DE102017117802B4 - Semiconductor component and method - Google Patents
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- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/13111—Tin [Sn] as principal constituent
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13139—Silver [Ag] as principal constituent
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- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13147—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16238—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
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- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/8112—Aligning
- H01L2224/81121—Active alignment, i.e. by apparatus steering, e.g. optical alignment using marks or sensors
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/818—Bonding techniques
- H01L2224/81801—Soldering or alloying
- H01L2224/81815—Reflow soldering
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
- H01L2224/83104—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus by applying pressure, e.g. by injection
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- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
- H01L2224/9212—Sequential connecting processes
- H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
- H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
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Abstract
Halbleitervorrichtung mit:einem Substrat (123);einer ersten RDL (131) über einer ersten Seite (123U) des Substrats (123);einem oder mehreren Halbleiter-Dies (111, 113, 115), die über der ersten RDL (131) angeordnet sind und mit dieser elektrisch verbunden sind;einem Verkapselungsmaterial (133, 135) über der ersten RDL (131) und um den einen oder die mehreren Halbleiter-Dies (111, 113, 115);Anschlüssen (125), die an einer zweiten Seite (123L) des Substrats (123) befestigt sind, die der ersten Seite (123U) gegenüberliegt, wobei die Anschlüsse (125) elektrisch mit der ersten RDL (131) verbunden sind; undeiner Polymerschicht (129) auf der zweiten Seite (123L) des Substrats (123), wobei die Anschlüsse (125) von der Polymerschicht (129) her über eine erste Oberfläche der Polymerschicht (129) überstehen, die von dem Substrat (123) entfernt ist, wobei ein erster Teil der Polymerschicht (129), der die Anschlüsse (125) kontaktiert, eine erste Dicke (H4) hat und ein zweiter Teil der Polymerschicht (129) zwischen benachbarten Anschlüssen (125) eine zweite Dicke (H3) hat, die kleiner als die erste Dicke (H4) ist.Semiconductor device comprising:a substrate (123);a first RDL (131) over a first side (123U) of the substrate (123);one or more semiconductor dies (111, 113, 115) over the first RDL (131) are arranged and are electrically connected to it; an encapsulating material (133, 135) over the first RDL (131) and around the one or more semiconductor dies (111, 113, 115); terminals (125) which are on a second side (123L) of the substrate (123) opposite the first side (123U), the terminals (125) being electrically connected to the first RDL (131); anda polymer layer (129) on the second side (123L) of the substrate (123), wherein the connections (125) protrude from the polymer layer (129) over a first surface of the polymer layer (129) which is away from the substrate (123). is, wherein a first part of the polymer layer (129), which contacts the connections (125), has a first thickness (H4) and a second part of the polymer layer (129) between adjacent connections (125) has a second thickness (H3), which is smaller than the first thickness (H4).
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Halbleiter-Branche hat ein rasches Wachstum auf Grund von ständigen Verbesserungen bei der Integrationsdichte verschiedener elektronischer Komponenten (z. B. Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren usw.) erfahren. Größtenteils ist diese Verbesserung der Integrationsdichte auf wiederholte Reduzierungen der kleinsten Strukturbreite (z. B. Verkleinerung des Halbleiter-Prozessknotens zu einem Sub-20-nm-Knoten) zurückzuführen , wodurch mehr Komponenten auf einer gegebenen Fläche integriert werden können. Da die Forderung nach Verkleinerung, höherer Geschwindigkeit und größerer Bandbreite sowie niedrigerem Stromverbrauch und kürzerer Verzögerungszeit stärker geworden ist, ist ein Bedarf an kreativeren Verkappungsverfahren für Halbleiter-Dies entstanden.The semiconductor industry has experienced rapid growth due to continuous improvements in the integration density of various electronic components (e.g., transistors, diodes, resistors, capacitors, etc.). For the most part, this improvement in integration density is due to repeated reductions in the smallest feature width (e.g. shrinking the semiconductor process node to a sub-20 nm node), allowing more components to be integrated into a given area. As the demand for size reduction, higher speed and bandwidth, as well as lower power consumption and shorter delay time has become stronger, a need for more creative packaging methods for semiconductor dies has arisen.
Mit dem weiteren Fortschritt der Halbleiter-Technologien sind gestapelte und gebondete Halbleiter-Bauelemente als eine effektive Alternative zur weiteren Verringerung der physischen Größe eines Halbleiter-Bauelements entstanden. Bei einem gestapelten Halbleiter-Bauelement werden aktive Schaltkreise, wie etwa Logik-, Speicher-, Prozessor-Schaltkreise und dergleichen, zumindest teilweise auf getrennten Substraten hergestellt und dann physisch und elektrisch zu einem funktionellen Bauelement verbunden. Auf Grund der Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von unterschiedlichen Materialien, die in dem gestapelten Halbleiter-Bauelement verwendet werden, kann es zu einer Verformung des gestapelten Halbleiter-Bauelements kommen, die die Funktionalitäten des Halbleiter-Bauelements beeinträchtigen kann. Wenn eine starke Verformung des Halbleiter-Bauelements nicht kompensiert wird, kann sie zu einem Bauelement-Ausfall führen und/oder die Ausbeute des Halbleiter-Herstellungsprozesses negativ beeinflussen. Eine Halbleitervorrichtung ist aus der Druckschrift
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren Vorzüge wird die vorliegende Erfindung nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
- Die
1A und1B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines Halbleiter-Bauelements gemäß einigen Ausführungsformen. -
1C zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs von1B . -
1D zeigt eine Schnittansicht eines Halbleiter-Bauelements gemäß einer Ausführungsform. - Die
2A bis2D zeigen Schnittansichten eines Halbleiter-Bauelements auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß einer Ausführungsform. - Die
3A bis3C zeigen Schnittansichten eines Halbleiter-Bauelements auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß einer Ausführungsform. -
4 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs von3C . - Die
5A bis5C zeigen Schnittansichten eines Halbleiter-Bauelements auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß einer Ausführungsform. -
6 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs von5C . -
7 zeigt die Leistung eines Halbleiter-Bauelements gemäß einigen Ausführungsformen. -
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements gemäß einigen Ausführungsformen.
- The
1A and1B show a top view or a sectional view of a semiconductor component according to some embodiments. -
1C shows an enlarged view of an area of1B . -
1D shows a sectional view of a semiconductor component according to an embodiment. - The
2A until2D show sectional views of a semiconductor component at various manufacturing stages according to one embodiment. - The
3A until3C show sectional views of a semiconductor component at various manufacturing stages according to one embodiment. -
4 shows an enlarged view of an area of3C . - The
5A until5C show sectional views of a semiconductor component at various manufacturing stages according to one embodiment. -
6 shows an enlarged view of an area of5C . -
7 shows the performance of a semiconductor device according to some embodiments. -
8th shows a flowchart of a method for producing a semiconductor component according to some embodiments.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Die nachstehende Beschreibung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Elemente des bereitgestellten Gegenstands. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element so ausgebildet werden können, dass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind.The description below provides many different embodiments or examples for implementing various elements of the subject matter provided. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present invention. For example, as described below, fabrication of a first element over or on a second element may include embodiments in which the first and second elements are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional elements are formed between the first and second elements the second element can be designed so that the first and second elements are not in direct contact.
Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen des in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Bauelements umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können ebenso entsprechend interpretiert werden.In addition, spatially relative terms, such as “located below”, “below”, “lower”/“lower”, “located above”, “upper”/“upper” and the like, can be used here for easy purposes Description of the relationship of an element or structure to one or more other elements or structures shown in the figures can be used. The spatially relative terms are intended to represent other orientations of the in. in addition to the orientation shown in the figures Component in use or in operation. The device can be oriented differently (rotated 90 degrees or in another orientation) and the spatially relative descriptors used herein can also be interpreted accordingly.
Die Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 (und die Halbleiter-Dies 113A und 115A, die in der Schnittansicht von
In
Über der zweiten Seite 123L des ersten Substrats 123, z. B. zwischen dem ersten Substrat 123 und den äußeren Anschlüssen 125, kann eine dielektrische Schicht (z. B. eine Passivierungsschicht) hergestellt werden, die jedoch in
Nachstehend werden Einzelheiten des Halbleiter-Bauelements 100 beschrieben. Der Halbleiter-Die 111 kann Folgendes aufweisen: ein zweites Substrat 111S, erste elektrische Komponenten (die nicht einzeln dargestellt sind) auf dem zweiten Substrat, erste Metallisierungsschichten (die in
Die ersten elektrischen Komponenten umfassen verschiedene aktive Bauelemente (z. B. Transistoren) und passive Bauelemente (z. B. Kondensatoren, Widerstände und Induktoren) und dergleichen, die zum Erfüllen der Struktur- und Funktions-Anforderungen an den Entwurf für den Halbleiter-Die 111 verwendet werden können. Die ersten elektrischen Komponenten können in oder andernfalls auf dem zweiten Substrat 111S mit geeigneten Verfahren hergestellt werden.The first electrical components include various active devices (e.g., transistors) and passive devices (e.g., capacitors, resistors, and inductors) and the like that are used to meet the structural and functional requirements of the
Die ersten Metallisierungsschichten 112 werden über dem zweiten Substrat 111S und den ersten elektrischen Komponenten hergestellt und sind so konzipiert, dass sie die verschiedenen ersten elektrischen Komponenten zu einem funktionellen Schaltkreis verbinden. Bei einer Ausführungsform bestehen die ersten Metallisierungsschichten 112 aus abwechselnden Schichten aus einem dielektrischen und einem leitenden Material und können mit einem geeigneten Verfahren (wie etwa Abscheidung, Single-Damascene-Prozess, Dual-Damascene-Prozess usw.) hergestellt werden. Bei einer Ausführungsform können vier Metallisierungsschichten verwendet werden, die durch mindestens eine Zwischenschicht-Dielektrikum(ILD)-Schicht von dem zweiten Substrat 111S getrennt sind, aber die exakte Anzahl der ersten Metallisierungsschichten 112 hängt von dem Entwurf des Halbleiter-Die 111 ab.The first metallization layers 112 are formed over the
Die erste Passivierungsschicht (nicht dargestellt) kann über den ersten Metallisierungsschichten 112 hergestellt werden, um einen gewissen Schutz für die darunter befindlichen Strukturen zu bieten. Die erste Passivierungsschicht kann aus einem oder mehreren geeigneten dielektrischen Materialien hergestellt werden, wie etwa Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Low-k-Dielektrika, wie etwa mit Kohlenstoff dotierten Oxiden, Extrem-Low-k-Dielektrika, wie etwa mit porösem Kohlenstoff dotiertem Siliziumdioxid, Kombinationen davon oder dergleichen. Die erste Passivierungsschicht kann mit einem geeigneten Verfahren, wie etwa chemische Aufdampfung (CVD), hergestellt werden, aber es kann jedes geeignete Verfahren verwendet werden.The first passivation layer (not shown) may be formed over the first metallization layers 112 to provide some protection to the structures underneath. The first passivation layer may be made from one or more suitable dielectric materials such as silicon oxide, silicon nitride, low-k dielectrics such as carbon-doped oxides, extremely low-k dielectrics such as porous carbon-doped silicon dioxide, combinations of it or something like that. The first passivation layer may be formed using a suitable method such as chemical vapor deposition (CVD), but any suitable method may be used.
Die leitenden Pads 102 können über der und in elektrischem Kontakt mit der ersten Metallisierungsschicht 112 hergestellt werden. Die leitenden Pads 102 können Aluminium aufweisen, aber alternativ können auch andere Materialien, wie etwa Kupfer, verwendet werden. Die leitenden Pads 102 können mit einem Abscheidungsverfahren, wie etwa Sputtern oder Plattierung, hergestellt werden, um eine Materialschicht (nicht dargestellt) herzustellen, und dann können Teile der Materialschicht mit einem geeigneten Verfahren (wie etwa fotolithografische Maskierung und Ätzung) entfernt werden, um die leitenden Pads 102 herzustellen. Es kann aber auch ein anderes geeignetes Verfahren zur Herstellung der leitenden Pads 102 verwendet werden.The
Die ersten Außenkontakte 117A können auf den leitenden Pads 102 hergestellt werden, um leitende Bereiche für den Kontakt zwischen den ersten Metallisierungsschichten 112 und z. B. der ersten RDL 131 auf dem ersten Substrat 123 bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform können die ersten Außenkontakte 117A Kontakthügel, wie etwa Mikrobumps, kontaktieren, und sie können ein Material, wie etwa Zinn, oder andere geeignete Materialien, wie etwa Silber oder Kupfer, aufweisen. Bei einer Ausführungsform, bei der die ersten Außenkontakte 117A Zinn-Lötkontakthügel sind, können die ersten Außenkontakte 117A dadurch hergestellt werden, dass zunächst eine Schicht aus Zinn mit einem geeigneten Verfahren hergestellt wird, wie etwa Verdampfung, Elektroplattierung, Drucken, Lotübertragung und Kugelplatzierung. Nachdem eine Schicht aus Zinn auf der Struktur hergestellt worden ist, wird eine Aufschmelzung durchgeführt, um das Material in die gewünschte Kontakthügelform mit einem Durchmesser von z. B. etwa 10 µm bis 100 µm zu bringen, obwohl alternativ jede geeignete Größe verwendet werden kann.The first
Wie ein Durchschnittsfachmann jedoch erkennen dürfte, sollen die vorstehend als Mikrobumps bezeichneten ersten Außenkontakte 117A nur erläuternd sein. Vielmehr kann alternativ jede geeignete Art von Außenkontakten verwendet werden, wie etwa C4-Kontakthügel (C4: controlled collapse chip connection; Chipverbindung mit kontrolliertem Kollaps), Kupfersäulen, eine Kupferschicht, eine Nickelschicht, eine anschlussfreie Schicht (LF-Schicht), eine ENEPIG-Schicht (ENEPIG: Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), eine Cu/LF-Schicht, eine Sn/Ag-Schicht, eine Sn/Pb-Schicht, Kombinationen davon oder dergleichen. Jeder geeignete äußere Anschluss und jedes geeignete Verfahren zur Herstellung von äußeren Anschlüssen können für die ersten Außenkontakte 117A verwendet werden.However, as one of ordinary skill in the art would recognize, the first
Der Halbleiter-Die 113 kann Folgendes aufweisen: ein drittes Substrat 113S, zweite elektrische Komponenten (die in
Der Halbleiter-Die 115 kann Folgendes aufweisen: ein viertes Substrat 115S, dritte elektrische Komponenten (die in
Betrachten wir den Interposer 150. Das erste Substrat 123 kann z. B. ein dotiertes oder undotiertes Siliziumsubstrat oder eine aktive Schicht aus einem Silizium-auf-Isolator(SOI)-Substrat sein. Alternativ kann das erste Substrat 123 ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Polymersubstrat oder ein anderes Substrat sein, das eine geeignete Schutz- und/oder Verbindungsfunktionalität bereitstellen kann. Diese und andere geeignete Materialien können alternativ für das erste Substrat 123 verwendet werden.Let's consider the
Bei einigen Ausführungsformen kann das erste Substrat 123 elektrische Komponenten aufweisen, wie etwa Widerstände, Kondensatoren, Signalverteilungsschaltungen, Kombinationen davon oder dergleichen. Diese elektrischen Komponenten können aktive oder passive Komponenten oder eine Kombination davon sein. Bei anderen Ausführungsformen ist das erste Substrat 123 frei von aktiven und passiven elektrischen Komponenten.In some embodiments, the
Darüber hinaus ist bei einigen Ausführungsformen das erste Substrat 123 auf dieser Stufe des Herstellungsprozesses ein Halbleiterwafer, wie etwa ein Zwölf-Zoll-Halbleiterwafer. Das erste Substrat 123 kann zum Beispiel über die in
Die Strompfade 121 können TSVs oder andere geeignete Strompfade sein. Bei Ausführungsformen, bei denen die Strompfade 121 TSVs sind, können die TSVs dadurch hergestellt werden, dass zunächst elektrisch leitende Pfade teilweise durch das erste Substrat 123 hergestellt werden und dann das erste Substrat 123 verdünnt wird, um die elektrisch leitenden Pfade freizulegen. Bei anderen Ausführungsformen verlaufen die Strompfade 121 bei ihrer Herstellung durch das erste Substrat 123, und das erste Substrat 123 braucht nicht verdünnt zu werden. Die Strompfade 121 können dadurch hergestellt werden, dass eine geeignete Fotoresistschicht oder eine Hartmaske auf dem ersten Substrat 123 hergestellt wird, das Fotoresist oder die Hartmaske strukturiert wird und dann das erste Substrat 123 geätzt wird, um Öffnungen (z. B. TSV-Öffnungen) zu erzeugen.The
Nachdem die Öffnungen für die Strompfade 121 hergestellt worden sind, können die Öffnungen z. B. mit einer Deckschicht (in
Die Sperrschicht kann ein leitendes Material, wie etwa Titannidrid, aufweisen, aber es können auch andere Materialien verwendet werden, wie etwa Tantalnitrid, Titan, ein anderes Dielektrikum oder dergleichen. Die Sperrschicht kann mit einem CVD-Verfahren hergestellt werden, wie etwa Plasma-unterstützte chemische Aufdampfung (PECVD). Es können aber auch andere Verfahren zum Einsatz kommen, wie etwa Sputtern oder metallorganische chemische Aufdampfung (MOCVD) und Atomlagenabscheidung (ALD). Die Sperrschicht kann so hergestellt werden, dass sie die darunter befindliche Form der Öffnung für die Strompfade 121 umreißt.The barrier layer may comprise a conductive material such as titanium nitride, but other materials may also be used such as tantalum nitride, titanium, another dielectric, or the like. The barrier layer can be manufactured using a CVD process such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). However, other processes can also be used, such as sputtering or metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) and atomic layer deposition (ALD). The barrier layer can be made to outline the shape of the opening for the
Das leitende Material kann Kupfer umfassen, aber alternativ können auch andere geeignete Materialien verwendet werden, wie etwa Aluminium, Wolfram, Legierungen, dotiertes Polysilizium, Kombinationen davon und dergleichen. Das leitende Material kann dadurch hergestellt werden, dass eine Seed-Schicht abgeschieden wird und dann Kupfer auf die Seed-Schicht elektroplattiert wird, sodass die Öffnungen für die Strompfade 121 gefüllt und überfüllt werden. Nachdem die Öffnungen für die Strompfade 121 gefüllt worden sind, können überschüssige Teile der Sperrschicht und überschüssiges leitendes Material außerhalb der Öffnungen mit einem Schleifverfahren, wie etwa durch chemisch-mechanische Polierung (CMP), entfernt werden, aber es kann jedes geeignete Entfernungsverfahren verwendet werden.The conductive material may include copper, but alternatively other suitable materials may be used, such as aluminum, tungsten, alloys, doped polysilicon, combinations thereof, and the like. The conductive material can be made by depositing a seed layer and then electroplating copper onto the seed layer so that the openings for the
Nachdem die Strompfade 121 hergestellt worden sind, kann die erste RDL 131 auf der ersten Seite 123U des ersten Substrats 123 hergestellt werden, um eine Verbindung zwischen den Strompfaden 121, den Außenkontakten 117A und den Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 herzustellen. Die erste RDL 131 weist elektrisch leitende Strukturelemente (leitende Leitungen und/oder Durchkontaktierungen) auf, die in einer oder mehreren dielektrischen Schichten der ersten RDL 131 angeordnet sind. Die leitenden Strukturelemente der ersten RDL 131 können mit üblichen Verfahren zur Herstellung von Verbindungsstrukturen in integrierten Schaltkreisen hergestellt werden. Bei einer Ausführungsform umfassen die leitenden Strukturelemente der ersten RDL 131 mindestens eine leitende Schicht, die aus einem Metall, wie etwa, Aluminium, Kupfer, Wolfram, Titan oder Kombinationen davon, besteht. Die mindestens eine leitende Schicht kann dadurch hergestellt werden, dass eine Seed-Schicht hergestellt wird, die Seed-Schicht mit einem strukturierten Fotoresist (nicht dargestellt) bedeckt wird und dann das Metall auf der Seed-Schicht in den Öffnungen des Fotoresists plattiert wird. Anschließend werden das Fotoresist und Teile der Seed-Schicht, die sich unter dem Fotoresist befinden, entfernt, sodass die mindestens eine leitende Schicht zurückbleibt, die eine Dicke von etwa 0,5 µm bis etwa 30 µm bei einer Breite von etwa 5 µm haben kann. Die eine oder die mehreren dielektrischen Schichten der ersten RDL 131 können Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Low-k-Dielektrika, wie etwa mit Kohlenstoff dotierte Oxide, Extrem-Low-k-Dielektrika, wie etwa mit porösem Kohlenstoff dotiertes Siliziumdioxid, Kombinationen davon oder dergleichen, aufweisen, und sie können mit einem Verfahren, wie etwa chemische Aufdampfung (CVD) und physikalische (PVD), oder einem anderen geeigneten Abscheidungsverfahren hergestellt werden.After the
Nachdem die erste RDL 131 hergestellt worden ist, kann eine optionale vierte Passivierungsschicht (nicht dargestellt) über der ersten RDL 131 hergestellt werden, und durch die vierte Passivierungsschicht können Durchkontaktierungen hergestellt werden, um einen elektrischen Zugriff auf die erste RDL 131 zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform kann die vierte Passivierungsschicht aus einem oder mehreren geeigneten dielektrischen Materialien bestehen, wie etwa Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Low-k-Dielektrika, wie etwa mit Kohlenstoff dotierten Oxiden, Extrem-Low-k-Dielektrika, wie etwa mit porösem Kohlenstoff dotiertem Siliziumdioxid, Tieftemperatur-Polyimid (PI), Polybenzoxazol (PBO), Kombinationen davon oder dergleichen. Die vierte Passivierungsschicht kann mit einem geeigneten Verfahren hergestellt werden, wie etwa chemische Aufdampfung (CVD), Aufschleudern und/oder Lithografie, aber es kann auch ein anderes geeignetes Verfahren zum Einsatz kommen.After the
Nachdem die erste RDL 131 (und gegebenenfalls die optionale vierte Passivierungsschicht) hergestellt worden sind, können leitende Pads 132 über und in einer elektrischen Verbindung mit der ersten RDL 131 auf der ersten Seite 123U des ersten Substrats 123 hergestellt werden. Die leitenden Pads 132 können Aluminium aufweisen, aber es können auch andere Materialien, wie etwa Kupfer, verwendet werden. Die leitenden Pads 132 können mit einem Abscheidungsverfahren, wie etwa Sputtern, hergestellt werden, um eine Materialschicht (nicht dargestellt) herzustellen, und dann können Teile der Materialschicht mit einem geeigneten Verfahren (wie etwa fotolithografische Maskierung und Ätzung) entfernt werden, um die leitenden Pads 132 herzustellen. Es kann aber auch ein anderes geeignetes Verfahren zur Herstellung der leitenden Pads 132 verwendet werden.After the first RDL 131 (and optional fourth passivation layer) are fabricated,
Über der zweiten Seite 123L des ersten Substrats 123 kann eine zweite RDL, die jedoch in
Dann können äußere Anschlüsse 125 über der zweiten Seite 123L des ersten Substrats 123 hergestellt werden und z. B. über Strompfade 121 elektrisch mit der ersten RDL 131 verbunden werden. In den Fällen, in denen eine zweite RDL und eine fünfte Passivierungsschicht über der zweiten Seite 123L des ersten Substrats 123 hergestellt werden, werden die äußeren Anschlüsse 125 über der fünften Passivierungsschicht hergestellt und werden mit der zweiten RDL elektrisch verbunden, die wiederum z. B. über die Strompfade 121 mit der ersten RDL 131 verbunden wird. Die äußeren Anschlüsse 125 können bei der nachfolgenden Bearbeitung z. B. durch Aufschmelzung mit einem anderen Substrat (nicht dargestellt) physisch und elektrisch verbunden werden, um eine Chip-auf-Wafer-auf-Substrat-Struktur (CoWoS)-Struktur herzustellen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die äußeren Anschlüsse 125 Kupfersäulen mit einer Höhe von etwa 20 µm bis etwa 70 µm, wie etwa 40 µm, und einer Breite von etwa 40 µm bis etwa 170 µm, wie etwa 80 µm. Wie in
Bei einer anderen Ausführungsform können die äußeren Anschlüsse 125 Kontakthügel, wie etwa C4-Kontakthügel, sein, und sie können ein Material, wie etwa Zinn, oder andere geeignete Materialien, wie etwa Silber oder Kupfer, aufweisen. Bei einer Ausführungsform, bei der die äußeren Anschlüsse 125 Zinn-Lötkontakthügel sind, können die äußeren Anschlüsse 125 dadurch hergestellt werden, dass zunächst eine Schicht aus Zinn mit einem geeigneten Verfahren hergestellt wird, wie etwa Verdampfung, Elektroplattierung, Drucken, Lotübertragung, Kugelplatzierung usw. Nachdem die Schicht aus Zinn auf der Struktur hergestellt worden ist, wird eine Aufschmelzung durchgeführt, um das Material in die gewünschte Kontakthügelform mit einem Durchmesser von z. B. etwa 80 µm zu bringen.In another embodiment, the
Wie ein Durchschnittsfachmann jedoch erkennen dürfte, sollen die vorstehend als C4-Kontakthügel bezeichneten äußeren Anschlüsse 125 nur erläuternd sein. Vielmehr kann alternativ jede geeignete Art von Außenkontakten verwendet werden, wie etwa Mikrobumps, Kupfersäulen, eine Kupferschicht, eine Nickelschicht, eine anschlussfreie Schicht (LF-Schicht), eine ENEPIG-Schicht, eine Cu/LF-Schicht, eine Sn/Ag-Schicht, eine Sn/Pb-Schicht, Kombinationen davon oder dergleichen. Jeder geeignete äußere Anschluss und jedes geeignete Verfahren zur Herstellung von äußeren Anschlüssen können für die äußeren Anschlüsse 125 verwendet werden.However, as one of ordinary skill in the art would recognize, the
Anschließend können die Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 z. B. mit einem Bondverfahren an den Interposer 150 gebondet werden. Bei einer Ausführungsform, bei der die ersten Außenkontakte 117 Lot-Mikrobumps sind, kann das Bondverfahren so durchgeführt werden, dass die ersten Außenkontakte 117 zunächst zu ihren jeweiligen leitenden Pads 132 ausgerichtet werden und dann in physischen Kontakt mit den leitenden Pads 132 gebracht werden. Nachdem der Kontakt hergestellt worden ist, kann eine Aufschmelzung durchgeführt werden, um die ersten Außenkontakte 117 zu schmelzen, wodurch die ersten Außenkontakte 117 an die leitenden Pads 132 gebondet werden.The semiconductor dies 111, 113 and 115 can then be used, for example. B. bonded to the
Nach der Bondung kann das Unterfüllungsmaterial 133 in den Zwischenraum zwischen dem Interposer 150 und den Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 injiziert werden oder anderweitig abgeschieden werden. Das erste Unterfüllungsmaterial 133 kann zum Beispiel ein flüssiges Epoxidharz sein, das zwischen den Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 und dem ersten Substrat 123 verteilt wird und dann gehärtet wird. Dieses erste Unterfüllungsmaterial 133 kann zur Vermeidung von Rissbildung in den ersten Außenkontakten 117 verwendet werden, wo Risse normalerweise von thermischen Spannungen verursacht werden.After bonding, the
Wie in
In Abhängigkeit von der Größe der Spalte 119 kann die Unterfüllung 133 auf Grund der Kapillarkraft, die auf der Größe der Spalte 119 beruht, bis zu den Oberseiten der Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 reichen, wie in dem Beispiel von
Dann wird das Formmaterial 135 auf der ersten Seite 123U des ersten Substrats 123 (z. B. über der ersten RDL 131) abgeschieden. Das Formmaterial 135 umschließt bei einigen Ausführungsformen die Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 und das Unterfüllungsmaterial 133. Das Formmaterial 135 kann zum Beispiel ein Epoxidharz, ein organisches Polymer, ein Polymer mit oder ohne einen zugesetzten Füllstoff auf Siliziumdioxid-Basis oder Glas-Füllstoff oder andere Materialien umfassen. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Formmaterial 135 eine flüssige Formmasse (LMC), die beim Auftragen eine Gel-Flüssigkeit ist. Das Formmaterial 135 kann beim Auftragen eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein. Alternativ kann das Formmaterial 135 andere Isolier- und/oder Verkappungsmaterialien aufweisen. Das Formmaterial 135 wird bei einigen Ausführungsformen mit einem Formverfahren auf Wafer-Ebene aufgebracht. Das Formmaterial 135 kann zum Beispiel durch Formpressen, Pressspritzen, Form-Unterfüllung (MUF) oder andere Verfahren geformt werden.Then, the
Dann wird das Formmaterial 135 bei einigen Ausführungsformen mit einem Härtungsverfahren gehärtet. Das Härtungsverfahren kann das Erwärmen des Formmaterials 135 auf eine festgelegte Temperatur über einen festgelegten Zeitraum unter Verwendung eines Glühverfahrens oder eines anderen Erwärmungsverfahrens umfassen. Das Härtungsverfahren kann außerdem eine Belichtung mit UV-Licht, eine Bestrahlung mit Infrarot(Ir)-Energie, Kombinationen davon oder eine Kombination davon mit einem Erwärmungsprozess umfassen. Alternativ kann das Formmaterial 135 mit anderen Verfahren gehärtet werden. Bei einigen Ausführungsformen wird kein Härtungsverfahren verwendet.Then, in some embodiments, the
Auf Grund des Unterschieds zwischen den CTEs des Formmaterials 135, des Unterfüllungsmaterials 133 und/oder anderer Materialien, die in dem Halbleiter-Bauelement 100 verwendet werden, kann es zu einer Verformung des Halbleiter-Bauelements 100 kommen. Zum Beispiel kann der CTE des Unterfüllungsmaterials 133 in dem Bereich von etwa 15 Teilen je Million Teile pro °C (ppm/°C) bis etwa 200 ppm/°C, wie etwa bei 120 ppm/°C, liegen, und der CTE des Formmaterials 135 kann in dem Bereich von etwa 4 ppm/°C bis etwa 80 ppm/°C, wie etwa bei 26 ppm/°C, liegen. In dem Beispiel von
Bleiben wir bei
Die Zusammensetzung, Lage, Dicke und/oder das Volumen der Polymerschicht 129 können so eingestellt werden, dass ein festgelegter CTE und/oder Spannungsniveau erreicht werden, um der Verformung des Halbleiter-Bauelements 100 entgegenzuwirken. Zum Beispiel können bei Ausführungsformen, bei denen das Volumen des Unterfüllungsmaterials 133 das Gesamtvolumen des Unterfüllungsmaterials 133 und des Formmaterials 135 dominiert (z. B. mehr als etwa 60 % des Gesamtvolumens einnimmt), der CTE und/oder das Spannungsniveau der Polymerschicht 129 so eingestellt werden (z. B. durch Ändern der Zusammensetzung, Lage, Dicke und/oder des Volumens der Polymerschicht 129), dass sie mit dem CTE und/oder dem Spannungsniveau des Unterfüllungsmaterials 133 übereinstimmen, um die Verformung des Halbleiter-Bauelements 100 zu kompensieren. Bei einigen Ausführungsformen wird das Volumen oder die Dicke der Polymerschicht 129 so eingestellt (z. B. erhöht), dass die Verformung des Halbleiter-Bauelements 100 kompensiert wird. Als ein weiteres Beispiel können, wenn das Volumen der Polymerschicht 129 kleiner als das Volumen des Unterfüllungsmaterials 133 ist, der CTE und/oder das Spannungsniveau der Polymerschicht 129 so eingestellt werden, dass sie höher als der CTE und/oder das Spannungsniveau des Unterfüllungsmaterials 133 sind, um eine ausreichende Kompensation zur Verringerung der Verformung des Halbleiter-Bauelements 100 zu erreichen. Als ein noch weiteres Beispiel können, wenn das Formmaterial 135 statt des Unterfüllungsmaterials 133 verwendet wird, der CTE und/oder das Spannungsniveau der Polymerschicht 129 so eingestellt werden, dass sie mit dem CTE und/oder dem Spannungsniveau des Formmaterials 135 übereinstimmen.The composition, location, thickness and/or volume of the
Obwohl die Höhe H2 in dem Beispiel von
In
Die Dicke (z. B. die Höhe H1 in
Die
In
Über einer zweiten Seite 123L des ersten Substrats 123M, z. B. zwischen dem ersten Substrat 123M und den äußeren Anschlüssen 125, kann eine dielektrische Schicht (z. B. eine Passivierungsschicht) hergestellt werden, die jedoch in
Um die Halbleiterstruktur 200 herzustellen, werden in jedem der Bereiche (z. B. 202, 204 und 206) des Interposers 150M Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 über Anschlüsse 117 (z. B. Mikrobumps) physisch und elektrisch mit einem entsprechenden Teil der RDL 131M verbunden. Der Spalt zwischen dem Interposer 150M und den Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 wird mit der Unterfüllung 133 gefüllt. Das Formmaterial 135 wird über der RDL 131 und um die Halbleiter-Dies 111, 113 und 115 und die Unterfüllung 133 abgeschieden. Einzelheiten zu den Materialien und Herstellungsverfahren für die Unterfüllung 133 und das Formmaterial 135 sind denen ähnlich, die vorstehend unter Bezugnahme auf
In
Das abgeschiedene Polymermaterial 129' bildet die Polymerschicht 129 über dem Substrat 123M, wie in
Nachdem die Polymerschicht 129 hergestellt worden ist, wird ein Härtungsprozess durchgeführt, um die Polymerschicht 129 vollständig auszuhärten. Bei einigen Ausführungsformen ist der Härtungsprozess ein Warmhärtungsprozess, der bei einer Temperatur von etwa 130 °C bis etwa 250 °C, wie etwa bei 180 °C, und über eine Zeitspanne von etwa 30 Minuten bis etwa 4 Stunden, wie etwa 90 Minuten, durchgeführt wird. Bei anderen Ausführungsformen wird ein UV-Härtungsprozess durchgeführt, um die Polymerschicht 129 auszuhärten. Der UV-Härtungsprozess kann mit UV-Licht mit einer Wellenlänge von etwa 300 nm bis etwa 396 nm durchgeführt werden, und die Zeitspanne für den UV-Härtungsprozess kann etwa 5 Sekunden bis etwa 180 Sekunden betragen. Die vorstehenden Härtungsprozesse sind lediglich Beispiele, und andere Härtungsprozesse und -verfahren sind ebenfalls möglich und sollen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen.After the
Bei anderen Ausführungsformen wird ein Härtungsprozess durchgeführt, um die Polymerschicht 129 partiell zu härten. Zum Beispiel wird ein UV-Härtungsprozess durchgeführt, um die Polymerschicht 129 partiell zu härten. Für den partiellen UV-Härtungsprozess kann die gleiche Wellenlänge wie, aber eine andere Zeitspanne als bei dem vorstehend beschriebenen vollständigen UV-Härtungsprozess verwendet werden. Zum Beispiel kann die Zeitspanne für den UV-Härtungsprozess so eingestellt (z. B. verkürzt) werden, dass unterschiedliche Härtungsstufen (z. B. vollständige Härtung oder partielle Härtung) erreicht werden. Ebenso kann ein Warmhärtungsprozess zum partiellen Härten der Polymerschicht 129 verwendet werden. Die Temperatur und/oder die Dauer des vorstehend erörterten vollständigen Warmhärtungsprozesses können so modifiziert werden (z. B. niedrigere Temperatur und/oder kürzere Dauer), dass unterschiedliche Härtungsstufen erreicht werden. Die partiell gehärtete Polymerschicht 129 kann in einem nachfolgenden Aufschmelzprozess (z. B. einem Aufschmelzprozess zum Bonden der äußeren Anschlüsse 125 des Halbleiter-Bauelements 100 an ein weiteres Substrat, um eine CoWoS-Struktur herzustellen) weiter gehärtet werden, sodass die Polymerschicht 129 nach dem nachfolgenden Aufschmelzprozess vollständig ausgehärtet sein kann.In other embodiments, a curing process is performed to partially cure the
Dann wird in
Die
In
Wie in
Dann wird, wie in
Dann wird in
Die
In dem Beispiel von
Obwohl die Höhe H4 in dem Beispiel von
Die
In
Dann wird in
Dann wird, wie in
Nachdem die Polymerschicht 129 hergestellt worden ist, kann ein Härtungsprozess, wie etwa eine UV-Härtung oder eine Warmhärtung, durchgeführt werden, um die Polymerschicht 129 auszuhärten. Bei einigen Ausführungsformen ist der Härtungsprozess ein Warmhärtungsprozess, der bei einer Temperatur von etwa 130 °C bis etwa 250 °C, wie etwa bei 180 °C, und über eine Zeitspanne von etwa 30 Minuten bis etwa 4 Stunden, wie etwa 90 Minuten, durchgeführt wird. Bei anderen Ausführungsformen wird ein UV-Härtungsprozess durchgeführt, um die Polymerschicht 129 zu härten. Der UV-Härtungsprozess kann unter Verwendung von UV-Licht mit einer Wellenlänge von etwa 350 nm bis etwa 396 nm durchgeführt werden, und die Zeitspanne für den UV-Härtungsprozess kann etwa 5 Sekunden bis etwa 180 Sekunden betragen. Die vorstehenden Härtungsprozesse sind lediglich Beispiele, und es sind auch andere Härtungsprozesse und -verfahren möglich, die ebenfalls innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen sollen.After the
Obwohl die Höhe H6 in dem Beispiel von
In
Zu den Vorzügen der vorliegenden Erfindung gehört die Reduzierung der Verformung bei Halbleiter-Bauelementen. Durch die reduzierte Verformung werden kalte Lötstellen und/oder eine Überbrückung von Lötstellen vermieden. Die Bauelement-Zuverlässigkeit wird verbessert, und die Ausbeute bei der Halbleiter-Bearbeitung wird erhöht.One of the advantages of the present invention is the reduction of deformation in semiconductor components. The reduced deformation prevents cold solder joints and/or bridging of solder joints. Device reliability is improved and semiconductor processing yield is increased.
Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Bauelement, aufweisend: ein Substrat; eine erste Umverteilungsschicht (RDL) über einer ersten Seite des Substrats; eine oder mehrere Halbleiter-Dies, die über der ersten RDL angeordnet sind und mit dieser elektrisch verbunden sind; und ein Verkapselungsmaterial über der ersten RDL und um den einen oder die mehreren Halbleiter-Dies. Das Halbleiter-Bauelement weist weiterhin Anschlüsse auf, die an einer zweiten Seite des Substrats befestigt sind, die der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die Anschlüsse elektrisch mit der ersten RDL verbunden sind. Das Halbleiter-Bauelement weist weiterhin eine Polymerschicht auf der zweiten Seite des Substrats auf, wobei die Anschlüsse von der Polymerschicht her über eine erste Oberfläche der Polymerschicht überstehen, die von dem Substrat entfernt ist, wobei ein erster Teil der Polymerschicht, der die Anschlüsse kontaktiert, eine erste Dicke hat und ein zweiter Teil der Polymerschicht zwischen benachbarten Anschlüssen eine zweite Dicke hat, die kleiner als die erste Dicke ist.The invention relates to a semiconductor component, comprising: a substrate; a first redistribution layer (RDL) over a first side of the substrate; one or more semiconductor dies disposed above and electrically connected to the first RDL; and an encapsulating material over the first RDL and around the one or more semiconductor dies. The semiconductor device further includes terminals attached to a second side of the substrate opposite the first side, the terminals being electrically connected to the first RDL. The semiconductor component further has a polymer layer on the second side of the substrate, with the connections protruding from the polymer layer over a first surface of the polymer layer that is remote from the substrate, with a first part of the polymer layer that contacts the connections, has a first thickness and a second portion of the polymer layer between adjacent terminals has a second thickness that is smaller than the first thickness.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, aufweisend: das Aufnehmen eines Interposers, wobei der Interposer ein erstes Substrat, eine erste Umverteilungsschicht (RDL) über einer ersten Seite des ersten Substrats und eine Vielzahl von äußeren Anschlüssen auf einer zweiten Seite des ersten Substrats aufweist, die der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die Vielzahl von äußeren Anschlüssen elektrisch mit der ersten RDL verbunden ist. Das Verfahren umfasst weiterhin Folgendes: Befestigen einer Vielzahl von Dies an der ersten RDL des Interposers; Füllen eines Spalts zwischen dem Interposer und der Vielzahl von Dies mit einem ersten dielektrischen Material; und Verteilen eines zweiten dielektrischen Materials auf der zweiten Seite des ersten Substrats, ohne Oberseiten der Vielzahl von äußeren Anschlüssen zu bedecken, bevor der Interposer an einem zweiten Substrat befestigt wird, wobei das Verteilen vorgenommen wird, nachdem die Vielzahl von äußeren Anschlüssen auf der zweiten Seite des ersten Substrats ausgebildet wurde.The invention further relates to a method comprising: receiving an interposer, the interposer having a first substrate, a first redistribution layer (RDL) over a first side of the first substrate and a plurality of external terminals on a second side of the first substrate, which the first side, wherein the plurality of external terminals are electrically connected to the first RDL. The method further includes: attaching a plurality of dies to the first RDL of the interposer; filling a gap between the interposer and the plurality of dies with a first dielectric material; and distributing a second dielectric material on the second side of the first substrate without covering tops of the plurality of external terminals before attaching the interposer to a second substrate, the distributing occurring after the plurality of external terminals on the second side of the first substrate was formed.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Aufnehmen eines Interposers, der eine erste Umverteilungsschicht (RDL) über einer ersten Seite eines Substrats und eine Vielzahl von äußeren Anschlüssen auf einer zweiten Seite des Substrats hat, die der ersten Seite gegenüberliegt. Das Verfahren umfasst weiterhin Folgendes: Befestigen einer Vielzahl von Dies an der ersten RDL, wobei sich nach dem Befestigen der Vielzahl von Dies die erste RDL zwischen dem Substrat und der Vielzahl von Dies befindet; Füllen eines Zwischenraums zwischen der Vielzahl von Dies und der ersten RDL mit einem Unterfüllungsmaterial; und Abscheiden eines Formmaterials über der ersten RDL und um die Vielzahl von Dies und das Unterfüllungsmaterial. Das Verfahren umfasst weiterhin Folgendes: Verteilen eines Polymermaterials auf der zweiten Seite des Substrats, ohne Oberseiten der Vielzahl von äußeren Anschlüssen, die von dem Substrat entfernt sind, zu bedecken; und Härten des Polymermaterials.In yet another embodiment, a method includes including an interposer having a first redistribution layer (RDL) over a first side of a substrate and a plurality of external terminals on a second side of the substrate opposite the first side. The method further includes: attaching a plurality of dies to the first RDL, wherein after attaching the plurality of dies, the first RDL is between the substrate and the plurality of dies; filling a space between the plurality of dies and the first RDL with an underfill material; and depositing a molding material over the first RDL and around the plurality of dies and the underfill material. The method further includes: distributing a polymeric material on the second side of the substrate without covering tops of the plurality of external terminals remote from the substrate; and curing the polymer material.
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