TW200910568A - Semiconductor device package and fabricating method thereof - Google Patents
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Description
200910568 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體裝置,尤其係關於一種半導體裝置 封裝及其製造方法。本發明之半導體裝置封裝及其製造方法可適 用於包含有互連糸統(SBI,system by interconnection)結構之廣泛 的應用場合。 【先前技術】 通常,當半導體裝置之尺寸減小時,此半導體裝置可具有更 強的高科技功能並耗費更少的電力。因此,人們需要一種更小並 且更輕的半導體裝置封裝。 但是,在微觀線寬(micr〇sc〇piclinewidth)、高集成度單元以 及高速驅_方面,習知的縣技卿無法社半導體技術之發 T如’某些高料導體裝置封裝之電訊號襄驗中至少% 二由曰a >!間所產生之封裝遲延引起的。崎於某些較大的系 ^而σ 電訊號遲延總數中至少戰都是由這種封裝遲延引 $ 口此改進半導體裝置之縣技術正變得越來越重要。 -舌二由於半導體裝置封料於擴散㈣片所產生之敎量有 者重要的影響,…罝有 之性能,進而最终 ¥哀置所產生的熱量會降低此半導體裝置 ;可能導致此半導體裝置之可靠性降低 200910568 【發明内容】 鑒於以上之_,本發明之目的在於提供—種半導體裝置封 裝及其製造;η ||以提高半導體裝朗裝之散熱效率。 曰本發明—實施例之半導體裝置封裝係包含:基板;至少兩個 片係女政於此基板之上,藉以在一個或多個晶片與此基板之 邊緣之間形成空間;絕緣層,係覆蓋於晶片上,此絕緣層係包含: 夕個通孔||以。卩分地曝露出上述至少兩個晶片;以及溝槽,係 位於通些通孔之間,其中此絕緣層係具有至少兩個孔洞型樣,係 4於此工間巾’以及金屬層,係被填充於這些通孔與溝槽中。 '散熱孔型樣。 本發明第二實施例之半導體裝置封裝係包含:基板呈 —個有效_及-麵效區,射,此無效區侧繞於此有效區; V兩個aa>} ’係安裝於此基板之有效區上;以及絕緣層,係形 成於安裝有至少兩個^之基板上,藉以於無效區上形成一個第 6 —依據本發明第三實施例’―種半導體裝置城的製造方法係 =3於基板上安裝至少兩個晶片,並使所述至少兩個晶片分開 第-空間,同時使這些晶片與基板之邊沿分開藉以形成 _-,間,於其上安裝有所述至少兩個晶片之基板上形成絕綠 ^透過對此絕緣層進行選擇錄刻,藉以形成多個孔洞,係用 ,分地«出所輕少兩個⑼,並於第—帥與第二 200910568 之至少-個空間中形成至少兩個孔洞型樣;透過對此絕緣層進行 選擇性侧,於·之_細#,糾連接這些通孔;於包含 有至少兩個·賴、通孔及溝槽之絕緣層上形成金屬層;以及 透過對位於通孔與溝槽上之—部分金屬層進行拋光,藉以形成金 屬導線。 本發明第四實_之半導體裝置的製造方法係包含:將基板 (劃分為有效區與無效區,並於此有效區上安裝至少兩個晶片;於 其上安裝有所述至少兩個晶片之基板上形成絕緣層丨以及透過對 此絕緣層進行選擇性綱,形成熱擴散孔_樣,藉以部分地曝 露出此無效區。 其中,此發_容僅以簡化形式於概紅提供了—些選擇, ^在以下實施方式之部分巾將進行詳盡的描述。同時,此發明内 《1不-定與申請專概圍中特別指明之_特徵或重要特性相 同且不可用於限定本發明之申請專利範圍。 1 ^明其他的特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述,並 ;、’过巾即可明顯得知,或者從本發明之技術的實踐中得 处且本♦明之特徵可以透過本發明之申請專利範圍中特別指明 日Q人、、且5得以貫現並獲得。此外,本發明之特徵可以透過本 發明所記載的說明書與申請專利範圍得以更加全面地理解,或者 從本發明之實踐中得出。 【實施方式】 200910568 以下,將結合附輯本發明之實施例進行詳盡地描述。透過 下文對本發明實施例所進行的充分描述,任何_姆技敲者皆 可將本發日•同時,在猶縣㈣之朗之餅下, 可應用本發明之其它實施例,同時也可在結構上、.上及電學 結構上改變本發明之實施例。此外,還應當理解:軸本發明之 不同實施姻存在差異,但這些實關卻不-定是互斥的。例如, 其中-個實施例中所描述的特性、結構或特徵可包含於另一實施 例中。因此’下面騎行之描述並非肋限定本發明,且本發明 之專利保護範關視本說明#_之申請專娜圍所界定者為 準。其中,在這些圖示部分中所使用的相同的參考標號可代表相 同或同類部件。 /在下面的描述中,應當理解:將一個元件稱為/第一元 件、第二元件-或相似的名稱,是為了在多個不同的元件中 進行區別。因此’當元件被稱為元件Ί二元件、 相似的名’,應纽解·此處至少提供了兩個這種元件,以供 選用或者交替使用這些元件中之每一元件。 而且’為了便於說明’圖中以放大的形式示出了各種元件之 大小或尺寸。糾,圖帽示出的元件之尺柏_可能不同於 這些元件之實際尺寸的比例。 此外,圖中示出的所有元件並非必須包含於相應的本發明實 施例中’而這些元件也不會對相應的實施娜成限制。因此,可 200910568 以添加或移除某些元件,或在數量上增減這些元件。 「第1圖」為本發明實施例之半導體裝置封裝的設計圖,且 「第2圖」為沿「第1圖」中沿割面線I — I ’分割半導體裝置封 裝所獲得之剖面圖。 如「第1圖」與「第2圖」所示,在半導體裝置封裝1〇〇中, 第一晶片110、第二晶片120及第三晶片130係安裝於基板150 上。雖然此示範性實例中僅示出了三個晶片,但是此基板15〇上 所安裝晶片之數量可以少於三個,也可多於三個。其中,第一晶 片110、第二晶片120及第三晶片130可為從各晶圓上分別選取 的晶片,而將此第一晶片11〇、第二晶片12〇及第三晶片13〇作 為一個封裝,是為了執行更高級的功能。例如,第一晶片11〇、 第二晶片120及第三晶片130中的每一個晶片可從半導體裝置群 組中選取,其中此半導體裝置群組係包含:感測器晶片、靜態隨 機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、快閃 記憶體(flash memory)、邏輯裝置、電力積體晶片(IC,p〇wer integrated chip) > (DSP > digital signal processing) 曰曰片、中央處理單元(CPU,central processing unit)、無線電頻率 (RF ’ radio freqUency)積體晶片以及控制積體晶片。 其中,可使第一晶片110、第二晶片12〇及第三晶片130相 互電性連接,藉以執行單一功能。例如:第一晶片110與第二晶 片120可透過第一導線171進行電性連接,·第二晶片120與第三 9 200910568 晶片130可透過第二導線172進 ^ 仃罨性連接;而第三晶片130與 弟-晶片110可透過第三導線173進行電性連接。 此基板15〇之頂面上可形成有承戴部⑼a。例如,可透過對 基板15〇之頂面進行凹_處理,藉⑽成承載部論。而此 15〇a之底喊平坦的,藉以使第—晶片進、第二晶片⑽及第 三晶片⑽可被放置於此伽之底面上。此處,此基板15〇之邊 沿150b可高於15〇a之承載面(即,底面)。 ”中此基板150可包含一個由硬材料形成的基底。例如, 此基板150可包含有秒基板。 而此基板15〇上所排列之第一晶片11〇、第二晶片12〇及第 二晶片130中的至少兩個晶片可按規定的間隔相互分開。例如, 可對第-晶片11G、第二晶片12G及第三晶片⑽進行排列,藉 以使各晶片與其它晶片分開。此外,還可對第一晶片丨1〇、第二 曰曰片120及第二晶片13〇進行排列,藉以在晶片與基板15〇之邊 沿150b之間形成未被佔用之空間。 同時,可於安裝有第一晶片110、第二晶片120及第三晶片 Π0之基板150上形成第一絕緣層161與第二絕緣層163。其中, 此第一絕緣層161以及第二絕緣層丨63可用於對安裝有第一晶片 110、第二晶片120及第三晶片13〇之基板15〇進行平化處理。 此處,可於第一絕緣層161以及第二絕緣層163中形成通孔 200910568 167V,此通孔167V係用於曝露第一晶片110與第二晶片12〇。同 時,可於第二絕緣層163中形成溝槽167T,此溝槽167Γ係用於 連接通孔167V。其中,此通孔167V與溝槽167T可形成第一孔 洞型樣167a,此第一孔洞型樣167a係用於曝露此第一晶片no — 之焊盤部分與第二晶片120之焊盤部分。 同時,可於第一絕緣層161以及第二絕緣層163中形成通孔 f 167V,此通孔167V’係用於曝露第二晶片120與第三晶片130。 並且,可於第一絕緣層163中形成溝槽167T,,藉以連接通孔 167V’。同時,此通孔167V,與溝槽167T,可形成第二孔洞型樣 167b’此第二孔洞型樣167b係用於曝露此第二晶片12〇之焊盤部 分與第三晶片130之焊盤部分。 進而,可於此第一孔洞型樣167a中填入金屬材料,如銅,藉 以形成第一導線171,此第一導線171係用於電性連接此第一晶 \ 片110與第二晶片120。類似地,可於第二孔洞型樣167b中填入 金屬材料,如銅,藉以形成第二導線172,此第二導線172係用 ’ 於電性連接此第二晶片120與第三晶片130。 其中,第一絕緣層161與第二絕緣層163可具有一個或多個 第三孔洞型樣165,此第三孔洞型樣165係用於曝露基板15〇。其 中,此第三孔洞型樣165係用於擴散因驅動第一晶片11〇、第二 晶片120及第三晶片130而產生之熱量。 11 200910568 此第三孔洞型樣165可位於第—晶片11〇、第二晶片12〇及 第二晶片130中至少油晶片間之空間中,以及第—晶片11〇、 第二晶片120及第三晶片13〇中至少—個晶片與基板15〇之至少 一個邊沿150b間之空間中。 此處,此第三孔洞型樣165之水平剖面可包含有一種形狀, 如:圓形、姻形、三角形、四邊形或類似形狀。而此第三孔洞 型樣165也可以具有各種形狀,藉以使散熱之效果達到最大化。 例如,此第三孔洞型樣165可在平面中具有一種形狀如:,,z,,形。 此處’第二孔洞型樣165之各孔洞的寬度範圍係為1〇〇〇人至 度範圍係為 1〇〇〇A 至 2_A。 而第—孔㈣樣165之各制㈣直深度與水平寬度的縱橫比大 體上為ίο : 1。具體而言,第三孔洞型樣165之各孔洞之垂直深 度大於其水平寬度。 透過第二孔卿樣165所形成之孔_優點在於:例如,增 大了絕緣層163之表面積並引人了—個空氣層。因此,當驅動第 日日片110、第—晶# 120及第三晶片13〇時,可使此半導體褒 置封裝之散熱效果得到改善。 第3圖」至「第n圖」為用於說明「第】圖」與「第2圖」 中所示之半導體裝置封裝的製造方法之剖面圖。 如「第3圖」所示,可首先準備基板15〇。此基板15〇可為 12 200910568 -個由硬材料所形成之基板。例如:此基板15Q可為梦基板。 此基板150彳配設有承載部隱,藉以於此承載部馳上安 裝晶片’其巾此承卿15Ga可包対形錢基板15()頂面之凹 槽。此處,基板150可包含:一個用於安裝晶片之區域(即,有 效區);以及-個不安|晶片之區域(即,無效區)。其中,此承 載部150a中至少包含有效區。 其中,此基板150之邊沿150b可高於承載部施之承載面 (即,底面)。 如第4圖」所示,可將第一晶片11〇、第二晶片及第 二晶片130排列於此基板150之承載部i5〇a上。 如「第5圖」所示’可於其上安裝有第—晶片UG、第二晶 片120及第二晶片13〇之基板15〇上方形成第一初始絕緣層 161a’藉以覆蓋第-晶片110、第二晶片12〇及第三晶片13〇。其 中,此第-初始絕緣層可包含妓化層。具體衫,此第一初始 緣層161a可包含有-個氮切層。此外,帛一初始絕緣層⑹& 可包含有一個姓刻阻斷層。 如「第6圖」所示,可於此第一初始絕緣層161a上形成第二 初始絕緣層163a。其中,此第二初始絕緣層16如可包含有一個氧 化層。例如,此第二初始絕緣層l63a包含有氧化石夕層。 如「第7圖」所示,可透過對此第二初始絕緣層163a進行型 13 200910568 樣加工,藉以形成通孔167V、通孔167V,以及第三孔洞型樣 (在本階段中,不對第一初始絕緣層161a進行型樣加工)。其中, 通孔167Vm67V,可用於曝露第二晶片12〇與第三晶片13〇之上 述區域。其中’所曝露之區域可分別對應於第三晶片之焊盤 分與第二晶片130之焊盤部分。 在形成第二初始絕緣層16允之過程中,通孔167乂與 f之侧深额第三制雜165柯。而由於第—初始絕緣層 161a係為一個蝕刻阻斷層,所以在形成通孔與i67v,之過 私中,此第一初始絕緣層161&可防止晶片受到損害。 如「第8圖」所*,可透過對第二初始絕緣層咖進行型樣 加工與遥擇性韻刻,藉以形成第二絕緣層103,進而形成溝槽 167T、167T,。 其中,溝槽167T可形成於通孔167V之間,藉以電性連接第 、一晶片110與第二晶片120 ’而167T,可形成於通孔167V,之間, 藉以電性連接第二晶片120與第三晶片13〇。具體而言,可透過 對位於第-晶片110與第二晶片12G上之通孔⑹V間的一部分 第二初始絕緣層進行敍刻,藉以使所姓刻之部分比相鄰的第 二初始絕緣層163a更薄,進而形成溝槽167T。類似地,可透過 ,位於第二晶片12〇與第三晶片請上之通孔ΐ67ν,間的一部分 第二初始絕緣層16如進行敍刻,藉以使所敍刻之部分比相鄰的第 二初始絕緣層163a更薄,進而形成溝槽167τ,。 200910568 因此,可形成第-孔洞型樣167a,此第一孔洞型樣職係包 含:通孔跡,係位於第一晶片11〇與第二晶片12〇上;以及溝 槽,係位於通孔167V之間。此外,還可形成第二孔洞型樣 167b,此第三孔_樣167b係包含:通孔167v,,餘於第二晶 片120與第二晶片130上;以及溝槽贿,,係位於通孔·, 之間。 而第三孔洞型樣165可分卿成於第-晶片110、第二晶片 120及第三晶片13〇間之空間中,或形成於第一晶片ιι〇、第二晶 片120及第二晶片13〇間與基板15〇的邊沿缝間之空間中。 其中,此第二孔洞型樣165中各孔洞之寬度範圍係為麵入 至5〇ooA ’或者在某些實施例中’各孔洞之寬度範圍係為ι〇〇〇Α 至2000A。此外,此第三孔洞型樣165中各孔洞之縱橫比大體上 為10: 1(垂直深度:水平寬度)。具體而言,此第三孔洞型樣165 中各孔洞之垂直深度係大於其水平寬度。 由於透過此第二孔洞型樣165至少可以部分地增大絕緣層 163之表面積,所以依照上述示範性原則與技術所製造的半導體 裝置封裝100有利於擴散因驅動晶片而產生之熱量。 如「第9圖」所示,透過對由第一孔洞型樣167a與第二孔洞 型樣167b所曝露出之第一初始絕緣層i61a之相應部分進行钮 刻,可部分地曝露出第二晶片12〇以及部分的第三晶片130。此 15 200910568 外,透過對由第三孔洞型樣165所曝露出之第—初始絕緣層碰 進盯侧’可_此基板15G上相應的部分。依照這種方式, 當對始絕緣層⑹㈣彻㈣,可形成第—絕緣層⑹。 如「第1〇圖」所示,可於第二絕緣層⑹上形成金屬層170。 而此金屬層170可為銅金屬層。 此處,可透過電鑛形成此銅金屬層。而此金屬層m之晶種 金屬層(seed metal layer)之厚度係被設定為與此第三孔洞型樣 165中之-個或多個孔洞的大小或寬度相似。此金屬層⑽之晶 種金屬層可覆蓋此第三孔_樣165巾制之頂端,進而可於此 第三孔洞型樣165之孔_形成空隙。而此金屬層m之晶種金 屬層可被填充於第-孔洞型樣咖與第二孔洞型樣職之孔洞 中’藉以在第一晶片110與第二晶片12〇間形成電性連接。 如「第11圖」所示,可透過化學機械拋光製程(CMp,chemical mechanical polishing)對此金屬層170之上表面進行拋光,直至曝 硌出第一絕緣層163。因此,透過此化學機械拋光製程可移除第 三孔洞型樣165中覆蓋於孔洞頂端之部分金屬層17〇,進而使此 第三孔洞型樣165中之孔洞開放。 其中,可設定透過此化學機械拋光製程對此第二絕緣層163 所進行之拋光厚度或深度’進而不曝露出形成於第一晶片u〇、 第二晶片120及第三晶片130上之各通孔167V、167V,間之溝槽 16 200910568 167T、167T’。另外,還可將此拋光厚度或拋光深度設定得足夠深, 藉以使位於第二孔洞型樣165中之孔洞開放。 因此’填入第—孔洞型樣167a之孔洞内的部分金屬層170可 形成第冷線171 ’此第一導線171係用於電性連接第一晶片11〇 。第一a曰片120。類似地,填入第二孔洞型樣16几之孔洞内的部 分金屬層170可形成第二導線172,此第二導線172係用於電性 連接第二晶片12G與第三晶片請。其中,可透過第二絕緣層163 於此第-導線171與第二導線172之間形成電氣絕緣。 由於第三孔_樣165巾之孔洞的頂端是開放的,增大了此 絕緣層之表面積,因此,半導體裝置封裝⑽可有效地擴散因驅 動晶片而產生之熱量。 「第12圖」為本發明另—實施例之半導體裝置封裝的剖 面圖。在「第12圖」所示之半導體裝置封裝中,與「第2圖」 所示之示範性實财_的部件係透過相_符號進行表示。 士第12圖」所示,第一晶片11〇、第二晶片⑽及第三晶 片130可安裝於基板15〇之承載部15〇a上。 其中’第—絕緣層161可覆蓋於第—晶片11G、第二晶片m 及第三晶片丨30上。而後,第二絕緣層263可覆蓋於此第一絕緣 層161上此外’第-孔洞型樣267&、第二孔洞型樣2仍及第 三孔洞型樣265可形成於第—絕緣層161與第二絕緣層2纪中。 200910568 此處,第三孔洞型樣265可貫穿於第二絕緣層263及第一絕 緣層161 +,藉以部分地曝露出基板150。同時,第一孔洞型樣 267a可貫穿於第二絕緣層施及第—絕緣層i6i中,藉以部分地 ,露出第—晶片11G與第二晶片120。其中,所曝露之部分;包 含有第-晶片110之焊盤部分與第二晶片12G之焊盤部分。同時, 第-孔洞型樣276b也可貫穿於第二絕緣層263及第一絕緣層⑹ 中’藉以部分地曝露出第二晶片12〇與第三晶片13G。而所曝露 部分可包含有第二晶片12〇之焊盤部分與第三晶片⑽之焊盤部 分。 同時,可於第一孔洞型樣267a與第二孔洞型樣267b中形成 U層型樣281與貫通金屬型樣283。其中,此隔離層型樣281 可包含有單獨的-層或透過使複數個層相互堆疊而形成之堆疊 層。此隔離層型樣加可包含有從鈦、氮化鈦、组、氮化组及氣 化矽鈦所組成之群組中選取的至少一種材料。 同時,貫通金屬型樣283可包含鎢(w)。但是,也可用不同 的其它金屬形成此貫通金屬型樣283。 此處’可於第U 11G與第二晶片12Q之間形成第一導線 271。此第一導線271可透過形成於第一孔洞型樣267&之孔洞内 的貝通金屬型樣283電性連接第—晶片11〇與第二晶片12〇。 同時,可於第二晶片120與第三晶片13〇之間形成第二導線 200910568 272。此第二導線272可透過形成於第二孔洞型樣267b之孔洞内 的貫通金屬型樣283電性連接第二晶片12〇與第三晶片13〇。 其中’此第一導線271與第二導線272可包含有從銅、鶴、 鋁、鈦以及钽所組成之群組中所選取的至少一種材料。 而第三孔洞型樣265可分別形成於第一晶片11〇、第二晶片 120及第二晶130間之空間中’以及第—晶片11〇、第二晶片 120、第三晶片130與基板之邊沿15〇b間之空間中。 為了使第二孔洞型樣265之孔洞曝露在外或開放,可於其上 形成有第一導線271與第二導線272之第二絕緣層263上形成第 三絕緣層型樣280。例如,此第三絕緣層型樣28〇可包含有氧化 矽層。而此第三絕緣層型樣280也可曝露出第一導線271與第二 導線272之頂部。 「第13圖」至「第20圖」係為用於對「第12圖」中所示之 半導體裝置封裝之製造方法進行說明的剖面圖。 如「第13圖」所示,基板150可包含有承載部15〇a,此承 載部150a係用於使晶片安裝於此基板150上。同時,此承載部 150a還可包含有形成於此基板15〇之頂部的凹槽。此外,此基板 150之邊沿150b可高於承載部150a之承載面(即,底面)。 如「第13圖」所示’可於此基板150之承載部i5〇a上安裝 第一晶片110、第二晶片120及第三晶片130。 19 200910568 可於此基板150上方形成第—絕緣層⑹,藉以覆蓋第一晶 片110第一晶片120及第三晶片13〇。而後,可於此第一絕緣層 161上形成第二絕緣層263。其中,此第一絕緣層⑹可包含有氣 化層,同時此第二絕緣層263可包含有氧化層。 如「第14圖」所示’可於此第二絕緣層263及第一絕緣層 261中形成第一孔洞型樣267a、第二孔洞型樣鳩及第三孔洞型 一 樣 265。 此處’第一孔洞型樣267a可貫穿於此第二絕緣層263及第一 絕緣層261中,藉以部分地曝露出第一晶片11〇與第二晶片12〇。 其中,所曝露之部分可包含有第—晶片⑽之焊盤部分與第二晶 片120之焊盤部分。同時,第二孔洞型樣鳩可貫穿於第二絕緣 層263及第-絕緣層261巾,藉以部分地曝露出此第二晶片12〇 與第三晶片130。其中,所曝露之部分可包含有第二晶片12〇之 L 盤與苐二晶片之焊盤部分。而第三孔洞型樣265也可 貫穿於此第二絕緣層263及第-絕緣層261巾,藉以部分地曝露 出基板150。 其中,此第三孔洞型樣265之各孔洞的寬度範圍可為1〇〇〇入 至5000人’或者在一些實施例中此寬度範圍可為1〇〇〇A至2〇〇〇入。 此外,第三孔洞型樣265之各孔洞的縱橫比大體上可為1〇 :丨(垂 直深度:水平寬度)。具體而言’此第三孔洞型樣265之各孔洞的 垂直深度係大於其水平寬度。 20 200910568 依據上述的-個或多個示範性原理與技術之形成有第三孔洞 型樣265之半導體裝置封装100的優點至少 上 同 仕於.扶兩了擴散驅 動晶片所產生之熱量之能力。而散熱能力之改善,至少可部分地 歸功於提高了曝露於空氣中之表面積的比例。 其中,此第三孔洞型樣265中之孔洞的尺寸或寬度可小於第 -孔洞型樣267a或第二孔洞型樣腿巾之孔洞。而第三孔洞型 樣265中之孔洞的深度也不同於第一孔洞型樣Μ%或第二孔洞型 樣267b中之孔洞。而由於在對第二絕緣層263進行餘刻之過程中 此第-絕緣層161作為餘刻阻斷層,因此在於第三孔洞型樣撕、 第-孔洞型樣267a及第二孔洞型樣雇中形成孔洞之過程中此 第一絕緣層161可對晶片進行保護。 如「第15圖」所示,可於包含有第二絕緣層263之基板15〇 上方形成隔離層281a。而後,可於此隔離層281a上形成貫通金屬 層 283a。 其中,隔離層281a與貫通金屬型樣283不沈積於第三孔洞型 樣256之孔洞内。這是因為,此第三孔洞型樣256之尺寸小於第 一孔洞型樣267a或第二孔洞型樣267b。例如,此第三孔洞型樣 256之孔洞可小於第一孔洞型樣267a或第二孔洞型樣26%之孔 /同。此外’若透過物理氣相沈積法(pVD,phySjcai vap〇r咖―) 所沈積之隔離層281a的厚度大於此第三孔洞265之尺寸,則可使 此隔離層281a懸挂於此第三孔洞265之開口上。因此,可在此第 21 200910568 三孔洞265之各孔洞内產生空隙。 如「第16圖」所示,可透過化學機械拋光製程對隔離層281a 及貫通金屬層283a進行拋光,藉以使此隔離層281a及貫通金屬 層283a僅形成於第一孔洞型樣267a與第二孔洞型樣267b之孔洞 '内。其中,可對化學機械拋光製程之厚度進行設置,藉以開放此 第三孔洞265之孔洞。 其中,雖然此第二孔洞265之孔洞再次對外開放,但此處可 於此第一孔洞型樣267a與第二孔洞型樣267b之孔洞的内表面上 留下隔離層型樣281及貫通金屬層型樣283。 如「第17圖」所示,可於包含有第二絕緣層263之基板15〇 的上方形成金屬層270。例如,此金屬層27〇可包含有鋁。 其中,可透過物理氣相沈積法使此金屬層27〇形成於基板上 ( 方,但不使此金屬層270形成於第三孔洞型樣265之孔洞中。若 所沈積之金屬層270的厚度大於第三孔洞型樣265之孔洞的尺 . 寸,則此金屬層可覆蓋此第三孔洞型樣265中孔洞的頂部。 因此,可使金屬層270懸掛於第三孔洞型樣265中各孔洞之開口 上,If以於此第三孔洞型樣265中各孔洞内產生空隙。 如「第18圖」所示,可對金屬層27〇進行型樣加工,藉以形 成第一導線271與第二導線272。 透過對與第三孔洞型樣265相應之部分金屬層270進行型樣 22 200910568 加工與選擇性蝕刻可使孔洞開放,藉以曝露出第三孔洞型樣265 中之空隙。同時’還可對部分金屬層270進行侧,藉以於第一 晶片11〇與第二晶片120之間形成第一導線271,並於第二晶片 120與第二晶片130之間形成第二導線272。其中,此第一導線 271可透過形成於第一孔洞型樣267&之孔洞内的貫通金屬型樣 283電性連接第一晶# 11〇與第二晶片12〇。相似地,第二導線 272 了透過成於第一孔洞型樣26^之孔洞内的貫通金屬型樣283 電性連接第二晶片120與第三晶片13〇。 如「第19圖」所示,可於其上形成有第一導線2乃及第二導 線272之基板上方形成第三絕緣層28〇a,藉以對此半導體裝置封 裝200進行平化處理或對此半導體裝置封裝200進行保護。例如, 此第三絕緣層280a可包含有氮化矽層。 其中,所形成之第三絕緣層280a係用於覆蓋此第三孔洞蜇樣 265中孔洞之頂部,藉以於各孔洞内形成空隙。同時,還可使此 第二絕緣層280a覆蓋第一導線271與第二導線272。而後,町透 過化學機械拋光製程對此第三絕緣層28〇a進行拋光,藉以曝露出 第一導線271與第二導線272之頂部。 如「第20圖」所示,透過對第三絕緣層28〇a進行型樣加少, 可形成與第二孔洞型樣265相對應的第四孔洞型樣285。因此< 對此第二絕緣層28〇a進行型樣加工,藉以曝露出第三孔洞蜇槔 265之孔洞或使第三孔洞型樣265之孔洞開放。 23 200910568 第21圖」為本發明另一實施例之半導體裝置封裝300的設 計圖。 如「第21圖」所示,第三孔洞型樣365可形成於一個或多個 工間中’如第-晶片11G'第二晶片12()及第三晶片⑽中至少 兩個晶片間之空財和/或第一晶片m、第二晶片⑽及第三 晶片130與基板15〇之邊沿丨5^間之空間中。 為了曰大幵/成於基板15〇上之絕緣層的表面積,此第三孔洞 型樣365可形成具有〃 z〃形長孔之形狀。 透依據上述的—個或多個實施例所製造的半導體裝置封裝 可達到某些效果和/或優點,例如:過位於晶片間和/或晶片 周圍之孔洞雜’可有效地擴散在對絲於轉體裝置封裝中之 晶片進行驅動之過程中所產生之熱量。此外,可同時於晶片上以 魏洞型樣上形成祕散熱之,藉叫助於快賴造半導體 裝置封裝。同時’依據本發明實施例所製造的半導财置將具有 更好的作業穩定性與可靠性。 6雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上,財並非用以限 定本=明,任何熟習相像技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍 内,當可作些許之更動朗飾,因此本發明之專鄉魏圍須視 本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 24 200910568 第1圖為本發明實關之半導魏置封裝的設計圖; 第2圖為沿第1圖中之割面線!—〗,分割半導體褒置封裝戶 獲得之剖面圖; χ所 弟3圖至弟η圖為用於說明本發明實施例之半導體 之製造方法的剖面圖; 、、裝 第12圖為本發明另一實施例之半導體裝置封裝的剖面圖. 第13圖至第2〇圖為用於說明第12圖中半導體裝置封裝之製 造方法的剖面圖;以及 弟21圖為本發明另一實施例之半導體裝置封裴的設計圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300 半導體裝置封裝 110 第一晶片 120 第二晶片 130 第三晶片 150 基板 150a 承載部 150b 邊沿 161 第一絕緣層 161a 第一初始絕緣層 163 、 263 第二絕緣層 25 200910568 163a 第二初始絕緣層 165 ' 265 ' 365 第三孔洞型樣 167a、267a 第一孔洞型樣 167b 、 267b 第二孔洞型樣 167V、167V, 通孔 167T、167T, 溝槽 170 、 270 金屬層 171 、 271 第一導線 172 、 272 第二導線 173 第三導線 280 第三絕緣層型樣 280a 第三絕緣層 281 隔離層型樣 281a 隔離層 283 貫通金屬型樣 283a 貫通金屬層 285 第四孔洞型樣 26
Claims (1)
- 200910568 十、申請專利範圍: 1. -種半導财置封裝,係包含: 一基板; 至少兩個晶片,係安驗該基板上,藉以於所述一個或多 個晶片與該基板之一邊沿間形成一空間; '巴、’彖層’係覆蓋於該等晶片± ’該絕緣層係具有:多個 通孔,係用於部分地曝露出所述至少兩個晶片;以及一溝槽, 二、、轉通孔之間’其中該絕緣層具有至少兩個孔洞型樣, 所述孔洞型樣係位於該空間中;以及 一金屬層,係填充於該等通孔與該溝槽中。 如申請專利範圍第i項所述之半導體震置封震,其中該絕緣層 係包含.一氮化石夕層;以及一氧化石夕層,係位於該氮化石夕層之 上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置封褒,其中所述至少 兩個孔卿射的至少—佩洞麵之頂部係為開放的。 4. 如申請翻制第1項所述之半導财置縣,其情述至少 兩個孔洞型樣尹的至少一個孔洞型樣係形成於該等晶片間之一 空間中。 5.如ί請專利範圍第】項所述之半導體裝置封裝,射所述至少 兩個孔洞型樣中的至少—個孔洞型樣之剖面係對應於一圓形、 -四邊形、一三角形、一橢圓形以及一,'形長孔形狀中的 一種形狀。 、 200910568 6.如申請專利翻^姻叙轉财置封裳 線係包含銅。 -種半導财置封裝的製造方法,係包含以下步驟: 於一基板上安裳至少兩個晶片,對所述至少兩個晶片 排列,使各晶片相互分開藉以形成—第―帥,並使所述至少 兩個日日片與祿板之—邊沿分開藉以形成—第二空間; / •於其上絲有所述至少_晶片之該基板上形成-絕緣 透過對該絕緣層進行選擇⑽刻以形成多個通孔,藉以部 分地曝露出所述至少兩個晶片,並且於該第一空間與第二空間 中之至v個空間中形成至少兩個孔洞型樣; 透過對該絕緣層進行選擇雜刻,藉以於該等通孔間形成 -溝槽,該溝槽係用於連接該等通孔; 4 其中該金屬導 ;匕3有所述至少兩個孔洞型樣、該等通孔以及該溝槽之 絕緣層上形成一金屬層;以及 透過對形成於料軌與該毅上方之該金屬層的一部 分進行抛光,藉以形成—金屬導線。 々申明專她㈣7項所述之半導職置封裝的製造方法,在 ,成i屬層之步驟中,該金屬層係懸掛於所述至少兩個孔洞 31樣之们或多個孔洞的開口之上,藉以分別於所述一個或多 個孔洞中形成一空隙,其中該金屬層被填充於該等通孔中。 28 200910568 9·如申明專利乾園第7項所述之半導體裝置封裝的製造方法,其 尹於:亥工間中形成該等通孔以及至少兩個孔洞型樣之步驟令, 透過_絕緣層進行選擇性侧,藉以於所述至少兩個晶片間 之該第-空間中形成所述至少兩個孔洞型樣。 10. 一種半導體裝置封裝,係包含: —基板,係具有-有效區以及—無效區,該無效區係環繞 於該有效區; 至乂兩個晶片’係絲於該基板之有效(1上;以及 二絕緣層’係形成於安褒有所述至少兩個晶片之該基板 上4以於,亥無效區上形成一第一熱擴散孔型樣。 η.如申請專利|_ 1G項所述之半導體裝置封裝,還包含: 一通孔型樣’係位於該絕緣層上,藉以部分地曝露出所述 至少兩個晶片;以及 一導線’係位於該絕緣層上,該導線係用於使所述至少兩 個晶片透過該通孔型樣進行電性連接。 12.如申請專利範圍第η項所述之半導體裝置縣,還包含: 一隔離層型樣,係位於該通孔型樣之一内表面上;以及 -貫通金屬型樣’係位於該隔離層上,藉以填充該通孔型 樣。 η.如申請專利範圍第11項所述之半導體裝置封裝,其中該導線係 包含I呂。 29 200910568 14.如申請專利範圍第n項所述之半導體裝置封裝,還包含一平化 層,該平化層雜㈣絕緣層上,藉錢位於該第—熱擴散孔 型樣内的多個孔洞開放並曝露出該導線之頂端。 15·如申請專利範圍第Κ)項所述之半導體裝置龍,還包含一第二 熱擴散孔型樣,係位於該有效區上所安裝的所述至少兩個晶片 間之—空間内。 種半導财置封裝崎造方法,係包含町步驟: 將—基板劃分為-有效區以及一無效區,並於 安裝至少兩個晶片; 狐内 爲於其上安裝有所述至少兩個晶片之基板上形成一絕緣 層;以及 透過對該絕緣層進行選擇性姓刻,藉以形成一熱擴散孔型 1 ’雜擴散孔型樣制於曝露出該無效區之一部分。 申明專利酬第16項所述之半導體裝置封裝的製造方法,還 包含以下步驟·· I、亥、、、e緣層上形成多個通孔型樣,藉以部分地曝露出所述 /兩個曰曰片,其中該等通孔型樣中之一個或多個孔洞的寬度 係大於該熱擴散孔型樣中之孔洞的寬度; 、於包含有該熱擴散孔型樣及該等通孔型樣之絕緣層上形 成一金屬層;以及 k過對邊金屬層進行型樣加卫,藉以形成—金屬導線,該 30 200910568 金屬導線彳_於透過位於料通孔麵巾的孔洞紐連接所述 至少兩個晶片。 18.如申5月專利範圍第17項所述之半導體褒置封裝的製造方法,其 中在形成該金屬層之步驟中,該金屬層係分別懸掛於該熱擴散 孔里樣中一個或多個孔洞之開口處,藉以分別於該熱擴散孔型 . 樣巾之—個或多個孔_形成-皱,並且該金屬層係被填充 於該等通孔中。 f …19.如申請專利範圍第16項所述之半導體裝置封裝的製造方法,還 包含以下步驟: 於該絕緣層上形成多個通孔型樣,藉以部分地曝露出所述 至少兩個晶片; …於包含有賴擴散孔雜與料通孔㈣之該絕緣層上 形成一隔離層以及一貫通金屬層; ( 隔離層與該貫通金屬層進行拋光,_於至少— 個通孔型樣中之-個或多個孔洞内形成一隔離層型樣以及一貫 通金屬層型樣; ‘於包含有離層型樣與該貫通金屬層魏之該絕緣層 上形成一金屬層;以及 透過對該金屬層進行型樣加卫,藉以形成—金屬導線,該 金屬_翻於透過位於駐少—個通孔型樣⑽孔洞電性連 接所述至少兩個晶片。 31 200910568 20.如申請專利範圍第19項所述之半導體裝置封裝的製造方法’其 中在形成該金屬導線後,還包含以下步驟·· 形成一平化層,係覆蓋於該金屬層上; 透過對該平化層進行拋光,藉以曝露出該金屬導線之頂 部,以及 透過對該平化層進行型樣加工,於該平化層上與該絕緣層 上之熱擴散孔型樣相對應的位置處形成一孔洞型樣,藉以使該 絕緣層上該熱擴散孔型樣内的多個孔洞開放。 32
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