Struktur der leitfähigen Verbindungen 91 unterscheidet, was eine größere Flexibilität bei der Anordnung der leitfähigen Verbindungen 91 ermöglicht. Die leitfähigen Verbindungen 91 können an einer unteren Seite der Dies 400B angeordnet sein und können verwendet werden, um die Dies 400B physisch und elektrisch mit den Komponenten 96 zu verbinden. Die leitfähigen Verbindungen 91 können durch den Verbindungsbereich elektrisch mit dem Logik-Die 402 und/oder den gestapelten Speicher-Dies 408 verbunden sein. Die leitfähigen Verbindungen 91 können unter Verwendung von Verfahren ausgebildet werden, die den oben beschriebenen Verfahren für die leitfähigen Verbindungen 91 gleichen oder ähneln, und die Beschreibung wird hier nicht wiederholt.In some embodiments, the
Der obere Die 412 kann ein ähnlicher Die (in Funktion und Schaltung) wie die Speicher-Dies 408 sein, mit der Ausnahme, dass der obere Die 412 dicker ist als die Speicher-Dies 408. In einigen Ausführungsformen ist der obere Die 412 ein Dummy-Die und ähnelt den oben beschriebenen Abdeckungsstrukturen 110. In einigen Ausführungsformen hat der obere Die 412 eine Dicke T5 in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 200 µm, beispielsweise etwa 150 µm. In einigen Ausführungsformen hat der obere Die 412 eine Dicke T5, die größer als etwa 120 µm ist. Es wurde herausgefunden, dass ein oberer Die 412 der Dies 400B mit einer Dicke von mehr als etwa 120 µm den Ertrag der Gehäusestruktur 500 erhöht, ohne dass die Dummy-Dies 106 und die Abdeckungsstrukturen 110 und 132 der vorhergehenden Ausführungsformen erforderlich sind.
Wie in
Obwohl
Die offenbarten Ausführungsformen umfassen eine Gehäusestruktur mit Dummy-Strukturen benachbart zu aktiven Dies, um die Durchbiegung der Gehäusestruktur zu verringern. Diese Verringerung der Durchbiegung der Gehäusestruktur ermöglicht eine zuverlässigere Gehäusestruktur, indem die Wahrscheinlichkeit von kalten Lötstellen zwischen den aktiven Dies und dem Interposer verringert wird. In einigen Ausführungsformen befinden sich die Dummy-Dies in den Ritzlinienbereichen, und Abdeckungsstrukturen bedecken einige der aktiven Dies, während andere aktive Dies nicht durch Abdeckungsstrukturen bedeckt sind. Die Dummy-Dies können eine bessere Steuerung des Anteils des Verkapselungsmittels ermöglichen und somit die Spannung und die Durchbiegung aufgrund der Fehlanpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) verringern. In einigen Ausführungsformen kann das Verkapselungsmittel weggelassen werden, wenn die Dummy-Dies in den Ritzlinienbereichen und/oder die Abdeckungsstrukturen eine ausreichende Unterstützung und einen ausreichenden Schutz für die Gehäusestruktur bereitstellen. In einigen Ausführungsformen sind die aktiven Dies Stapel von einem oder mehreren Dies (Logik-Die-Stapel und/oder Speicher-Die-Stapel), wobei der oberste Die der Die-Stapel dicker ist als die anderen Dies der Die-Stapel. In diesen Ausführungsformen können die Dummy-Dies in den Ritzlinienbereichen und das Verkapselungsmittel weggelassen werden, da dickere obere Dies der Die-Stapel ausreichende Unterstützung und Schutz für die Gehäusestruktur bieten.The disclosed embodiments include a package structure with dummy structures adjacent to active dies to reduce deflection of the package structure. This reduction in package structure deflection allows for a more reliable package structure by reducing the likelihood of cold solder joints between the active dies and the interposer. In some embodiments, the dummy dies are in the scribe line areas and cap structures cover some of the active dies while other active dies are not covered by cap structures. The dummy dies may allow for better control of the encapsulant content and thus reduce stress and deflection due to the coefficient of thermal expansion (CTE) mismatch. In some embodiments, the encapsulant may be omitted if the dummy dies in the scribe line areas and/or the cover structures provide sufficient support and protection for the package structure. In some embodiments, the active dies are stacks of one or more dies (logic die-stack and/or memory die-stack), where the top die of the die-stack is thicker than the other dies of the die-stack. In these embodiments, the dummy dies in the scribe line areas and the encapsulant can be omitted since thicker top dies of the die stack provide sufficient support and protection for the package structure.
Eine Ausführungsform ist ein Verfahren, umfassend: Befestigen eines ersten Dies an einer ersten Seite einer ersten Komponente unter Verwendung von ersten elektrischen Verbindern, Befestigen einer ersten Seite eines zweiten Dies an der ersten Seite der ersten Komponente unter Verwendung von zweiten elektrischen Verbindern, Befestigen eines Dummy-Dies an der erste Seite der ersten Komponente in einem Ritzlinienbereich der ersten Komponente, Kleben einer Abdeckungsstruktur an eine zweiten Seite des zweiten Dies und Vereinzeln der ersten Komponente und der Dummy-Dies, um eine Gehäusestruktur auszubilden.One embodiment is a method comprising: attaching a first die to a first side of a first component using first electrical connectors, attaching a first side of a second die to the first side of the first component using second electrical connectors, attaching a dummy -Dies on the first side of the first component in a scribe line area of the first component, adhering a cover structure to a second side of the second die, and singulating the first component and dummy dies to form a package structure.
Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Verfahren, wobei die erste Komponente ein dritter Die ist. Das Verfahren ferner umfassend: Befestigen der Gehäusestruktur an einem zweiten Substrat, wobei die erste Komponente zwischen dem ersten und dem zweiten Die und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Das Verfahren, wobei das Vereinzeln das Sägen durch die erste Komponente und den Dummy-Die umfasst, um die Gehäusestruktur auszubilden. Das Verfahren, wobei die erste Komponente ein Bulk-Substrat ist, das eine Umverteilungsstruktur umfasst, wobei der erste und der zweite Die an der Umverteilungsstruktur befestigt sind. Das Verfahren, wobei der erste Die einen oder mehrere Logik-Dies aufweist und wobei der zweite Die einen oder mehrere Speicher-Dies aufweist. Das Verfahren ferner umfassend: Ausbilden von Durchkontaktierungen, die sich durch die erste Komponente erstrecken, wobei der erste und der zweite Die elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden sind; Ausbilden von dritten elektrischen Verbindern auf einer zweiten Seite der ersten Komponente, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die dritten elektrischen Verbinder elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden sind; Befestigen der Gehäusestruktur an einem zweiten Substrat unter Verwendung der dritten elektrischen Verbinder; und Bonden einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) mit dem zweiten Substrat. Das Verfahren, wobei der Dummy-Die und die Abdeckungsstruktur aus Silizium bestehen.Implementations may include one or more of the following features. The method where the first component is a third die. The method further comprising: attaching the package structure to a second substrate, wherein the first component is disposed between the first and second dies and the second substrate. The method where singulating includes sawing through the first component and the dummy die to form the package structure. The method wherein the first component is a bulk substrate comprising a redistribution structure, the first and second dies being attached to the redistribution structure. The method wherein the first die includes one or more logic dies and wherein the second die includes one or more memory dies. The method further comprising: forming vias extending through the first component corners, wherein the first and second dies are electrically connected to the vias; forming third electrical connectors on a second side of the first component, the second side opposite the first side, the third electrical connectors being electrically connected to the vias; attaching the housing structure to a second substrate using the third electrical connectors; and bonding a surface mounted device (SMD) to the second substrate. The process where the dummy die and cap structure are made of silicon.
Eine Ausführungsform ist ein Verfahren, umfassend: Bonden eines ersten Dies mit einer ersten Seite einer ersten Struktur unter Verwendung erster elektrischer Verbinder; Bonden eines Speicher-Dies an die erste Seite der ersten Struktur unter Verwendung von zweiten elektrischen Verbindern, wobei der Speicher-Die zu dem ersten Dies benachbart ist; Befestigen eines zweiten Dies an einer Rückseite des Speicher-Dies, wobei der zweite Die eine Dicke aufweist, die größer als eine Dicke des Speicher-Dies ist; und Vereinzeln der ersten Struktur, um eine Gehäusestruktur auszubilden.One embodiment is a method, comprising: bonding a first die to a first side of a first structure using first electrical connectors; bonding a memory die to the first side of the first structure using second electrical connectors, the memory die being adjacent to the first die; attaching a second die to a backside of the memory die, the second die having a thickness greater than a thickness of the memory die; and singulating the first structure to form a package structure.
Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Verfahren, wobei eine Dicke des zweiten Dies größer oder gleich 120 µm ist. Das Verfahren, wobei das Befestigen des zweiten Dies an die Rückseite des Speicher-Dies das Bonden des zweiten Dies mit der Rückseite des Speicher-Dies umfasst, wobei der zweite Die ein Speicher-Die ist, der elektrisch mit dem Speicher-Die verbunden ist. Das Verfahren, wobei das Befestigen des zweiten Dies an der Rückseite des Speicher-Dies das Ankleben des zweiten Dies an die Rückseite des Speicher-Dies mit einer Klebeschicht umfasst, wobei der zweite Die aus einem Bulk-Material besteht und keine aktiven oder passiven Vorrichtungen aufweist. Das Verfahren, ferner umfassend: Ausbilden einer Unterfüllung zwischen der ersten Seite der ersten Struktur und dem ersten Die und dem Speicher-Die und die ersten elektrischen Verbinder und die zweiten elektrischen Verbinder umgebend; und Verkapseln des ersten Dies und des Speicher-Dies mit einem Verkapselungsmittel, wobei das Verkapselungsmittel angrenzend an Teile der Unterfüllung ist. Das Verfahren, ferner umfassend: Kleben einer Mehrzahl von Dummy-Dies an die erste Seite der ersten Struktur in Ritzlinienbereichen der ersten Struktur, wobei das Vereinzeln der ersten Struktur zum Ausbilden der Mehrzahl von Gehäusestrukturen das Vereinzeln der Mehrzahl von Dummy-Dies umfasst. Das Verfahren, ferner umfassend: vor dem Bonden des ersten Dies mit einer ersten Seite einer ersten Struktur, Ausbilden von Durchkontaktierungen in der ersten Struktur; Ausbilden einer ersten Umverteilungsstruktur auf den Durchkontaktierungen, wobei die erste Umverteilungsstruktur die erste Seite der ersten Struktur ist, wobei die erste Umverteilungsstruktur elektrisch mit den Durchkontaktierungen verbunden ist; Ausdünnen einer zweiten Seite der ersten Struktur, um die Enden der Durchkontaktierungen freizulegen, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt; Ausbilden einer zweiten Umverteilungsstruktur auf der zweiten Seite der ersten Struktur, wodurch ein erster Interposer ausgebildet wird, wobei die zweite Umverteilungsstruktur elektrisch mit den freiliegenden Enden der Durchkontaktierungen verbunden ist; Ausbilden von dritten elektrischen Verbindern auf der ersten Umverteilungsstruktur und elektrisch mit dieser verbunden; Bonden der dritten elektrischen Verbinder mit einem ersten Substrat; und Bonden einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) mit dem ersten Substrat benachbart zu einem der dritten elektrischen Verbinder.Implementations may include one or more of the following features. The method wherein a thickness of the second die is greater than or equal to 120 µm. The method where attaching the second die to the backside of the memory die comprises bonding the second die to the backside of the memory die, the second die being a memory die electrically connected to the memory die. The method where attaching the second die to the backside of the memory die comprises adhering the second die to the backside of the memory die with an adhesive layer, wherein the second die is bulk material and has no active or passive devices . The method further comprising: forming an underfill between the first side of the first structure and the first die and the memory die and surrounding the first electrical connectors and the second electrical connectors; and encapsulating the first die and the memory die with an encapsulant, wherein the encapsulant is contiguous with portions of the underfill. The method further comprising: adhering a plurality of dummy dies to the first side of the first structure in scribe line areas of the first structure, wherein singulating the first structure to form the plurality of package structures comprises singulating the plurality of dummy dies. The method further comprising: prior to bonding the first die to a first side of a first structure, forming vias in the first structure; forming a first redistribution structure on the vias, the first redistribution structure being the first side of the first structure, the first redistribution structure being electrically connected to the vias; thinning a second side of the first structure to expose the ends of the vias, the second side opposite the first side; forming a second redistribution structure on the second side of the first structure, thereby forming a first interposer, the second redistribution structure being electrically connected to the exposed ends of the vias; forming third electrical connectors on and electrically connected to the first redistribution structure; bonding the third electrical connectors to a first substrate; and bonding a surface mounted device (SMD) to the first substrate adjacent one of the third electrical connectors.
Eine Ausführungsform ist eine Struktur, umfassend: eine erste Seite eines Interposers, die an ein Gehäusesubstrat gebondet ist; aktive Seiten eines ersten Dies und eines zweiten Dies, die mit einer zweiten Seite des Interposers gebondet sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt; einen Dummy-Die, der an der zweiten Seite des Interposers befestigt ist, wobei der Dummy-Die benachbart zu mindestens dem ersten Die und/oder dem zweiten Die ist; und eine Abdeckungsstruktur, die an die Rückseite des zweiten Dies geklebt ist.One embodiment is a structure, comprising: a first side of an interposer bonded to a package substrate; active sides of a first die and a second die bonded to a second side of the interposer, the second side opposite the first side; a dummy die attached to the second side of the interposer, the dummy die being adjacent to at least one of the first die and the second die; and a cover structure glued to the backside of the second die.
Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Die Struktur, wobei der Dummy-Die aus Silizium besteht. Die Struktur, wobei der zweite Die einen oder mehrere Speicher-Dies umfasst, wobei die Abdeckungsstruktur dicker ist als jeder des einen oder der mehreren Speicher-Dies. Die Struktur, wobei die Abdeckungsstruktur weiter an einer Rückseite des ersten Dies und an einer oberen Fläche des Dies angeklebt ist.Implementations may include one or more of the following features. The structure where the dummy die is made of silicon. The structure where the second die includes one or more memory dies, wherein the cap structure is thicker than each of the one or more memory dies. The structure wherein the cover structure is further adhered to a backside of the first die and a top surface of the die.
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