DE112015007283B3 - SEMICONDUCTOR PACKAGE WITH THROUGH BRIDGES-THE-CONNECTIONS - Google Patents
SEMICONDUCTOR PACKAGE WITH THROUGH BRIDGES-THE-CONNECTIONS Download PDFInfo
- Publication number
- DE112015007283B3 DE112015007283B3 DE112015007283.7T DE112015007283T DE112015007283B3 DE 112015007283 B3 DE112015007283 B3 DE 112015007283B3 DE 112015007283 T DE112015007283 T DE 112015007283T DE 112015007283 B3 DE112015007283 B3 DE 112015007283B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- build
- die
- bridge die
- layer
- bridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 85
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 85
- 241001133184 Colletotrichum agaves Species 0.000 claims abstract description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 38
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 38
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 201
- 238000000034 method Methods 0.000 description 107
- 230000008569 process Effects 0.000 description 89
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 37
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 12
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 11
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 10
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 9
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 8
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 8
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 6
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000252506 Characiformes Species 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N dimethylsilane Chemical compound C[SiH2]C UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229920000636 poly(norbornene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000010955 robust manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilane Chemical compound C[SiH](C)C PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—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
- H01L23/5385—Assembly of a plurality of insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/64—Impedance arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0655—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4857—Multilayer substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
- H01L2223/64—Impedance arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
- H01L2224/1401—Structure
- H01L2224/1403—Bump connectors having different sizes, e.g. different diameters, heights or widths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
- H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—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
- H01L23/5383—Multilayer substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—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
- H01L23/5384—Conductive vias through the substrate with or without pins, e.g. buried coaxial conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/64—Impedance arrangements
- H01L23/66—High-frequency adaptations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
Halbleiter-Package (200, 320), umfassend:eine erste Aufbauschicht (102, 204) mit einer oberen Oberfläche und einer der oberen Oberfläche gegenüberliegenden unteren Oberfläche, wobei die erste Aufbauschicht (102, 204) einen Leistungskontakt (108; 206; 304) auf der oberen Oberfläche der ersten Aufbauschicht (102, 204) aufweist;eine zweite Aufbauschicht (110, 210), die über der ersten Aufbauschicht (102, 204) liegt, wobei die zweite Aufbauschicht (110, 210) einen Hohlraum definiert, der über dem Leistungskontakt (108; 206) liegt;einen Brücken-Die (118, 212, 324), der innerhalb des Hohlraums der zweiten Aufbauschicht (110, 210) angeordnet ist, wobei der Brücken-Die (118, 212, 324) eine Brücken-Die-Rückseite und eine Brücken-Die-Oberseite aufweist, wobei die Brücken-Die-Oberseite eine Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten aufweist, wobei die Brücken-Die-Rückseite elektrisch mit dem Leistungskontakt (108, 206) gekoppelt ist; undeine dritte Aufbauschicht (130, 220), die über der Oberseite des Brücken-Dies (118, 212, 324) liegend und über der zweiten Aufbauschicht (110, 210) angeordnet ist, wobei die dritte Aufbauschicht (112, 220) eine Zwischenverbindungsleiterbahn aufweist (132; 224), wobei die Zwischenverbindungsleiterbahn elektrisch mit einem ersten Brücken-Die-Oberseitenkontakt (230) der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten gekoppelt ist,wobei der Brücken-Die einen Bulk-Teil (120; 214) umfasst, der elektrisch mit einem Rückseitenmetall gekoppelt ist, das auf der Brücken-Die-Rückseite bereitgestellt ist, und wobei wenigstens einer der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten elektrisch mit dem Bulk-Teil gekoppelt ist, um Leistung durch den Bulk-Teil des Brücken-Dies zu dem wenigstens einen der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten und zu einem oder mehreren Dies, die elektrisch mit dem wenigstens einen der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten verbunden sind, zu leiten.A semiconductor package (200, 320) comprising: a first build-up layer (102, 204) having a top surface and a bottom surface opposite said top surface, said first build-up layer (102, 204) having a power contact (108; 206; 304) on the top surface of the first structural layer (102, 204);a second structural layer (110, 210) overlying the first structural layer (102, 204), the second structural layer (110, 210) defining a cavity overlying the power contact (108; 206); a bridge die (118, 212, 324) disposed within the cavity of the second structural layer (110, 210), the bridge die (118, 212, 324) being a bridge - having a die back and a bridge die top, said bridge die top having a plurality of bridge die top contacts, said bridge die back being electrically coupled to said power contact (108, 206); anda third build-up layer (130, 220) overlying the top of the bridge die (118, 212, 324) and disposed over the second build-up layer (110, 210), the third build-up layer (112, 220) having an interconnection trace (132; 224), wherein the interconnection trace is electrically coupled to a first bridge die top contact (230) of the plurality of bridge die top contacts, the bridge die including a bulk portion (120; 214) electrically coupled to a backside metal provided on the bridge die backside, and wherein at least one of the plurality of bridge die top contacts is electrically coupled to the bulk portion to transmit power through the bulk portion of the bridge die the at least one of the plurality of bridge die top contacts and to one or more dies electrically connected to the at least one of the plurality of bridge die top contacts.
Description
GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Halbleiter-Packages mit einem Brücken-Die und insbesondere elektrische Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen.This disclosure relates generally to semiconductor packages having a bridge die, and more particularly to electrical through bridge die connections.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Eine integrierte Schaltung bzw. integrierte Schaltungen und andere elektronische Vorrichtungen können auf einem Halbleiter-Package untergebracht sein. Das Halbleiter-Package kann auf einem elektronischen System integriert sein, beispielsweise auf einem Verbraucherelektroniksystem. Die integrierte(n) Schaltung(en) und/oder elektronischen Vorrichtungen, die auf dem Halbleiter-Package bereitgestellt werden, können Eingangs-/Ausgangsanforderungen mit relativ feinem Pitch sowie relativ strenge Anforderungen an die Leistungsabgabe oder Masseebene aufweisen. Patentdokument 1,
Figurenlistecharacter list
Es wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, und wobei:
-
1A-1G stellen vereinfachte schematische Querschnittsdiagramme eines beispielhaften Halbleiter-Packages mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen und einen Fertigungsprozess dafür gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung dar. -
2 stellt ein vereinfachtes schematisches Querschnittsdiagramm dar, das ein Halbleiter-Package mit mehreren darin bereitgestellten Dies mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. -
3A und3B stellen vereinfachte schematische Querschnittsdiagramme dar, die Leistungsabgabepfade in einem Multi-Die-Halbleiter-Package ohne und mit Durchgangs-Die-Verbindungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulichen. -
4 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein beispielhaftes Verfahren zum Fertigen von Halbleiter-Packages mit den Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen aus1-3 gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. -
5A-5F stellen vereinfachte schematische Querschnittsdiagramme eines beispielhaften Brücken-Dies mit Durchgangs-Die-Verbindungen und einen Fertigungsprozess dafür gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung dar. -
6 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein beispielhaftes Verfahren zum Fertigen des Brücken-Dies mit den Durchgangs-Die-Verbindungen aus5A-5F gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht.
-
1A-1G 12 illustrate simplified cross-sectional schematic diagrams of an example semiconductor package with through bridge die connections and a manufacturing process therefor according to example embodiments of the disclosure. -
2 12 is a simplified schematic cross-sectional diagram illustrating a semiconductor package having multiple dies provided therein with through-bridge die connections according to example embodiments of the disclosure. -
3A and3B 12 are simplified cross-sectional schematic diagrams illustrating power delivery paths in a multi-die semiconductor package with and without through-die interconnects, according to example embodiments of the disclosure. -
4 FIG. 12 depicts a flow chart depicting an exemplary method for fabricating semiconductor packages with the via bridge die interconnects1-3 according to exemplary embodiments of the disclosure. -
5A-5F 12 illustrate simplified cross-sectional schematic diagrams of an example bridge die with through-die connections and a manufacturing process thereof, according to example embodiments of the disclosure. -
6 FIG. 12 depicts a flowchart outlining an example method for fabricating the bridge die with the through die connections5A-5F according to exemplary embodiments of the disclosure.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNGDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE DISCLOSURE
Ausführungsformen der Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt sind. Diese Offenbarung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden. Gleiche Zahlen beziehen sich durchgehend auf gleiche, aber nicht notwendigerweise dieselben oder identische Elemente.Embodiments of the disclosure are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the disclosure are shown. However, this disclosure may be embodied in many different forms. Like numbers refer to like, but not necessarily the same or identical, elements throughout.
Die folgenden Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um es zumindest Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und zu verwenden. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen basierend auf der vorliegenden Offenbarung offensichtlich sein werden und dass Prozess-, mechanische, Material-, dimensionale, Prozessanlagen- und parametrische Änderungen vorgenommen werden können.The following embodiments are described in sufficient detail to enable at least those skilled in the art to understand and use the disclosure. It is understood that other embodiments will be apparent based on the present disclosure and that process, mechanical, material, dimensional, process tooling, and parametric changes may be made.
In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezielle Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung bereitzustellen. Es wird jedoch offensichtlich sein, dass die Offenbarung ohne diese speziellen Details ausgeführt werden kann. Um zu vermeiden, dass die vorliegende Offenbarung verschleiert wird, können einige wohlbekannte Systemkonfigurationen und Prozessschritte nicht vollständig offenbart sein. Ähnlich sind die Zeichnungen, die Ausführungsformen der Offenbarung zeigen, halbdiagrammatisch und nicht maßstabsgetreu, und insbesondere dienen einige der Abmessungen zur Klarheit der Darstellung und können in den Zeichnungen übertrieben sein. Wenn mehrere Ausführungsformen offenbart und beschrieben werden, dass sie einige gemeinsame Merkmale aufweisen, werden zusätzlich ähnliche und gleiche Merkmale der Klarheit und Einfachheit der Darstellung, Beschreibung und des Verständnisses halber derselben üblicherweise mit gleichen Bezugszeichen beschrieben, selbst wenn die Merkmale nicht identisch sind.In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the various embodiments of the disclosure. However, it will be apparent that the disclosure may be practiced without these specific details. To avoid obscuring the present disclosure, some well-known system configurations and process steps may not be fully disclosed. Similarly, the drawings depicting embodiments of the disclosure are semi-diagrammatic and not to scale, and in particular some of the dimensions are for clarity of illustration and may be exaggerated in the drawings. Additionally, when multiple embodiments are disclosed and described as having some common features, similar and like features are commonly described with like reference numbers for clarity and ease of illustration, description and understanding thereof, even if the features are not identical.
Der Begriff „horizontal“, wie er hierin verwendet wird, kann als eine Richtung parallel zu einer Ebene oder Oberfläche (z. B. Oberfläche eines Substrats) unabhängig von ihrer Ausrichtung definiert werden. Der Begriff „vertikal“, wie er hierin verwendet wird, kann sich auf eine Richtung beziehen, die orthogonal zur horizontalen Richtung ist, wie gerade beschrieben. Begriffe wie „auf“, „oberhalb“, „unterhalb“, „Unterseite“, „Oberseite“, „Seite-“ (wie in „Seitenwand“), „höher“, „niedriger“, „obere“, „über“ und „unter“ können in Bezug auf die horizontale Ebene referenziert werden. Der Begriff „Verarbeitung“, wie er hierin verwendet wird, schließt das Abscheiden von Material oder Photoresist, Strukturieren, Belichten, Entwickeln, Ätzen, Reinigen, Abtragen, Polieren und/oder Entfernen des Materials oder Photoresists ein, wie es zum Bilden einer beschriebenen Struktur erforderlich ist.The term "horizontal" as used herein can be defined as a direction parallel to a plane or surface (e.g. surface of a substrate) regardless of its orientation. The term "vertical" as used herein may refer to a direction orthogonal to the horizontal direction as just described. Terms such as "on", "above", "below", "bottom", "top", "side-" (as in "sidewall"), "higher", "lower", "upper", "above" and "below" can be referenced in relation to the horizontal plane. The term "processing" as used herein includes depositing material or photoresist, patterning, exposing, developing, etching, cleaning, ablating, polishing and/or removing the material or photoresist as necessary to form a described structure is required.
In beispielhaften Ausführungsformen können Halbleiter-Package-Strukturen ein Package-Substrat aufweisen. In einigen Fällen kann das Package-Substrat eine organische Struktur sein. In anderen Fällen kann das Package-Substrat anorganisch sein (z. B. Keramik, Glas usw.). Das Package-Substrat kann in beispielhaften Ausführungsformen eine Kernschicht mit einer oder mehreren Zwischenverbindungsschichten aufweisen, die auf einer oder beiden Seiten der Kernschicht aufgebaut sind. Die Aufbauschichten, wie sie auf dem Kern aufgebaut sind, können darin ausgebildete Zwischenverbindungen aufweisen. Die Zwischenverbindungen können elektrische Pfade für Signale zwischen elektronischen Komponenten (z. B. integrierten Schaltungen, passiven Vorrichtungen usw.), Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Verbindungen auf dem Halbleiter-Package, Signal-Fan-out von/zu den elektronischen Komponenten, Signalverbindungen zwischen zwei oder mehr elektrischen Komponenten, Leistungsabgabe an (eine) elektrische Komponente(n), Masseverbindungen an (eine) elektrische Komponente(n), Taktsignalabgabe an die elektrische Komponente(n), Kombinationen davon oder dergleichen bereitstellen. Die Aufbauschichten können auf einer oder beiden Seiten des Package-Kerns gefertigt sein. In einigen Fällen kann die gleiche Anzahl von Aufbauschichten auf beiden Seiten des Package-Kerns vorhanden sein. In anderen Fällen können die Aufbauschichten, die auf beiden Seiten des Package-Kerns ausgebildet sind, asymmetrisch sein. Ferner kann der Kern des Halbleiter-Packages eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen aufweisen, um elektrische Verbindungen von einer Seite des Kerns zur anderen Seite des Kerns herzustellen. Somit können Durchkontaktierungen im Kern elektrische Verbindungen zwischen einer oder mehreren Aufbauschichten auf der Oberseite des Halbleiter-Packages zu einer oder mehreren Aufbauschichten auf der Unterseite des Halbleiter-Packages ermöglichen.In example embodiments, semiconductor package structures may include a package substrate. In some cases, the package substrate can be an organic structure. In other cases, the package substrate can be inorganic (e.g. ceramic, glass, etc.). The package substrate, in example embodiments, may include a core layer with one or more interconnect layers built up on one or both sides of the core layer. The build-up layers as built up on the core may have interconnects formed therein. The interconnects can be electrical paths for signals between electronic components (e.g., integrated circuits, passive devices, etc.), input/output (I/O) connections on the semiconductor package, signal fan-out from/to the electronic components, signal connections between two or more electrical components, power delivery to electrical component(s), ground connections to electrical component(s), clock signal delivery to the electrical component(s), combinations thereof, or the like. The build-up layers can be fabricated on one or both sides of the package core. In some cases, there may be the same number of build-up layers on both sides of the package core. In other cases, the build-up layers formed on both sides of the package core may be asymmetrical. Furthermore, the core of the semiconductor package may have a plurality of vias to make electrical connections from one side of the core to the other side of the core. Thus, vias in the core may enable electrical connections between one or more build-up layers on top of the semiconductor package to one or more build-up layers on the bottom of the semiconductor package.
Eine oder mehrere elektronische Komponenten, einschließlich wenigstens eines Dies für integrierte Schaltungen, können elektrisch und mechanisch über einen beliebigen geeigneten Mechanismus, wie beispielsweise Metallsäulen (z. B. Kupfersäulen), Flip-Chip-Bumps, Löt-Bumps, beliebiger Typ von bleiarmen oder bleifreien Löt-Bumps, Zinn-Kupfer-Bumps, Drahtbonds, Wedge-Bonds, Controlled Collapse Chip Connect (C4), anisotroper leitfähiger Film (ACF, Anisotropic Conductive Film), nicht-leitfähiger Film (NCF, Nonconductive Film), Kombinationen davon oder dergleichen, mit dem Package-Substrat gekoppelt sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Aufbauschichten auf der Unterseite des Kerns eine oder mehrere Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Verbindungen zwischen dem Halbleiter-Package und einer Platine aufweisen. Auf einer oder beiden Seiten des Package-Substrats können Halbleiter-Package-zu-Board-Level-Zwischenverbindungen bereitgestellt sein. In beispielhaften Ausführungsformen können die Halbleiter-Package-zu-Board-Level-Zwischenverbindungen Kugelgitteranordnung(BGA, Ball Grid Array)-Verbindungen, andere Flächenverbindungen, Peripherieverbindungen oder dergleichen sein.One or more electronic components, including at least one integrated circuit die, may be electrically and mechanically attached via any suitable mechanism, such as metal posts (e.g., copper posts), flip-chip bumps, solder bumps, any type of low-lead or lead-free solder bumps, tin-copper bumps, wire bonds, wedge bonds, controlled collapse chip connect (C4), anisotropic conductive film (ACF), nonconductive film (NCF), combinations thereof, or the like, be coupled to the package substrate. In some example embodiments, the build-up layers on the underside of the core may include one or more input/output (I/O) connections between the semiconductor package and a circuit board. Semiconductor package-to-board level interconnects may be provided on one or both sides of the package substrate. In exemplary embodiments, the semiconductor package-to-board level interconnects may be ball grid array (BGA) interconnects, other area interconnects, peripheral interconnects, or the like.
Ausführungsformen der Offenbarung können ein Halbleiter-Package und ein Verfahren zum Fertigen des Halbleiter-Packages bereitstellen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Halbleiter-Package einen oder mehrere Brücken-Dies aufweisen, wie beispielsweise einen oder mehrere eingebettete Dies innerhalb eines Halbleiter-Packages, das auf einer eingebetteten Multi-Die-Zwischenverbindungsbrücke (EMIB, Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) basiert, wie hierin beschrieben. Diese Halbleiter-Packages mit dem eingebetteten Brücken-Die können unter Verwendung der hierin offenbarten Verfahren gefertigt werden. Der Brücken-Die kann innerhalb des Package-Substrats bereitgestellt sein, wie beispielsweise in einer Kavität, die innerhalb von Aufbauschichten des Package-Substrats ausgebildet ist. um relativ feinere (z. B. hochdichte) Zwischenverbindungen zwischen elektrischen Komponenten (z. B. integrierten Schaltungen), die auf dem Halbleiter-Package bereitgestellt werden, zu ermöglichen. Der Brücken-Die kann ein relativ starreres Substrat als das Halbleiter-Package-Substrat, das innerhalb eines Teils des Halbleiter-Package-Substrats eingebettet ist, bereitstellen. Infolge der relativ größeren Steifigkeit des eingebetteten Brücken-Dies kann es möglich sein, Zwischenverbindungen mit feinerem Pitch zwischen Dies herzustellen, die auf der Oberfläche des Halbleiter-Packages angeordnet sind.Embodiments of the disclosure may provide a semiconductor package and a method of manufacturing the semiconductor package. In exemplary embodiments, the semiconductor package may include one or more bridge dies, such as one or more embedded dies within a semiconductor package based on an embedded multi-die interconnect bridge (EMIB). as described herein. These semiconductor packages with the embedded bridge die can be fabricated using the methods disclosed herein. The bridge die may be provided within the package substrate, such as in a cavity formed within build-up layers of the package substrate. to enable relatively finer (e.g., high density) interconnections between electrical components (e.g., integrated circuits) provided on the semiconductor package. The bridge die may provide a relatively more rigid substrate than the semiconductor package substrate embedded within a portion of the semiconductor package substrate. Due to the relatively greater stiffness of the embedded bridge die, it may be possible to fabricate finer pitch interconnects between dies disposed on the surface of the semiconductor package.
In einigen Fällen kann der eingebettete Brücken-Die in einer Halbleiterfertigungseinrichtung (z. B. Fab) gefertigt werden, während das Halbleiter-Package-Substrat in einer Halbleiter-Packaging-Einrichtung gefertigt werden kann. Typischerweise kann eine Fab Anlagen und Einrichtungen zur Fertigung von Merkmalen kleinerer Abmessungen auf dem Brücken-Die aufweisen, als sie in einer Packaging-Einrichtung gefertigt werden könnten. Alternativ können Anlagen vom Siliziumfertigungstyp in einer Packaging-Einrichtung bereitgestellt werden, um den Brücken-Die mit Strukturen mit relativ feinem Pitch zu fertigen.In some cases, the embedded bridge die may be fabricated at a semiconductor fabrication facility (e.g., fab) while the semiconductor package substrate may be fabricated at a semiconductor packaging facility direction can be manufactured. Typically, a fab may have equipment and facilities to fabricate smaller sized features on the bridge die than could be fabricated at a packaging facility. Alternatively, silicon fabrication type tools can be provided in a packaging facility to fabricate the bridge die with relatively fine pitch structures.
In beispielhaften Ausführungsformen können Dies, die am Halbleiter-Package-Substrat angebracht sind, Teile, die über dem Brücken-Die liegen, und andere Teile, die nicht über dem Brücken-Die liegen, aufweisen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Dies (z. B. integrierte Schaltungen), die im Halbleiter-Package in einem Package sind, wie hierin beschrieben, Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Verbindungen für verschiedene Größen aufweisen. Beispielsweise kann ein bestimmter Die E/A-Verbindungen mit feinerem Pitch mit einem anderen Die, der auf dem Halbleiter-Package in einem Package ist, über den Brücken-Die aufweisen und kann andere E/A-Verbindungen aufweisen, die Verbindungen mit lockererem Pitch sind, bei denen sich die Signale nicht durch den Brücken-Die ausbreiten.In example embodiments, dies attached to the semiconductor package substrate may have portions overlying the bridge die and other portions not overlying the bridge die. In some example embodiments, the dies (e.g., integrated circuits) that are in the semiconductor package in a package as described herein may have input/output (I/O) connections for different sizes. For example, a particular die may have finer pitch I/O connections to another die that is on the semiconductor package in a package, via the bridge die, and may have other I/O connections, the looser pitch connections are where the signals do not propagate through the bridge die.
Das Halbleiter-Package kann eine Leistungsschicht (z. B. eine Metallzwischenverbindungsschicht des Halbleiter-Packages bei einer Versorgungsspannung von einer oder mehreren integrierten Schaltungen oder anderen Komponenten des Halbleiter-Packages) aufweisen, die innerhalb des Halbleiter-Packages bereitgestellt werden. Zusätzlich kann das Halbleiter-Package eine Masseebene aufweisen, die in einer Schicht ausgebildet ist, die sich innerhalb des Package-Substrats befindet, wie beispielsweise auf dem Package-Kern und/oder einer Aufbauschicht. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann der Brücken-Die ausgelegt sein, so dass eine Leistungs- und/oder Masseverbindung durch den Brücken-Die bereitgestellt werden kann, beispielsweise durch den Bulk des Brücken-Dies.The semiconductor package may include a power layer (e.g., a metal interconnect layer of the semiconductor package at a supply voltage of one or more integrated circuits or other components of the semiconductor package) provided within the semiconductor package. Additionally, the semiconductor package may include a ground plane formed in a layer located within the package substrate, such as on the package core and/or a build-up layer. According to example embodiments, the bridge die may be configured such that a power and/or ground connection may be provided through the bridge die, for example through the bulk of the bridge die.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung können die Bulk-Teile des Brücken-Dies mit einem relativ hohen Dotierungsgrad (z. B. NA oder ND ~ 1019-1020 cm-3 usw.) dotiert sein, um eine relativ niedrige Bulk-Resistivität (5 mΩ•cm usw.) des Silizium-Bulks des Brücken-Dies bereitzustellen. Infolgedessen können nicht nur Back-End-of-Line(BEOL)-Zwischenverbindungsschichten auf dem Brücken-Die verwendet werden, um Signalpfade über den Brücken-Die bereitzustellen, sondern der Bulk des Brücken-Dies kann auch für die Bereitstellung von Leistung verwendet werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Brücken-Die mit Durchkontaktierungen in einer Kavität angeordnet sein, die in den Aufbauschichten des Halbleiter-Packages ausgebildet ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Bulk des Brücken-Dies elektrisch mit einem von einer Leistung oder Masse verbunden sein. Der Brücken-Die kann ferner eine oder mehrere darauf angeordnete Aufbauschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann der Brücken-Die eine Aufbauschicht darunter und darüber aufweisen. Der Brücken-Die kann in diesen beispielhaften Ausführungsformen einen vertikalen Pfad für die Leistung oder Masse von der darunter liegenden Aufbauschicht zur darüber liegenden Aufbauschicht bereitstellen. Es versteht sich, dass ohne Leiten durch den Brücken-Die die Leistung oder Masse im Package-Substrat um den Brücken-Die herum geleitet werden würde. Ein derartiges Routing kann durch verschiedene Zwischenverbindungen (z. B. Vias und/oder Leiterbahnen) weniger direkt sein, was zu einem resistiveren und/oder induktiveren Pfad zu bestimmten Endknoten (z. B. E/As von ICs in Packages) relativ zum Routing durch den Brücken-Die führt, wie hierin offenbart.According to exemplary embodiments of the disclosure, the bulk portions of the bridge die may be doped with a relatively high doping level (e.g., N A or N D ~10 19 -10 20 cm -3 etc.) to provide a relatively low bulk Provide resistivity (5 mΩ•cm etc.) of the silicon bulk of the bridge die. As a result, not only can back-end-of-line (BEOL) interconnect layers on the bridge die be used to provide signal paths across the bridge die, but the bulk of the bridge die can also be used to provide power. In exemplary embodiments, the bridge die with vias may be placed in a cavity formed in the build-up layers of the semiconductor package. In example embodiments, the bulk of the bridge die may be electrically connected to either power or ground. The bridge die may also have one or more build-up layers disposed thereon. In other words, the bridge die may have a built-up layer underneath and on top. The bridge die may provide a vertical path for power or ground from the underlying build-up layer to the overlying build-up layer in these example embodiments. It is understood that without routing through the bridge die, the power or ground in the package substrate would be routed around the bridge die. Such routing may be less direct through various interconnects (e.g., vias and/or traces), resulting in a more resistive and/or inductive path to certain end nodes (e.g., I/Os of ICs in packages) relative to the routing through the bridge die as disclosed herein.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Bulk des Brücken-Dies Verunreinigungen (z. B. Akzeptor- oder Donoratome) aufweisen, um einen Pfad mit relativ niedriger Resistivität zum Leiten von Leistung oder Masse bereitzustellen. Der Brücken-Die kann ferner einen ohmschen Kontakt auf der Rückseite des Brücken-Dies aufweisen. Dies kann in beispielhaften Ausführungsformen ein metallischer (z. B. ein Refraktärmetall usw.) Kontakt zur Rückseite des Brücken-Dies sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der metallische Rückseitenkontakt zu degenerativ dotiertem Silizium auf der Rückseitenoberfläche (z. B. der unteren Oberfläche des Brücken-Dies) sein. Der Brücken-Die kann ferner eine oder mehrere Ebenen von Zwischenverbindungen (z. B. Metallschichten) aufweisen, die darauf ausgebildet sind. Metallleiterbahnen in der/den Ebene(n) der Zwischenverbindung können Pfade für Signale bereitstellen und/oder um einen Kontakt zum Bulk des Brücken-Dies bereitzustellen. Kontakte (z. B. Vias und/oder Kontakte zum Bulk des Brücken-Dies) können einen Pfad zum Leiten von Leistung oder Masse durch den Bulk des Brücken-Dies bereitstellen. Somit können die Metallleiterbahnen der Zwischenverbindungsschichten auf dem Brücken-Die sowohl für das Leiten durch das Bulk-Silizium des Brücken-Dies als auch für die Signalisierung und E/A der integrierten Schaltungen, die im Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen angeordnet sind, verwendet werden, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung.In exemplary embodiments, the bulk of the bridge die may include impurities (e.g., acceptor or donor atoms) to provide a relatively low resistivity path for conducting power or ground. The bridge die may also include an ohmic contact on the backside of the bridge die. In exemplary embodiments, this may be a metallic (e.g., a refractory metal, etc.) contact to the backside of the bridge die. In some example embodiments, the metallic backside contact to degeneratively doped silicon may be on the backside surface (e.g., the bottom surface of the bridge die). The bridge die may also have one or more levels of interconnects (e.g., metal layers) formed thereon. Metal traces in the interconnect level(s) may provide paths for signals and/or to provide contact to the bulk of the bridge die. Contacts (e.g., vias and/or contacts to the bulk of the bridge die) may provide a path for conducting power or ground through the bulk of the bridge die. Thus, the metal traces of the interconnect layers on the bridge die can be used for routing through the bulk silicon of the bridge die as well as for signaling and I/O of the integrated circuits placed in the semiconductor package with through bridge die connections , may be used, according to exemplary embodiments of the disclosure.
In beispielhaften Ausführungsformen kann Leistung an Dies verteilt werden, die auf dem Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen in einem Package sind. In diesem Fall kann der Bulk der Brücken-Dies elektrisch mit einer Leistungsebene des Halbleiter-Packages verbunden sein und kann eine vertikale Route für die Leistung durch den Brücken-Die zur Oberseite des Brücken-Dies bereitstellen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Brücken-Die einen rückseitigen ohmschen Kontakt mit der Leistungsebene aufweisen. Die Leistungsebene kann einen oder mehrere Kontakte mit der Rückseite des Brücken-Dies aufweisen, wobei eine leitfähige Paste oder ein anderer Klebstoff verwendet wird, der zwischen dem Brücken-Die und der Aufbauschicht der Leistungsebene bereitgestellt wird. Der Brücken-Die kann in einer Kavität angeordnet sein, die innerhalb des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, wie beispielsweise durch das Entfernen von Teilen von einer oder mehreren Aufbauschichten. Der Bulk des Brücken-Dies kann bei der Spannung der Stromversorgung liegen, und der durch den Brücken-Die fließende Strom kann von der Leistungsaufnahme sowie von den anderen Verbindungen zur Stromversorgung der integrierten Schaltungen abhängen, die im Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen in einem Package sind. Es versteht sich, dass durch Bereitstellen von Leistung durch den Brücken-Die, anstatt Leistungspfade um den Brücken-Die herumleiten zu müssen, ein direkterer (z. B. relativ vertikalerer) Leistungspfad für die E/As der integrierten Schaltungen, die im Halbleiter-Package in einem Package sind, bereitgestellt werden kann. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Bereitstellen von Leistung auf einem direkteren Pfad, wie hierin offenbart, zu einer allgemein höheren Qualität der Leistungsabgabe führen, wie beispielsweise mit reduziertem ohmschen und dynamischen Abfall von der Quellenleistungsspannung oder mit reduzierter Variation der Leistungsabgabe über verschiedene Dies und/oder verschiedene Teile eines Dies, die im Halbleiter-Package in einem Package sind.In example embodiments, power may be distributed to dies that are in a package on the semiconductor package with through-bridge die interconnects. In this case, the bulk of the bridge dies can be electrically powered with a Leis device level of the semiconductor package and can provide a vertical route for power through the bridge die to the top of the bridge die. In exemplary embodiments, the bridge die may have a backside ohmic contact with the power plane. The power plane may have one or more contacts with the backside of the bridge die using a conductive paste or other adhesive provided between the bridge die and the power plane buildup layer. The bridge die may be placed in a cavity formed within the semiconductor substrate, such as by removing portions of one or more build-up layers. The bulk of the bridge die may be at the power supply voltage and the current flowing through the bridge die may depend on the power consumption as well as the other power supply connections of the integrated circuits used in the semiconductor package with through bridge die connections are in a package. It will be appreciated that by providing power through the bridge die rather than having to route power paths around the bridge die, a more direct (e.g., relatively more vertical) power path for the I/Os of the integrated circuits used in the semiconductor Package are in a package can be deployed. In exemplary embodiments, providing power in a more direct path as disclosed herein may result in a generally higher quality of power delivery, such as with reduced resistive and dynamic drop from the source power voltage or with reduced variation of power delivery across different dies and/or different Parts of a die that are in a package in the semiconductor package.
In beispielhaften Ausführungsformen können Masseverbindungen an Dies bereitgestellt werden, die auf dem Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen in einem Package sind. In diesem Fall kann der Bulk der Brücken-Dies elektrisch mit einer Masseebene des Halbleiter-Packages verbunden sein und kann eine vertikale Route für die Masse durch den Brücken-Die zur Oberseite des Brücken-Dies bereitstellen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Brücken-Die einen rückseitigen ohmschen Kontakt mit der Masseebene aufweisen. Die Masseebene kann einen oder mehrere Kontakte mit der Rückseite des Brücken-Dies aufweisen, wobei eine leitfähige Paste oder ein anderer Klebstoff verwendet wird, der zwischen dem Brücken-Die und der Aufbauschicht der Masseebene bereitgestellt wird. Der Brücken-Die kann in einer Kavität angeordnet sein, die innerhalb des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, wie beispielsweise durch das Entfernen von Teilen von einer oder mehreren Aufbauschichten. Der Bulk der Brücken-Dies kann bei der Bezugs-/Massespannung (z. B. 0 Volt) liegen, und der Rückstrom, der durch den Brücken-Die von den integrierten Schaltungen in einem Package fließt, kann von der Leistungsaufnahme und von den anderen Verbindungen zur Masse der integrierten Schaltungen abhängen, die im Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen in einem Package sind. Es versteht sich, dass durch Bereitstellen von Masseverbindungen durch den Brücken-Die, anstatt Massepfade um den Brücken-Die herumleiten zu müssen, ein direkterer (z. B. relativ vertikalerer) Massepfad für die E/As der integrierten Schaltungen, die im Halbleiter-Package in einem Package sind, bereitgestellt werden kann. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Bereitstellen von Masseverbindungen auf einem direkteren Pfad, wie hierin offenbart, zu einer allgemein höheren Qualität der Masseverbindung führen, wie beispielsweise mit reduziertem ohmschen Abfall und relativ engerer Ausrichtung zur Bezugsspannung oder mit reduzierter Massespannungsvariation über verschiedene Dies und/oder verschiedene Teile eines Dies, die im Halbleiter-Package in einem Package sind.In example embodiments, ground connections may be provided to dies that are on the semiconductor package with via bridge die connections in a package. In this case, the bulk of the bridge die may be electrically connected to a ground plane of the semiconductor package and may provide a vertical route for ground through the bridge die to the top of the bridge die. In exemplary embodiments, the bridge die may have a backside ohmic contact with the ground plane. The ground plane may have one or more contacts to the backside of the bridge die using a conductive paste or other adhesive provided between the bridge die and the build-up layer of the ground plane. The bridge die may be placed in a cavity formed within the semiconductor substrate, such as by removing portions of one or more build-up layers. The bulk of the bridge dies may be at the reference/ground voltage (e.g., 0 volts) and the return current flowing through the bridge die from the integrated circuits in a package may depend on power consumption and the others Connections to ground depend on the integrated circuits that are in the semiconductor package with through-bridge die connections in a package. It will be appreciated that by providing ground connections through the bridge die, rather than having to route ground paths around the bridge die, a more direct (e.g., relatively more vertical) ground path for the I/Os of the integrated circuits used in the semiconductor Package are in a package can be deployed. In exemplary embodiments, providing ground connections in a more direct path as disclosed herein may result in a generally higher ground connection quality, such as with reduced resistive drop and relatively closer alignment to the reference voltage or with reduced ground voltage variation across different dies and/or different parts a die that are in the semiconductor package in a package.
Die Prozesse, wie sie hierin dargestellt sind, können implementiert werden, um gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig eine Mehrzahl von Halbleiter-Packages mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen zu fertigen. Obwohl eine bestimmte Fertigungssequenz hier mit der Fertigung von verschiedenen Strukturen und/oder Merkmalen, sowohl endgültig als auch/oder temporär, gezeigt ist, können beliebige Variationen zum Fertigen ähnlicher Merkmale gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung implementiert werden. Des Weiteren können zusätzliche und/oder weniger Merkmale als die hierin offenbarten Merkmale für die Fertigung des Halbleiter-Packages gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung vorhanden sein. Obwohl die Querschnitte, wie hier dargestellt, eine bestimmte Anzahl von Halbleiter-Packages (z. B. ein einzelnes Halbleiter-Package) zeigen, die gleichzeitig auf einer Package-Substratplatte gefertigt werden, versteht es sich, dass eine beliebige Anzahl von Halbleiter-Packages vorhanden sein kann, die gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig auf einer bestimmten Package-Substratplatte gefertigt werden. Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform der Sequenz von Prozessen zum Fertigen eines Halbleiter-Packages mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen auf einer einzelnen Package-Substratplatte dargestellt ist, versteht es sich zusätzlich, dass eine beliebige Anzahl von Package-Substratplatten vorhanden sein können, die gleichzeitig und/oder nahezu gleichzeitig durch einen beliebigen der hierin dargestellten Prozesse verarbeitet werden können. Beispielsweise können einige Prozesse Batch-Prozesse sein, bei denen eine bestimmte Einheit zusammen mit einer anderen dieser Einheit verarbeitet werden kann. In anderen Fällen können Einheitenprozesse auf laufenden Arbeiten (WIP, Work-in-Progress) sequentiell durchgeführt werden.The processes as illustrated herein can be implemented to fabricate a plurality of semiconductor packages with through bridge die interconnects simultaneously or nearly simultaneously. Although a particular fabrication sequence is shown herein as fabricating various structures and/or features, both final and/or temporary, any variations for fabricating similar features may be implemented in accordance with exemplary embodiments of the disclosure. Furthermore, additional and/or fewer features than the features disclosed herein may be present for fabricating the semiconductor package according to example embodiments of the disclosure. Although the Where cross-sections as illustrated herein show a specific number of semiconductor packages (e.g., a single semiconductor package) being fabricated concurrently on a package substrate sheet, it is understood that any number of semiconductor packages may be present can be manufactured simultaneously or almost simultaneously on a specific package substrate board. In addition, while an exemplary embodiment of the sequence of processes for fabricating a semiconductor package having through-bridge die interconnects is illustrated on a single package substrate board, it should be understood that there may be any number of package substrate boards that may be simultaneously and/or or processed nearly simultaneously by any of the processes outlined herein. For example, some processes may be batch processes, where a particular entity may be processed along with another of that entity. In other cases, unit processes on work in progress (WIP, work-in-progress) can be performed sequentially.
Die Aufbauschicht 102 oder die Zwischenverbindungsschicht kann durch eine Vielzahl von geeigneten Prozessen ausgebildet werden. Das dielektrische Material 106 kann auf den Halbleiter-Package-Kern 100 laminiert sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann das dielektrische Laminat ein beliebiges geeignetes Material sein, einschließlich Polymermaterial, Keramikmaterial, Kunststoffe, Verbundmaterialien, Flüssigkristallpolymer (LCP, Liquid Crystal Polymer), Epoxidlaminate von Glasfaserplatten, FR-4-Materialien, FR-5-Materialien, Kombinationen davon oder dergleichen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können der Package-Kern 100 und das dielektrische Aufbaumaterial 106 vom gleichen Materialtyp sein. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können der Package-Kern 100 und das dielektrische Aufbaumaterial 106 nicht vom gleichen Materialtyp konstruiert sein. Vias und/oder Gräben können in der Aufbauschicht 102 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Mechanismus, einschließlich Photolithographie, Plasmaätzen, Laserablation, Nassätzen, Kombinationen davon oder dergleichen, strukturiert werden. Die Vias und Gräben können jeweils durch vertikale und horizontale Metallleiterbahnen innerhalb der Aufbauschicht 102 definiert werden. Die Vias und Gräben können dann mit Metall gefüllt werden, wie beispielsweise durch stromlose Metallplattierung, elektrolytische Metallplattierung, physikalische Gasphasenabscheidung, Kombinationen davon oder dergleichen. Überschüssiges Metall kann durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus entfernt werden, wie beispielsweise Ätzen, Reinigen, Polieren und/oder chemisch-mechanisches Polieren (CMP), Kombinationen davon oder dergleichen.The build-
Wie oben erörtert, können die Aufbauschichten 110, 112, wie in
In beispielhaften Ausführungsformen können die Teile der Aufbauschichten 110, 112, die über dem Leistungsebenenkontakt 108 der Aufbauschicht 102 liegen, keine Metallleiterbahnen und/oder Metall-Pads aufweisen. In der Tat können Designregeln in beispielhaften Ausführungsformen das Bereitstellen von Metallleiterbahnen verhindern, die innerhalb des dielektrikischen Aufbaumaterials 106 in Teilen der Aufbauschichten 110, 112 eingebettet sind, die über dem Leistungsebenenkontakt 108 liegen. Eine derartige Ausschlusszone kann in beispielhaften Ausführungsformen größer als die tatsächliche Größe des Leistungsebenenkontakts 108 sein, um Ungenauigkeiten bei der Brücken-Die-Platzierung und/oder Ungenauigkeiten bei der Kavitätsausbildung in nachfolgenden Prozessen zu erlauben.In example embodiments, the portions of build-up
Leitfähiger Klebstoff 116, wie beispielsweise leitfähige Tinte und/oder leitfähige Paste, kann auf der Oberfläche des Leistungsebenenkontakts 108 aufgetragen werden. Der leitfähige Klebstoff 116 kann auf der Oberfläche des Leistungsebenenkontakts 108 durch Spin-Abscheidung, Sprühabscheidung, Siebdruck, Rakelprozess und/oder einen beliebigen anderen geeigneten Abscheidungsprozess angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 das Metall des Leistungsplattenkontakts 108 benetzen und sich daher über die Oberfläche des Leistungsplattenkontakts 108 durch Van-der-Waals-Kräfte und/oder Oberflächenbenetzungswirkung verteilen. In der gleichen oder in anderen beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 durch mechanische Kraft, wie beispielsweise durch einen Rakelprozess, in die Kavität 114 gedrückt werden. In noch anderen beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 vorzugsweise unter Verwendung eines Siebdruckprozesses abgeschieden werden, wie beispielsweise durch Ausrichten eines strukturierten Siebs auf der Oberseite der Oberfläche des Leistungsplattenkontakts 108 und des leitfähigen Klebstoffs 116. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Menge an leitfähigem Klebstoff 116, die in der Kavität 114 abgeschieden wird, eine vorbestimmte Menge sein. In einigen Fällen kann die vorbestimmte Menge ungefähr die erwartete Differenz zwischen dem Volumen der Kavität 114 und dem Volumen des Brücken-Dies sein, der in nachfolgenden Prozessen innerhalb der Kavität 114 eingebettet werden soll. In diesem Fall kann der leitfähige Klebstoff 116 zwischen den Seitenwänden des eingebetteten Brücken-Dies und den Seitenwänden der Kavität 114 aufgenommen werden. Auf diese Weise kann eine relativ planare Oberfläche nach dem Einbetten des Brücken-Dies erreicht werden, indem der Spalt gefüllt wird, der entworfen sein kann, um Fehlausrichtungsfehler beim Einbetten des Brücken-Dies in nachfolgenden Prozessen zu berücksichtigen.Conductive adhesive 116 such as conductive ink and/or conductive paste may be applied to the surface of
Der leitfähige Klebstoff 116 kann ein Epoxidmaterial mit darin suspendierten Metallnanopartikeln oder -mikropartikeln sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 darin suspendierte Nanopartikel aus Silber (Ag) aufweisen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann die leitfähige Tinte darin suspendierte Nanopartikel aus Kupfer (Cu), Zinn (Sn), Eisen (Fe), Gold (Au), Kombinationen davon oder dergleichen aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 darin suspendierte nichtmetallische, elektrisch leitfähige Partikel aufweisen. Zusätzlich dazu, dass leitfähige Materialien im leitfähigen Klebstoff 116 vorhanden sind, können ferner andere chemische Mittel vorhanden sein, um die physikalischen, elektrischen und/oder Verarbeitungseigenschaften des leitfähigen Klebstoffs 116 abzustimmen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 Lösungsmittel aufweisen, die ermöglichen, dass der leitfähige Klebstoff 116 eine Viskosität aufweist, die für die Spaltfüllung relativ bevorzugt sein kann, während gleichzeitig eine relativ schnelle Erhöhung der Viskosität und/oder Klebrigkeit für die Bereitstellung in der Kavität 114 erzielt wird. In den gleichen oder anderen beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 Reduktionsmittel aufweisen, um die Oxidation von Metallpartikeln, die in der leitfähigen Tinte suspendiert sein können, zu verhindern oder zu reduzieren. Des Weiteren kann der leitfähige Klebstoff 116 Füllstoffpartikel (z. B. Kohlenstofffasern, Silicapartikel, Keramiken usw.) in Anteilen enthalten, die den leitfähigen Klebstoff 116 mit wünschenswerten Eigenschaften versehen, wie beispielsweise einem bevorzugten Bereich von Viskosität, einem bevorzugten Bereich von Klebrigkeit, einem bevorzugten Bereich von Hydrophobizität (z. B. Oberflächenbenetzung), einem bevorzugten Bereich von Partikelsuspensionseigenschaften, einem bevorzugten Bereich von Aushärtungstemperaturen, Kombinationen davon oder dergleichen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 ein Epoxid der Stufe B sein, wobei der leitfähige Klebstoff 116 auf der Oberseite des Leistungsplattenkontakts 108 bereitgestellt und dann ausgehärtet (z. B. vernetzt, gehärtet usw.) werden kann, nachdem der Brücken-Die eingebettet wurde. In beispielhaften Ausführungsformen kann der leitfähige Klebstoff 116 während der nachfolgenden Verarbeitung ausgehärtet werden, beispielsweise während die nachfolgende(n) Schicht(en) des dielektrischen Aufbaumaterials 106 auf der Oberseite des Brücken-Dies laminiert wird/werden.The
Obwohl die Sequenz von Prozessen, die in
Es versteht sich, dass die Dicke des Brücken-Dies 212 in beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung so sein kann, dass sie ungefähr die Dicke einer ganzzahligen Anzahl von Aufbauschichten ist. Dies kann so sein, damit die Verarbeitungsoberfläche nach dem Einbetten des Brücken-Dies 212 in der Kavität, die in den Aufbauschichten 210 ausgebildet ist, relativ planar bleibt. Die Planarität der Oberfläche an diesen intermittierenden Fertigungspunkten kann einen relativ robusteren Fertigungsprozess und ein daraus resultierendes Halbleiter-Package 200 bereitstellen. Beispielsweise kann das Bereitstellen einer relativ flachen intermittierenden Oberfläche zu einer relativ verbesserten Haftung nachfolgender Schichten führen, die über dem Brücken-Die 212 und der Oberfläche der Aufbauschicht 210 liegen können.It is understood that the thickness of the bridge die 212 in exemplary embodiments of the disclosure may be such that it is approximately the thickness of an integer number of build-up layers. This may be so that the processing surface remains relatively planar after embedding the bridge die 212 in the cavity formed in the build-up
Eine oder mehrere darüber liegenden Aufbauschichten 220 können auf der Oberseite des Brücken-Dies 212 ausgebildet sein. Die darüber liegende Aufbauschicht 220 kann Metallkontakte 222, 224 aufweisen, die Metallleiterbahnen und/oder Vias 218, die in einer oder mehreren Back-End-of-Line(BEOL)-Zwischenverbindungsschichten 216 des Brücken-Dies 212 ausgebildet sind, ausrichten und kontaktieren können. Falls die darüber liegende Aufbauschicht 220 auch die oberste Aufbauschicht ist, wie hier dargestellt, dann können die Dies 226, 228 darauf montiert werden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen ist die Aufbauschicht 220, die über dem Brücken-Die 212 liegt, möglicherweise nicht die oberste Aufbauschicht. In diesen Fällen können eine oder mehrere Aufbauschichten über der Aufbauschicht vorhanden sein, die über dem Brücken-Die 212 liegen und diesen kontaktieren, und die Dies 226, 228 können auf dieser einen oder diesen mehreren Aufbauschichten montiert sein.One or more overlying build-up
Die Dies 226, 228 können auf dem Halbleiter-Package 200 mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen in beispielhaften Ausführungsformen unter Verwendung von Die-zu-Package-Verbindungen 230, 232, 234, 236 verschiedener Typen und/oder Abmessungen montiert werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Die-zu-Package-Verbindungen 230, 234, die über oder in relativer Nähe zum Brücken-Die 212 liegen können, enger sein (z. B. kleinere Größe, reduzierter Pitch und/oder höhere räumliche Dichte usw.) als die Die-zu-Package-Verbindungen 232, 236, die nicht über dem Brücken-Die 212 und/oder nicht in relativer Nähe zum Brücken-Die 212 liegen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Die-zu-Package-Verbindungen 230, 232, 234, 236 mit einem oder mehreren Leistungsabgabemetallkontakten 224 der Aufbauschicht 220 verbunden sein, die mit Leistungsabgabemetallleitbahnen und/oder Vias 218 der Verbindungsschicht(en) 216 des Brücken-Dies 212 verbunden sein können, die wiederum mit dem Bulk 214 des Brücken-Dies 212 verbunden ein können, die ferner wiederum mit dem Leistungsebenenkontakt 206 der Aufbauschicht 204 verbunden sein können. Somit kann durch den vorgenannten Pfad Leistung an einen oder mehrere der Dies 226, 228 durch den Bulk 214 des Brücken-Dies 212 gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung zugeführt werden.The dies 226, 228 may be mounted on the
Der erste Die 226 und der zweite Die 228 können elektrisch und mechanisch an der Package-Aufbauschicht 220 durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus angebracht sein, einschließlich Metallsäulen (z. B. Kupfersäulen), Flip-Chip-Bumps, Löt-Bumps, eines beliebigen Typs von bleiarmen oder bleifreien Löt-Bumps, Zinn-Kupfer-Bumps, Drahtbonds, Wedge-Bonds, C4, ACF, NCF, Kombinationen davon oder dergleichen, aber nicht darauf beschränkt. Pick-and-Place-Werkzeuge und - Prozesse können beispielsweise verwendet werden, um die Dies 226, 228 auf dem Package auszurichten und anzubringen. In beispielhaften Ausführungsformen können Kupfersäulen zur Anbringung des Dies verwendet werden. Die Kupfersäulen können von beliebiger geeigneter Größe sein. Beispielsweise können die Kupfersäulen ungefähr im Bereich von etwa 10 µm bis etwa 150 µm in der Breite liegen. Die Dies 226, 228 können durch beliebige geeignete Mechanismen am Halbleitersubstrat ausgerichtet und angebracht werden. Beispielsweise kann ein thermosonischer Prozess verwendet werden, um die Kupfersäulen unter Verwendung von Gold/Nickel, Zinn/Blei oder einer beliebigen geeigneten Metallurgie mit entsprechenden Pads auf dem Package-Substrat zu verschmelzen. Als eine andere beispielhafte Ausführungsform kann ein Wellenlötprozess verwendet werden, um die Dies 226, 228 an der Package-Aufbauschicht 220 anzubringen.First die 226 and
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Unterfüllungsmaterial 238, 240 um die Die-zu-Package-Kontakte 230, 232, 234, 236 zwischen den Dies 226, 228 und der Aufbauschicht 220 bereitgestellt werden. Repräsentative Epoxidmaterialien im Unterfüllungsmaterial 238, 240 können ein Amin-Epoxid, Imidizol-Epoxid, ein Phenol-Epoxid oder ein Anhydrid-Epoxid einschließen. Andere Beispiele für Unterfüllungsmaterial schließen Polyimid, Benzocyclobuten (BCB), eine Bismaleimid-artige Unterfüllung, eine Unterfüllung von Polybenzoxazin (PBO) oder eine Unterfüllung von Polynorbornen ein. Zusätzlich kann das Unterfüllungsmaterial 238, 240 ein Füllmaterial, wie beispielsweise Silica, einschließen. Das Unterfüllungsmaterial 238, 240 kann durch Schleuderbeschichtungs-, Extrusionsbeschichtungs- oder Sprühbeschichtungstechniken eingebracht werden. In einer anderen Ausführungsform schließt das Unterfüllungsmaterial 238, 240 ein Standardfertigungspassivierungsmaterial ein, wie beispielsweise ein anorganisches Passivierungsmaterial (z. B. Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid) oder organisches Passivierungsmaterial (z. B. Polyimid).In example embodiments, the
Das Formteil 242 kann auf der oberen Oberfläche der Aufbauschicht 220 angeordnet sein und die Dies 226, 228 einkapseln. Das Formmaterial kann ein beliebiges geeignetes Formmaterial sein. Beispielsweise kann das Formmaterial eine flüssig verteilte wärmehärtende Epoxidharzformmasse sein. Die Formmasse kann auf der Oberfläche der Aufbauschicht 220 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Mechanismus abgeschieden werden, einschließlich Flüssigkeitsverteilung, Schleuderbeschichtung, Sprühbeschichtung, Rakel, Siebdruck, Kombinationen davon oder dergleichen, jedoch nicht darauf beschränkt.Molding 242 may be disposed on the top surface of
Die Formmasse kann, nachdem sie auf der oberen Oberfläche der Aufbauschicht 220 verteilt worden ist, ausgehärtet werden, während Druck durch eine Chase-Oberfläche darauf angewendet wird. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Chase (z. B. eine relativ flache Oberfläche, die auf die Oberseite des flüssigen Formmaterials gepresst wird, das auf der Oberseite der Aufbauschicht 220 angeordnet ist) selbst erhitzt werden. Nach dem Aushärten (z. B. Vernetzen) kann sich die abgeschiedene Formmasse erhärten und ein Formteil 242 ausbilden, um an der Aufbauschicht 220 zu haften und die Dies 226, 228 einzukapseln. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Formteil 242 Füllstoffe und/oder andere Materialien darin aufweisen, um den Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE, Coefficient of Thermal Expansion) bevorzugt zu steuern, Spannungen zu reduzieren, flammhemmende Eigenschaften zu verleihen, die Adhäsion zu fördern und/oder die Feuchtigkeitsaufnahme im Formteil 242 zu reduzieren. Das Formteil 242 kann in beispielhaften Ausführungsformen eine beliebige geeignete Dicke aufweisen.The molding compound, after being spread on the top surface of
Wie oben offenbart, kann das Halbleiter-Package 200 mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen Durchgangsbohrungen 244 aufweisen, die im Kern 202 ausgebildet sind. Diese Durchgangsbohrungen 244 können eine elektrische Konnektivität der Dies 226, 228 mit einer oder mehreren Aufbauschichten 246 auf der Unterseite bereitstellen. Ähnlich wie die Aufbauschichten 204, 210 auf der Oberseite kann/können die Aufbauschicht(en) 246 auf der Unterseite auch ein dielektrisches Material 248, wie beispielsweise ein dielektrisches Laminatmaterial, und Metallkontakte 250 aufweisen. Obwohl eine einzelne Aufbauschicht auf der Unterseite des Halbleiter-Packages 200 gezeigt ist, versteht es sich, dass auf der Unterseite des Halbleiter-Packages 200 eine beliebige geeignete Anzahl von Aufbauschichten vorhanden sein kann. Es versteht sich, dass in einigen beispielhaften Verarbeitungsschemata eine Mehrzahl von Aufbauschichten auf der Unterseite des Halbleiter-Packages 200 vorhanden sein können. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann in der Tat eine gleiche Anzahl von Aufbauschichten auf der Unterseite wie auf der Oberseite des Halbleiter-Packages 200 vorhanden sein. In einigen Fällen können die Prozesse zum Ausbilden von Aufbauschichten dafür zugänglich sein, Aufbauschichten auf beiden Seiten des Kerns 202 nahezu gleichzeitig und auf eine relativ kosteneffektive Weise auszubilden. Beispielsweise kann ein dielektrisches Material für eine Aufbauschicht gleichzeitig auf beiden Seiten des Kerns 202 laminiert werden.As disclosed above, the
In beispielhaften Ausführungsformen können Kontakte 252 für Package-Ebenen-E/A auf der/den Aufbauschicht(en) 246 auf der Unterseite bereitgestellt sein. Die Kontakte 252 können beliebige geeignete Kontakte für Halbleiter-Package-zu-Board-Zwischenverbindungen sein, wie beispielsweise Kugelgitteranordnung(BGA, Ball Grid Array)- oder andere Flächenarraykontakte.In example embodiments,
Bei Block 402 kann eine Leistungsebenenzwischenverbindung auf einem Package-Substrat ausgebildet werden. Es versteht sich, dass das Package-Substrat zu diesem Zeitpunkt in Plattenform vorliegen kann und mit einer Mehrzahl anderer Halbleiter-Packages verarbeitet werden kann, die auf der gleichen Package-Substratplatte gefertigt werden. Zu einem späteren Zeitpunkt kann das Package-Substrat vereinzelt werden (z. B. durch Laserablation, Säge usw.), um einzelne Package-Substrate auszubilden. Die Leistungsebenenzwischenverbindung kann eine Aufbauschicht mit aufgebautem Dielektrikum und Metallleiterbahnen und/oder Pads sein, die darin angeordnet sind. Die Leistungsebenenzwischenverbindung kann einen Leistungsebenenkontakt aufweisen, der auf ihrer Oberfläche angeordnet ist. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Leistungsebenenzwischenverbindung direkt über dem Kern des Halbleiter-Packages liegen, und in anderen Fällen kann die Leistungsebenenzwischenverbindung über (einer) anderen Aufbauschicht(en) liegen, die auf der Oberseite des Kerns angeordnet ist/sind. In einigen alternativen beispielhaften Ausführungsformen versteht es sich, dass bei der Fertigung des Halbleiter-Packages möglicherweise kein Kern vorhanden ist. In diesen kernlosen Designs kann immer noch eine Leistungsebene vorhanden sein, die ausgebildet werden kann, beispielsweise durch Aufbau auf anderen Aufbauschichten (z. B. darunter liegenden Aufbauschichten).At
Bei Block 404 können eine oder mehrere Zwischenverbindungsschichten auf der Oberseite der Leistungsebene ausgebildet werden. Wie die Leistungsebenenzwischenverbindung können die eine oder die mehreren Zwischenverbindungsschichten Aufbauschichten mit Metallleiterbahnen und/oder Pads eines dielektrischen Aufbaumaterials sein. In beispielhaften Ausführungsformen können die Aufbauschichten möglicherweise keine Leiterbahnen und/oder Pads aufweisen, die über dem Leistungsebenenkontakt in der Leistungsebenenschicht liegen. Mit anderen Worten kann es eine Ausschlusszone für Metallmerkmale in den Aufbauschichten geben, wo die Kavität für den Brücken-Die ausgebildet werden soll.At
Bei Block 406 kann eine Kavität in der einen oder den mehreren Zwischenverbindungsschichten ausgebildet werden, und leitfähiges Material kann innerhalb der Kavität und in Kontakt mit dem Leistungsebenenkontakt aufgetragen werden. Die Kavität kann durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus ausgebildet werden, einschließlich strukturierter Nassätzung, strukturierter Trockenätzung, Laserablation, Nassreinigung, Kombinationen davon oder dergleichen, aber nicht darauf beschränkt. In einigen Fällen kann der Metallkontakt vor dem Ausbilden der Aufbauschichten bei Block 404 oberflächenbehandelt werden, so dass sich das dielektrische Material der darüber liegenden Aufbauschichten relativ sauber von der Oberfläche des Leistungsebenenkontakts löst. Nachdem der Leistungsebenenkontakt an der Unterseite der Kavität freigelegt ist, kann der leitfähige Klebstoff darauf angeordnet werden.At
Bei Block 408 kann der Brücken-Die so in die Kavität eingesetzt werden, dass die Rückseite des Brücken-Dies die leitfähige Paste kontaktiert. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Brücken-Die über der Kavität ausgerichtet und in die Kavität eingesetzt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann dieser Prozess unter Verwendung von Pick-and-Place-Werkzeugen zum Ausrichten und Anordnen des Brücken-Dies innerhalb der Kavität durchgeführt werden. Der Brücken-Die kann in beispielhaften Ausführungsformen eine Höhe aufweisen, so dass die obere Oberfläche (z. B. die obere Oberfläche des Brücken-Dies und die obere Oberfläche der bisher gefertigten obersten Aufbauschicht) des bisher ausgebildeten Halbleiter-Packages nach dem Einsetzen in die Kavität relativ planar ist. Die Unterseite des Brücken-Dies kann so angeordnet werden, dass ein ohmscher Kontakt mit dem Leistungsebenenkontakt erzielt wird. Die obere Oberfläche des Brücken-Dies kann relativ zum Rest des Halbleiter-Packages angeordnet werden, so dass ein Kontakt zu einem oder mehreren elektrischen Pads auf der Oberfläche des Brücken-Dies hergestellt werden kann.At
Bei Block 410 kann wenigstens eine zusätzliche Package-Zwischenverbindungsschicht auf der Oberseite des Brücken-Dies ausgebildet werden, wobei die wenigstens eine zusätzliche Package-Zwischenverbindungsschicht Zwischenverbindungen aufweisen kann, die Metallleiterbahnen des Brücken-Dies kontaktieren. Die wenigstens eine zusätzliche Package-Zwischenverbindungsschicht in Form einer oder mehrerer Aufbauschichten kann so ausgebildet sein, dass sie einen elektrischen Kontakt zu einem oder mehreren Pads auf der Oberfläche des Brücken-Dies herstellt. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Aufbauschicht, die unmittelbar auf der Oberseite des Brücken-Dies ausgebildet ist, elektrische Kontakte mit dem darunter liegenden Brücken-Die und/oder anderen Aufbauschichten, die den Brücken-Die umgeben, aufweisen.At
Bei Block 412 können ein oder mehrere Dies für integrierte Schaltungen auf der Oberseite der wenigstens einen zusätzlichen Package-Zwischenverbindungsschicht montiert werden. Die Dies können eine beliebige geeignete elektronische Vorrichtung sein, wie beispielsweise eine halbleiterbasierte elektronische Vorrichtung. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Die eine integrierte Schaltung (IC, Integrated Circuit) mit wenigstens einer aktiven Vorrichtung (z. B. Transistor, Dioden usw.) und/oder passiven Vorrichtung (z. B. Widerstände, Induktoren, Kondensatoren usw.) sein.At
Es sollte angemerkt werden, dass das Verfahren 400 gemäß bestimmten Ausführungsformen der Offenbarung auf verschiedene Weisen modifiziert werden kann. Beispielsweise können eine oder mehrere Operationen des Verfahrens 400 in anderen Ausführungsformen der Offenbarung eliminiert oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Zusätzlich können andere Operationen gemäß anderen Ausführungsformen der Offenbarung zum Verfahren 400 hinzugefügt werden.It should be noted that the
Der Wafer 500 kann vor dem Dotieren gereinigt werden. Der Dotierungsprozess kann einen beliebigen von einem Ionenimplantationsprozess und/oder einem Diffusionsprozess aufweisen. Dotierstoffmaterial kann durch Ionenimplantation eingebracht werden. In beispielhaften Ausführungsformen, in denen eine Ionenimplantation zum Dotieren verwendet wird, kann eine relativ dünne Schicht von Oxid (z. B. SiO2, Tetraethylorthosilicat-abgeschiedenes Oxid (TEOS) usw.) vor dem Ionenimplantationsprozess gezüchtet und/oder abgeschieden werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die dünne Oxidschicht geopfert und vor einer nachfolgenden Verarbeitung gestrippt werden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann die dünne Oxidschicht auf der Oberfläche verbleiben und die nachfolgende Verarbeitung des Wafers 500 nicht stören. Die Ionenimplantation kann mit beliebiger geeigneter Energie, Dosis und/oder Strom durchgeführt werden. Nach dem Ionenimplantationsprozess kann ein Wärme-/Glühprozess durchgeführt werden, um den Dotierstoff 502 (z. B. diffundiertes Dotierstoffmaterial) zu aktivieren und/oder zu treiben. In beispielhaften Ausführungsformen können Donordotierstoffe (ND) (z. B. Phosphor, Arsen, Wismut, Antimon usw.) verwendet werden, um einen Wafer 500 vom n-Typ auszubilden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können Akzeptordotierstoffe (NA) (z. B. Bor usw.) verwendet werden, um einen Wafer 500 vom p-Typ auszubilden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann der Dotierungsprozess durch thermische Diffusion durchgeführt werden, indem Dotierstoffe (ND oder NA) 502 auf der Oberfläche und/oder in der Gasphase auf der Oberfläche des Wafers 500 eingebracht werden. Der thermische Prozess kann in beispielhaften Ausführungsformen die Dotierstoffe 502 in den Wafer 500, wie beispielsweise durch Ficksche Diffusion (z. B. entsprechend Ficks zweitem Diffusionsgesetz), treiben.The
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Wafer 500 wenigstens relativ proximal zur oberen Oberfläche auf ungefähr einen Bereich von etwa 1018 cm-3 bis etwa 1020 cm-3 dotiert sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Dotierungsdichte des Donordotierstoffs 502 ungefähr 1020 cm-3 betragen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Wafer 500 degeneriert dotiert sein. Die Resistivität nach dem Dotieren des Wafers 500 kann in beispielhaften Ausführungsformen ungefähr im Bereich von etwa 10-5 Ω•cm bis etwa 10-3 Ω•cm liegen.In example embodiments, the
Nach dem Ausbilden (z. B. Züchten oder Abscheiden) des Dielektrikums 506 können eine Reihe von Prozessen durchgeführt werden, um Kontakte 508 mit dem Bulk-Silizium-Wafer 500 auszubilden. Diese Prozesse können einen Strukturierungsprozess, wie beispielsweise einen Photolithographieprozess, aufweisen, wobei ein lichtempfindlicher Photoresist auf der Oberseite des Dielektrikums 506 abgeschieden werden kann und strukturiert werden kann, indem ein Licht mit geeigneter Frequenz durch eine Maske (z. B. eine gemusterte Schablone) darauf gerichtet wird und der Photoresist entwickelt wird. Obwohl ein photolithographischer Strukturierungsprozess erörtert wird, versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Strukturierungsprozess (z. B. Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen, Schablonenprägung, Siebdruck usw.) für den Zweck der Definition der Positionen der Bulk-Kontakte 508 verwendet werden kann. Nach dem Ausbilden einer Photoresistmaske können die Kontaktlöcher im Dielektrikum 506 geätzt werden. Das Ätzen des Dielektrikums kann einen beliebigen geeigneten Mechanismus beinhalten, einschließlich Nassätzen und/oder Trockenätzen, aber nicht darauf beschränkt. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann ein Plasmaätzen, wie beispielsweise ein magnetfeldunterstütztes reaktives Ionenätzen (MERIE, Magnetically Enhanced Reactive Ion Etch), durchgeführt werden, um die Kontaktlöcher für den dotierten Bulk-Wafer 500 auszubilden. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Photoresist nach dem Ausbilden des Kontaktlochs gestrippt/verascht werden. Nachdem die Kontaktlöcher ausgebildet sind, können die Kontaktlöcher mit Metall oder einem beliebigen anderen geeigneten Leiter gefüllt werden, um die Kontakte 508 auszubilden. Die Kontaktlöcher können unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Metallabscheidungsprozesses gefüllt werden, einschließlich CVD, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD, Physical Vapor Deposition) und/oder Plattieren, aber nicht darauf beschränkt. In beispielhaften Ausführungsformen können die Kontaktlöcher mit Wolfram (W) oder einem anderen Refraktärmetall unter Verwendung eines CVD-Prozesses gefüllt werden. In diesen oder anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Wolfram über der Oberfläche des Dielektrikums 506 abgeschieden werden, während es in den Kontaktlöchern abgeschieden wird. Ein chemisch-mechanischer Polierprozess (CMP-Prozess) kann durchgeführt werden, um das Wolfram von der Oberfläche des Dielektrikums 506 zu entfernen. In einigen alternativen Ausführungsformen können die Kontakte 508 vor dem Füllen mit Wolfram mit anderen Refraktärmetallen und/oder deren Nitriden (z. B. Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN) usw.) ausgekleidet sein.After forming (e.g., growing or depositing) the dielectric 506, a number of processes may be performed to form
In beispielhaften Ausführungsformen können die Prozesse, die am Ausbilden der Gräben 518, 526 und der Vias 516, 524 in den Metallzwischenverbindungsschichten 510, 520 beteiligt sind, ein beliebiger geeigneter Prozess zum Abscheiden von Dielektrikum, Strukturieren von Vias, Ätzen von Vias, Strukturieren von Gräben, Ätzen von Gräben und Füllen von Vias und Gräben mit Metall und Rückpolieren von überschüssigem Metall sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann ein erster Photolithographieprozess (z. B. Spin-on-Resist, Belichtung, Entwicklung usw.) durchgeführt werden, um mit dem Photoresist die Vias 516, 524 der Metallzwischenverbindungsschichten 510, 520 zu definieren. Nach dem Definieren der Vias 516, 524 können die Durchkontaktierungslöcher geätzt werden, wie beispielsweise durch Verwendung eines MERIE-Prozesses mit einer beliebigen geeigneten Chemie (z. B. Chemien mit CF4, C2F6, C3F8, C4F6, C4F8 usw.), und der Photoresist kann gestrippt werden. Ein zweiter Photolithographieprozess kann durchgeführt werden, um die Gräben 518, 526 in den Metallzwischenverbindungsschichten 510, 520 zu definieren. Die Gräben 518, 526 können dann bis zu einer gewünschten Tiefe innerhalb des Dielektrikums 512, 522 geätzt werden, und dann kann der Photoresist gestrippt werden. Nach dem Ausbilden des Vias und der Grabenvertiefung können eine Metallauskleidung und/oder eine Barrieremetallschicht (z. B. TaN, TiN usw.) in einer kontinuierlichen Weise über den Wänden der Durchkontaktierungslöcher und Grabenkavitäten sowie der Oberfläche des Wafer-Dielektrikums 512, 522 abgeschieden werden. Die Barrieremetallschicht kann mittels eines beliebigen geeigneten Mechanismus, wie beispielsweise durch CVD, abgeschieden werden. Nach dem Abscheiden der Barrieremetallschicht kann eine Keimschicht aus Kupfer auf der Oberseite der Barrieremetallschicht durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus, wie beispielsweise PVD, abgeschieden werden. Der Keim kann eine kontinuierliche (z. B. elektrisch kontinuierliche) Schicht sein, um eine nachfolgende Elektroplattierung zu ermöglichen. Nach dem Abscheiden der Cu-Keimschicht kann eine Cu-Elektroplattierung unter Verwendung von beliebigen geeigneten Prozessparametern und -chemien durchgeführt werden, wie beispielsweise einer Kupfer(II)-lösung mit Tensiden und Inhibitoren, um das Bottom-up-Via-Füllen zu verbessern. Der Cu-Elektroplattierungsprozess kann die Vias und Gräben füllen sowie Cu auf der Oberfläche des Dielektrikums abscheiden. Nach der Cu-Elektroplattierung kann ein CMP-Prozess durchgeführt werden, um die Cu-Plattierung, den Cu-Keim und das Barrieremetall von der Oberfläche des Dielektrikums 512, 522 zu entfernen.In example embodiments, the processes involved in forming the
Bei Block 602 kann eine obere Oberfläche von Bulk-Silizium dotiert sein. Wie oben erörtert, kann das Dotieren durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus durchgeführt werden, einschließlich Diffusion, Ionenimplantation, Kombinationen davon oder dergleichen, aber nicht darauf beschränkt. Bei Block 604 können dielektrische und Bulk-Siliziumkontakte ausgebildet werden. Das Dielektrikum kann ein beliebiges geeignetes gezüchtetes Dielektrikum (z. B. Si02) und/oder abgeschiedenes Dielektrikum (z. B. TEOS-abgeschiedenes Dielektrikum, 3MS-abgeschiedenes Dielektrikum, 2MS-abgeschiedenes Dielektrikum, Low-k-Dielektrikum usw.) sein. Kontakte können unter Verwendung beliebiger geeigneter Prozesse ausgebildet werden, wie beispielsweise Strukturieren, Ätzen, Photoresist-Stripping, Barrieremetallabscheidung, CMP usw. Bei Block 606 können eine oder mehrere Metallzwischenverbindungsschichten ausgebildet werden. Die eine oder mehreren Metallzwischenverbindungsschichten können durch einen beliebigen geeigneten Prozess ausgebildet werden, einschließlich Via-First-Trench-Last, Trench-First-Via-Last, Single-Inlaid, Dual-Inlaid, Cu-Zwischenverbindungen, subtraktives Metall, Al-Zwischenverbindungen, Kombinationen davon oder dergleichen, aber nicht darauf beschränkt. Es versteht sich, dass einige der auf dem Brücken-Wafer gefertigten Zwischenverbindungen für die Zwecke des Leitens von Signalen zwischen zwei oder mehr Dies, die im Halbleiter-Package in einem Package sind, mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen verwendet werden können, wie hierin offenbart.At
Bei Block 608 kann eine rückseitige Dünnung des Bulk-Wafers durchgeführt werden. Der Dünnungsprozess kann eine beliebige geeignete Sequenz von Schleifen, Polieren und/oder Reinigen verwenden. Der Dünnungsprozess kann in situ überwacht werden, um eine Zieldicke zu erreichen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Zieldicke ein ganzzahliges Vielfaches der Dicke der Aufbauschichten sein, die auf der Oberfläche des Halbleiter-Packages ausgebildet sind, wie hierin beschrieben. Bei Block 610 kann Rückseitenmetall auf dem Wafer abgeschieden werden. In einigen Fällen kann eine Rückseitendotierung vor dem Abscheiden des Rückseitenmetalls durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Rückseite degeneriert dotiert werden, um einen guten ohmschen Kontakt zum Rückseitenmetall auszubilden. Das Rückseitenmetall kann durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus, wie beispielsweise CVD, PVD und/oder Plattieren, abgeschieden werden. In Block 612 können eine Reinigung und Vereinzelung durchgeführt werden. Die Vereinzelung kann mittels Dicing-Tape durchgeführt werden. Nach dem Dicing kann der Brücken-Die auf einem Dicing-Tape derart gehalten werden, dass der Brücken-Die unter Verwendung von Pick-and-Place-Werkzeugen zum Anordnen in der Kavität, die in den Halbleiter-Packages ausgebildet ist, aufgenommen werden kann, wie hierin beschrieben.At
Es sollte angemerkt werden, dass das Verfahren 600 gemäß bestimmten Ausführungsformen der Offenbarung auf verschiedene Weisen modifiziert werden kann. Beispielsweise können eine oder mehrere Operationen des Verfahrens 600 in anderen Ausführungsformen der Offenbarung eliminiert oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Zusätzlich können andere Operationen gemäß anderen Ausführungsformen der Offenbarung zum Verfahren 600 hinzugefügt werden.It should be noted that the
Es versteht sich, dass es sich bei der hierin beschriebenen Vorrichtung um einen beliebigen geeigneten Typ von Mikroelektronik-Packaging und Konfigurationen davon handeln kann, einschließlich beispielsweise System-in-Package (SiP), Systemon-Package (SoP), Package-on-Package (PoP), Interposer-Package, 3D-gestapeltes Package usw. In der Tat kann jeder geeignete Typ von mikroelektronischen Komponenten in den Halbleiter-Packages mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen bereitgestellt werden, wie hierin beschrieben. Beispielsweise können Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Basisbandprozessoren, digitale Signalprozessoren, Speicher-Dies, Field-Gate-Arrays, Logik-Gate-Dies, passive Komponenten-Dies, MEMSs, Oberflächenmontagevorrichtungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Basisbandprozessoren, Verstärker, Filter, Kombinationen davon oder dergleichen in den Halbleiter-Packages mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen in einem Package sein, wie hierin offenbart. Die Halbleiter-Packages mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen, wie hierin offenbart, können in einer beliebigen Vielfalt von elektronischen Vorrichtungen bereitgestellt werden, einschließlich Verbraucher-, Industrie-, Militär-, Kommunikations-, Infrastruktur- und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen.It is understood that the device described herein may be any suitable type of microelectronics packaging and configurations thereof including, for example, system-in-package (SiP), system-on-package (SoP), package-on-package (PoP), interposer package, 3D stacked package, etc. In fact, any suitable type of microelectronic components can be provided in the semiconductor packages with through bridge die interconnects as described herein. For example, microcontrollers, microprocessors, baseband processors, digital signal processors, memory dies, field gate arrays, logic gate dies, passive component dies, MEMSs, surface mount devices, application specific integrated circuits, baseband processors, amplifiers, filters, combinations thereof, or the like in the semiconductor packages with through bridge die connections in a package as disclosed herein. The semiconductor packages with through-bridge die interconnects as disclosed herein may be provided in any variety of electronic devices including consumer, industrial, military, communications, infrastructure, and/or other electronic devices.
Das Halbleiter-Package mit Brücken-Die-Verbindungen, wie hierin beschrieben, kann verwendet werden, um einen oder mehrere Prozessoren aufzunehmen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können ohne Einschränkung eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, Central Processing Unit), einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Computer mit reduziertem Befehlssatz (RISC, Reduced Instruction Set Computer), einen Computer mit komplexem Befehlssatz (CISC, Complex Instruction Set Computer), einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine beliebige Kombination davon aufweisen. Die Prozessoren können auch eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs, Application Specific Integrated Circuits) oder anwendungsspezifische Standardprodukte (ASSPs, Application Specific Standard Products) zum Handhaben spezifieller Datenverarbeitungsfunktionen oder -aufgaben aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen können die Prozessoren auf einem Intel® Architektursystem basieren, und der eine oder die mehreren Prozessoren und jeder Chipsatz, der in einer elektronischen Vorrichtung eingeschlossen ist, kann aus einer Familie von Intel® Prozessoren und Chipsätzen stammen, wie beispielsweise die Intel® Atom® Prozessorfamilie oder Intel-64-Prozessoren (z. B. Sandy Bridge®, Ivy Bridge®, Haswell®, Broadwell®, Skylake® usw.).The semiconductor package with bridge die connections as described herein can be used to house one or more processors. The one or more processors may include, without limitation, a central processing unit (CPU), a digital signal processor (DSP), a reduced instruction set computer (RISC), a complex instruction set (CISC) computer instruction set computer), a microprocessor, a microcontroller, a field programmable gate array (FPGA), or any combination thereof. The processors may also include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs) or Application Specific Standard Products (ASSPs) for handling specific data processing functions or tasks. In certain embodiments, the processors may be based on an Intel® architecture system, and the one or more processors and each chipset included in an electronic device may be from a family of Intel® processors and chipsets, such as the Intel® Atom ® processor family or Intel 64 processors (e.g. Sandy Bridge®, Ivy Bridge®, Haswell®, Broadwell®, Skylake®, etc.).
Zusätzlich oder alternativ kann das Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen, wie hierin beschrieben, verwendet werden, um einen oder mehrere Speicherchips aufzunehmen. Der Speicher kann eine oder mehrere flüchtige und/oder nichtflüchtige Speichervorrichtungen aufweisen, einschließlich magnetischer Speichervorrichtungen, Nur-Lese-Speicher (ROM, Read-Only Memory), Direktzugriffsspeicher (RAM, Random Access Memory), dynamischem RAM (DRAM), statischem RAM (SRAM), synchronem dynamischem RAM (SDRAM), Doppeldatenraten(DDR)-SDRAM (DDR-SDRAM), RAM-BUS-DRAM (RDRAM), Flash-Speichervorrichtungen, elektrisch löschbarem programmierbarem Nur-Lese-Speicher (EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), nichtflüchtigem RAM (NVRAM, Non-Volatile RAM), USB(Universeller Serieller Bus)-Wechselspeicher oder Kombinationen davon, aber nicht darauf beschränkt.Additionally or alternatively, the semiconductor package with via bridge die connections as described herein may be used to house one or more memory chips. The memory may include one or more volatile and/or non-volatile memory devices, including magnetic memory devices, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), dynamic RAM (DRAM), static RAM ( SRAM), synchronous dynamic RAM (SDRAM), double data rate (DDR) SDRAM (DDR-SDRAM), RAM-BUS DRAM (RDRAM), flash memory devices, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM). -Only Memory), Non-Volatile RAM (NVRAM), USB (Universal Serial Bus) removable memory, or combinations thereof, but not limited to.
In beispielhaften Ausführungsformen kann die elektronische Vorrichtung, in der das Halbleiter-Package mit Durchgangsbrücken-Die-Verbindungen bereitgestellt ist, eine Rechenvorrichtung sein. Eine derartige Rechenvorrichtung kann eine oder mehrere Platinen aufnehmen, auf denen das Halbleiter-Package mit Brücken-Die-Verbindungen angeordnet sein kann. Die Platine kann eine Anzahl von Komponenten aufweisen, unter anderem, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Prozessor und/oder wenigstens einen Kommunikationschip. Der Prozessor kann physikalisch und elektrisch mit der Platine verbunden sein, beispielsweise durch elektrische Verbindungen des Halbleiter-Packages mit einer EMI-Abschirmung. Die Rechenvorrichtung kann ferner eine Mehrzahl von Kommunikationschips aufweisen. Zum Beispiel kann ein erster Kommunikationschip einer drahtlosen Kommunikation mit kürzerer Reichweite, wie beispielsweise Wi-Fi und Bluetooth, dediziert sein, und ein zweiter Kommunikationschip kann einer drahtlosen Kommunikation mit größerer Reichweite, wie beispielsweise GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO und andere, dediziert sein. In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung ein Laptop, ein Netbook, ein Notebook, ein Ultrabook, ein Smartphone, ein Tablet, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein ultramobiler PC, ein Mobiltelefon, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Drucker, ein Scanner, ein Monitor, eine Set-Top-Box, eine Unterhaltungssteuereinheit, eine Digitalkamera, ein portables Musikwiedergabegerät, ein digitaler Videorekorder, Kombinationen davon oder dergleichen sein. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung eine beliebige andere elektronische Vorrichtung sein, die Daten verarbeitet.In example embodiments, the electronic device in which the semiconductor package is provided with through bridge die connections may be a computing device. Such a computing device may house one or more circuit boards on which the semiconductor package may be placed with bridge die connections. The circuit board may include a number of components including, but not limited to, a processor and/or at least one communications chip. The processor may be physically and electrically connected to the board, such as by electrically connecting the semiconductor package to an EMI shield. The computing device may further include a plurality of communication chips. For example, a first communication chip may be dedicated to shorter-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and a second communication chip may be dedicated to longer-range wireless communication such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO and others, be dedicated. In various exemplary embodiments, the computing device may be a laptop, netbook, notebook, ultrabook, smartphone, tablet, personal digital assistant (PDA), ultra-mobile PC, mobile phone, desktop computer, server, printer , a scanner, a monitor, a set-top box, an entertainment controller, a digital camera, a portable music player, a digital video recorder, combinations thereof, or the like. In other exemplary embodiments, the computing device may be any other electronic device that processes data.
Verschiedene Merkmale, Aspekte und Ausführungsformen sind hierin beschrieben worden. Die Merkmale, Aspekte und Ausführungsformen eignen sich zur Kombination miteinander ebenso wie zu Variationen und Modifikationen, wie es von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden wird. Die vorliegende Offenbarung sollte daher als derartige Kombinationen, Variationen und Modifikationen umfassend betrachtet werden.Various features, aspects and embodiments have been described herein. The features, aspects, and embodiments are capable of combination with one another, as well as variations and modifications, as will be understood by those skilled in the art. The present disclosure should therefore be considered to encompass such combinations, variations and modifications.
Die Begriffe und Ausdrücke, die hierin verwendet wurden, dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es besteht keine Absicht, bei der Verwendung derartiger Begriffe und Ausdrücke irgendwelche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale (oder Teile davon) auszuschließen. Dementsprechend sollen die Ansprüche alle derartigen Äquivalente abdecken.The terms and expressions used herein are for the purpose of description rather than limitation, and there is no intention in the use of such terms and expressions to exclude any equivalents of the features (or portions thereof) shown and described. Accordingly, the claims are intended to cover all such equivalents.
Obgleich die Offenbarung verschiedene Ausführungsformen einschließt, einschließlich wenigstens einer besten Art, versteht es sich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen angesichts der vorstehenden Beschreibung für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sind. sind in einem veranschaulichenden und nicht einschränkenden Sinne zu interpretieren.While the disclosure includes various embodiments, including at least a best mode, it is understood that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the foregoing description. are to be interpreted in an illustrative and non-limiting sense.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um bestimmte Ausführungsformen der Offenbarung, einschließlich der besten Art, zu offenbaren und auch Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, bestimmte Ausführungsformen der Offenbarung umzusetzen, einschließlich Herstellen und Verwenden von beliebigen Geräten, Vorrichtungen oder Systemen und Durchführen von beliebigen integrierten Verfahren und Prozessen.This written description uses examples to disclose specific embodiments of the disclosure, including the best mode, and also to enable any person skilled in the art to practice specific embodiments of the disclosure, including making and using any device, device, or system and performing any integrated procedures and processes.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung kann ein Halbleiter-Package vorhanden sein, umfassend: eine erste Aufbauschicht mit einer oberen Oberfläche und einer der oberen Oberfläche gegenüberliegenden unteren Oberfläche, wobei die erste Aufbauschicht einen Leistungskontakt auf der oberen Oberfläche der ersten Aufbauschicht aufweist; eine zweite Aufbauschicht, die über der ersten Aufbauschicht liegt und einen Hohlraum aufweist, der über dem Leistungskontakt liegt; einen Brücken-Die, der innerhalb des Hohlraums der zweiten Aufbauschicht angeordnet ist, wobei der Brücken-Die eine Brücken-Die-Rückseite und eine Brücken-Die-Oberseite aufweist, wobei die Brücken-Die-Oberseite eine Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten aufweist, wobei die Brücken-Die-Rückseite elektrisch mit dem Leistungskontakt gekoppelt ist; und eine dritte Aufbauschicht, die über der Oberseite des Brücken-Dies liegend und über der zweiten Aufbauschicht angeordnet ist, wobei die dritte Aufbauschicht eine Zwischenverbindungsleiterbahn aufweist, wobei die Zwischenverbindungsleiterbahn elektrisch mit einem ersten Brücken-Die-Oberseitenkontakt der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten gekoppelt ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein leitfähiger Klebstoff zwischen dem Leistungskontakt und der Brücken-Die-Rückseite angeordnet sein. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Brücken-Die-Rückseite eine Brücken-Die-Rückseitenmetallschicht, und wobei der leitfähige Klebstoff das Brücken-Die-Rückseitenmetall kontaktiert. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Halbleiter-Package ferner einen Die, der auf der dritten Aufbauschicht angeordnet und elektrisch mit der Zwischenverbindungsleiterbahn verbunden ist.According to example embodiments of the disclosure, there may be a semiconductor package comprising: a first build-up layer having a top surface and a bottom surface opposite the top surface, the first build-up layer having a power contact on the top surface of the first build-up layer; a second build-up layer overlying the first build-up layer and having a cavity overlying the power contact; a bridge die disposed within the cavity of the second build-up layer, the bridge die having a bridge die back and a bridge die top, the bridge die top having a plurality of bridge die top contacts wherein the bridge die back is electrically coupled to the power contact; and a third build-up layer overlying the top of the bridge die and disposed over the second build-up layer, the third build-up layer having an interconnection trace, the interconnection trace electrically connected to a first bridge-die top-side contact of the plurality of bridge-die top-side contacts is coupled. In example embodiments, a conductive adhesive may be placed between the power contact and the bridge die backside. In further exemplary embodiments, the bridge die backside comprises a bridge die backside metal layer and wherein the conductive adhesive contacts the bridge die backside metal. In still further example embodiments, the semiconductor package further includes a die disposed on the third build-up layer and electrically connected to the interconnection trace.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen ist der Die ein erster Die, und ferner umfassend einen zweiten Die, der auf der dritten Aufbauschicht angeordnet ist, wobei der erste Die über die Zwischenverbindungsleiterbahn elektrisch mit dem zweiten Die gekoppelt ist. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist die Zwischenverbindungsleiterbahn eine erste Zwischenverbindungsleiterbahn, wobei der Die über eine erste Die-zu-Package-Verbindung elektrisch mit der ersten Zwischenverbindungsleiterbahn verbunden ist, wobei der Die ferner über eine zweite Die-zu-Package-Verbindung elektrisch mit einer zweiten Zwischenverbindungsleiterbahn der dritten Aufbauschicht verbunden ist, und wobei die zweite Die-zu-Package-Verbindung eine größere Größe als die erste Die-zu-Package-Verbindung aufweist. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist der erste Brücken-Die-Oberseitenkontakt durch einen Brücken-Die über einen Brücken-Die-Bulk elektrisch mit der Brücken-Die-Rückseite gekoppelt. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist der Hohlraum ein erster Hohlraum, und ferner umfassend eine vierte Aufbauschicht, die über der zweiten Aufbauschicht und unter der dritten Aufbauschicht angeordnet ist, wobei die vierte Aufbauschicht einen zweiten Hohlraum aufweist, der über dem Leistungskontakt liegt, und wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum eine Kavität definieren, in der der Brücken-Die angeordnet ist. In einigen beispielhaften Ausführungsformen umfasst der Brücken-Die einen Bulk-Teil, der elektrisch mit einem Rückseitenmetall gekoppelt ist, das auf der Brücken-Die-Rückseite bereitgestellt wird, und wobei wenigstens einer der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten elektrisch mit dem Bulk-Teil gekoppelt ist, um Leistung durch den Bulk-Teil des Brücken-Dies zu dem wenigstens einen der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten und zu einem oder mehreren Dies, die elektrisch mit dem wenigstens einen der Mehrzahl von Brücken-Die-Oberseitenkontakten verbunden sind, zu leiten. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Halbleiter-Package ferner eine vierte Aufbauschicht umfassen. Des Weiteren kann das Halbleiter-Package einen Package-Kern aufweisen, wobei der Package-Kern eine obere Package-Kernoberfläche und eine untere Package-Kernoberfläche aufweist; eine vierte Aufbauschicht, die auf der unteren Package-Kernoberfläche ausgebildet ist; und einen oder mehrere Package-zu-Board-Kontakten, die elektrisch mit der vierten Aufbauschicht gekoppelt sind.According to example embodiments, the die is a first die, and further comprising a second die disposed on the third build-up layer, wherein the first die is electrically coupled to the second die via the interconnection trace. In further exemplary embodiments, the interconnection trace is a first interconnection trace, the die being electrically connected to the first interconnection trace via a first die-to-package connection, and the die being further electrically connected to a second via a second die-to-package connection interconnection trace of the third build-up layer, and wherein the second die-to-package connection has a larger size than the first die-to-package connection. In still other exemplary embodiments, the first bridge die top contact is electrically coupled to the bridge die backside through a bridge die via a bridge die bulk. In still further exemplary embodiments, the cavity is a first cavity, and further comprising a fourth build-up layer disposed above the second build-up layer and below the third build-up layer, the fourth build-up layer having a second cavity overlying the power contact, and wherein the first cavity and the second cavity define a cavity in which the bridge die is arranged. In some example embodiments, the bridge die includes a bulk portion that is electrically coupled to a backside metal provided on the bridge die backside, and at least one of the plurality of bridge die top side contacts is electrically connected to the bulk portion is coupled to provide power through the bulk portion of the bridge die to the at least one of the plurality of bridge die top contacts and to one or more dies electrically connected to the at least one of the plurality of bridge die top contacts , to direct. In example embodiments, the semiconductor package may further include a fourth build-up layer. Furthermore, the semiconductor package may have a package core, the package core having an upper package core surface and a lower package core surface; a fourth build-up layer formed on the lower package core surface; and one or more package-to-board contacts electrically coupled to the fourth build-up layer.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann ein Verfahren vorhanden sein, umfassend: Ausbilden einer ersten Aufbauschicht, wobei die erste Aufbauschicht einen Leistungskontakt aufweist; Ausbilden einer oder mehrerer zweiter Aufbauschichten, die über der ersten Aufbauschicht liegen; Entfernen von Teilen der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten, um eine Kavität in der einen oder den mehreren zweiten Aufbauschichten auszubilden; Bereitstellen eines Brücken-Dies innerhalb der Kavität, wobei eine Rückseite des Brücken-Dies elektrisch mit dem Leistungskontakt verbunden ist; Ausbilden einer oder mehrerer dritter Aufbauschichten, die über dem Brücken-Die und der einen oder den mehreren zweiten Aufbauschichten liegen; und Anbringen eines ersten Dies und eines zweiten Dies an Zwischenverbindungen, die auf der einen oder den mehreren dritten Aufbauschichten bereitgestellt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Verfahren das Durchschneiden der ersten Aufbauschicht, der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten und der einen oder mehreren dritten Aufbauschichten umfassen, um ein Halbleiter-Package mit dem Brücken-Die zu vereinzeln. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Ausbilden der ersten Aufbauschicht das Ausbilden der ersten Aufbauschicht auf einer Oberseite eines Package-Kerns. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Ausbilden einer oder mehrerer vierter Aufbauschichten auf der Unterseite des Package-Kerns; und Ausbilden einer oder mehrerer Package-zu-Board-Verbindungen auf der einen oder den mehreren vierten Aufbauschichten. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Entfernen der Teile der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten ferner eine Laserablation der Teile der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten, um den Leistungskontakt freizulegen, der unter der einen oder den mehreren zweiten Aufbauschichten liegt.According to example embodiments, there may be a method comprising: forming a first build-up layer, the first build-up layer having a power contact; forming one or more second build layers overlying the first build layer; removing portions of the one or more second build-up layers to form a cavity in the one or more second build-up layers; providing a bridge die within the cavity, a backside of the bridge die being electrically connected to the power contact; forming one or more third build-up layers overlying the bridge die and the one or more second build-up layers; and attaching a first die and a second die to interconnects provided on the one or more third build-up layers. In example embodiments, the method may include cutting through the first build-up layer, the one or more second build-up layers, and the one or more third build-up layers to singulate a semiconductor package with the bridge die. In further example embodiments, forming the first build-up layer includes forming the first build-up layer on a top surface of a package core. In still other example embodiments, the method includes forming one or more fourth build-up layers on the bottom side of the package core; and forming one or more package-to-board connections on the one or more fourth layers of construction. In still other example embodiments, removing the portions of the one or more second build-up layers further comprises laser ablating the portions of the one or more second build-up layers to expose the power contact underlying the one or more second build-up layers.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung umfasst das Verfahren das Abscheiden eines leitfähigen Klebstoffs innerhalb der Kavität. In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Bereitstellen des Brücken-Dies innerhalb der Kavität ferner das Ausrichten des Brücken-Dies über der Kavität und dann das Anordnen des Brücken-Dies innerhalb der Kavität, wobei ein Volumen der Kavität größer als ein Volumen des Brücken-Dies ist. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Bereitstellen des Brücken-Dies innerhalb der Kavität ferner: Dotieren eines Wafers; Ausbilden eines oder mehrerer Bulk-Kontakte auf einer Oberseite des Wafers; Ausbilden einer oder mehrerer Metallzwischenverbindungsschichten über dem einen oder den mehreren Bulk-Kontakten; Dünnen des Wafers auf einer Unterseite des Wafers; Abscheiden von Rückseitenmetall auf der Unterseite des Wafers; und Vereinzeln des Wafers zum Ausbilden des Brücken-Dies. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Dünnen des Wafers das Dünnen des Wafers auf eine Dicke, die im Wesentlichen gleich der Dicke der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten ist. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Anbringen eines ersten Dies: Verbinden eines ersten Kontakts des ersten Dies mit einem ersten Pad auf der einen oder den mehreren dritten Aufbauschichten; und Verbinden eines zweiten Kontakts des ersten Dies mit einem zweiten Pad auf der einen oder den mehreren dritten Aufbauschichten, wobei das erste Pad eine kleinere Fläche als das zweite Pad aufweist, und wobei das erste Pad über dem Brücken-Die liegt und das zweite Pad nicht über dem Brücken-Die liegt.According to some exemplary embodiments of the disclosure, the method includes depositing a conductive adhesive within the cavity. In exemplary embodiments, providing the bridge die within the cavity further includes aligning the bridge die over the cavity and then placing the bridge die within the cavity, wherein a volume of the cavity is greater than a volume of the bridge die. In other exemplary embodiments, providing the bridge die within the cavity further includes: doping a wafer; forming one or more bulk contacts on a top surface of the wafer; forming one or more metal interconnect layers over the one or more bulk contacts; thinning the wafer on a bottom side of the wafer; depositing backside metal on the underside of the wafer; and dicing the wafer to form the bridge die. In still other example embodiments, thinning the wafer includes thinning the wafer to a thickness substantially equal to the thickness of the one or more second build-up layers. In still further example embodiments, attaching a first die includes: connecting a first contact of the first die to a first pad on the one or more third build-up layers; and connecting a second contact of the first die to a second pad on the one or more third build-up layers, wherein the first pad has a smaller area than the second pad, and wherein the first pad overlies the bridge die and the second pad does not over the bridge die lies.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE112015007283 | 2015-12-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112015007283B3 true DE112015007283B3 (en) | 2022-03-31 |
Family
ID=80624924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112015007283.7T Active DE112015007283B3 (en) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | SEMICONDUCTOR PACKAGE WITH THROUGH BRIDGES-THE-CONNECTIONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE112015007283B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210305133A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Intel Coporation | Open cavity bridge power delivery architectures and processes |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014107514A1 (en) | 2013-05-28 | 2015-03-26 | Intel Corporation | BRIDGE CONNECTION WITH SHOWN CONNECTION STRUCTURES |
WO2015130264A1 (en) | 2014-02-26 | 2015-09-03 | Intel Corporation | Embedded multi-device bridge with through-bridge conductive via signal connection |
-
2015
- 2015-12-22 DE DE112015007283.7T patent/DE112015007283B3/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014107514A1 (en) | 2013-05-28 | 2015-03-26 | Intel Corporation | BRIDGE CONNECTION WITH SHOWN CONNECTION STRUCTURES |
WO2015130264A1 (en) | 2014-02-26 | 2015-09-03 | Intel Corporation | Embedded multi-device bridge with through-bridge conductive via signal connection |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210305133A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Intel Coporation | Open cavity bridge power delivery architectures and processes |
US12027448B2 (en) * | 2020-03-24 | 2024-07-02 | Intel Corporation | Open cavity bridge power delivery architectures and processes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112015007213B4 (en) | SEMICONDUCTOR PACKAGE WITH THROUGH-BRIDGE-DIE-CONNECTIONS AND METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR PACKAGE | |
DE102017117815B4 (en) | Structure of a semiconductor package and manufacturing method | |
DE102018108051B4 (en) | Integrated fan-out packages and methods for their manufacture | |
DE102016119033B4 (en) | Integrated passive device package and method of forming the same | |
DE102019103729B4 (en) | SEMICONDUCTOR PACKAGE AND METHOD | |
DE102016100274B4 (en) | PROCEDURES AND PACKAGES FOR THE STRUCTURE OF A THREE-DIMENSIONAL CHIP STACKING | |
DE102015105952B4 (en) | Semiconductor device and method | |
DE102015105990B4 (en) | Semiconductor component and manufacturing process | |
DE102020104147B4 (en) | SEMICONDUCTOR COMPONENTS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE102015105855B4 (en) | Semiconductor housings and methods for forming them | |
DE102019118492B4 (en) | Embedded voltage regulator structure and method of forming same and method of operating same | |
DE102015017329B3 (en) | Manufacturing method of a semiconductor device | |
DE102018130035B4 (en) | PACKAGE AND PROCEDURE | |
DE102019116734A1 (en) | FAN OUT PACKAGE WITH A CONTROLLABLE STANDOFF DISTANCE | |
DE102018102085B3 (en) | Semiconductor device and method | |
DE102018117689A1 (en) | Support info packages to reduce deflection | |
DE102018111574A1 (en) | ALIGNING CONTACT HILLS IN A FAN-OUT HOUSING PROCESS | |
DE102018106434B4 (en) | Semiconductor component and method for its manufacture | |
DE102019114984B4 (en) | PACKAGE FOR INTEGRATED CIRCUITS AND PROCESSES | |
DE102018127314B4 (en) | Integrated circuit package and method | |
DE102019117199A1 (en) | FAN-OUT PACKAGES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE102021102227B4 (en) | Heat dissipation in semiconductor packages and methods for forming the same | |
DE102018125372B4 (en) | ELECTROMAGNETIC SHIELDING CONSTRUCTION IN AN INFO PACKAGE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
DE102016114814B4 (en) | Semiconductor device and manufacturing method | |
DE102017122831A1 (en) | Housing structures and training methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R129 | Divisional application from |
Ref document number: 112015007213 Country of ref document: DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R130 | Divisional application to |
Ref document number: 112015007294 Country of ref document: DE |
|
R020 | Patent grant now final |