TW202205600A - Semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本揭露是關於一種半導體封裝。 相關申請案的交叉參考The present disclosure relates to a semiconductor package. Cross-references to related applications
本申請案主張2020年7月23日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2020-0091844號的優先權,所述韓國專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。This application claims priority to Korean Patent Application No. 10-2020-0091844 filed with the Korea Intellectual Property Office on July 23, 2020, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
半導體封裝經組態以易於使用積體電路晶片作為電子產品的一部分。習知地,半導體封裝包含印刷電路板(printed circuit board;PCB)及半導體晶片晶粒,所述半導體晶片晶粒安裝於PCB上且使用接合線或凸塊電連接至PCB。隨著電子工業的發展,正在進行許多研究以改良半導體封裝的可靠性及耐久性。Semiconductor packages are configured to facilitate the use of integrated circuit chips as part of electronic products. Conventionally, a semiconductor package includes a printed circuit board (PCB) and a semiconductor chip die mounted on the PCB and electrically connected to the PCB using bonding wires or bumps. With the development of the electronics industry, many studies are being conducted to improve the reliability and durability of semiconductor packages.
本發明概念的實施例提供一種具有改良的可靠性的半導體封裝。Embodiments of the inventive concept provide a semiconductor package with improved reliability.
根據本發明概念的實施例,半導體封裝包含:第一半導體晶粒;第二半導體晶粒,堆疊於第一半導體晶粒上,第二半導體晶粒的寬度小於第一半導體晶粒的寬度;第三半導體晶粒,堆疊於第二半導體晶粒上,第三半導體晶粒的寬度小於第一半導體晶粒的寬度;以及模製層,覆蓋第二半導體晶粒及第三半導體晶粒的側表面以及第一半導體晶粒的頂部表面。第二半導體晶粒可包含第一穿孔,且第三半導體晶粒可包含接觸第一穿孔的第一導電接墊。According to an embodiment of the present inventive concept, a semiconductor package includes: a first semiconductor die; a second semiconductor die stacked on the first semiconductor die, the width of the second semiconductor die being smaller than that of the first semiconductor die; three semiconductor die, stacked on the second semiconductor die, the width of the third semiconductor die is smaller than the width of the first semiconductor die; and a molding layer covering the side surfaces of the second semiconductor die and the third semiconductor die and the top surface of the first semiconductor die. The second semiconductor die may include a first through hole, and the third semiconductor die may include a first conductive pad contacting the first through hole.
根據本發明概念的實施例,一種半導體封裝包含依序堆疊的第一子半導體封裝及第二子半導體封裝。第一子半導體封裝可包含:第一重佈線結構;第一半導體晶粒,連接至第一重佈線結構;第一模製層,覆蓋第一半導體晶粒的側表面及第一重佈線結構的頂部表面;以及第一模製通孔,穿透第一模製層。第二子半導體封裝可包含:第二重佈線結構;第二半導體晶粒,連接至第二重佈線結構;以及第二模製層,覆蓋第二半導體晶粒的側表面及第二重佈線結構的頂部表面。第二重佈線結構可包含接觸第一模製通孔的第一重佈線接墊。According to an embodiment of the inventive concept, a semiconductor package includes a first sub-semiconductor package and a second sub-semiconductor package that are sequentially stacked. The first sub-semiconductor package may include: a first redistribution structure; a first semiconductor die connected to the first redistribution structure; a first molding layer covering a side surface of the first semiconductor die and a surface of the first redistribution structure a top surface; and a first molding through hole penetrating the first molding layer. The second sub-semiconductor package may include: a second redistribution structure; a second semiconductor die connected to the second redistribution structure; and a second molding layer covering the side surfaces of the second semiconductor die and the second redistribution structure the top surface. The second redistribution structure may include a first redistribution pad contacting the first molded via.
根據本發明概念的實施例,一種半導體封裝包含:第一半導體晶粒;多個第二半導體晶粒,堆疊於第一半導體晶粒上;以及模製層,覆蓋第二半導體晶粒的側表面及第一半導體晶粒的頂部表面。第二半導體晶粒中的每一者的寬度小於第一半導體晶粒的寬度。第一半導體晶粒可包含:第一基板;第一層間絕緣層,設置於第一基板的前表面上;第一互連線,設置於第一層間絕緣層中;第一保護層,覆蓋第一基板的後表面;以及第一穿孔,穿透第一保護層及第一基板。第二半導體晶粒中的每一者可包含:第二基板;第二層間絕緣層,設置於第二基板的前表面上;第二鈍化層,覆蓋第二層間絕緣層;第二導電接墊,設置於第二鈍化層中;第二互連線,設置於第二層間絕緣層中;第二保護層,覆蓋第二基板的後表面;以及第二穿孔,穿透第二保護層及第二基板。第一穿孔可接觸第二半導體晶粒中的最下部者的第二導電接墊,且第二半導體晶粒中的最下部者的第二穿孔可具有5或大於5的高寬比。According to an embodiment of the present inventive concept, a semiconductor package includes: a first semiconductor die; a plurality of second semiconductor dies stacked on the first semiconductor die; and a molding layer covering side surfaces of the second semiconductor dies and the top surface of the first semiconductor die. The width of each of the second semiconductor die is smaller than the width of the first semiconductor die. The first semiconductor die may include: a first substrate; a first interlayer insulating layer, disposed on the front surface of the first substrate; a first interconnection line, disposed in the first interlayer insulating layer; a first protective layer, covering the rear surface of the first substrate; and a first through hole penetrating the first protective layer and the first substrate. Each of the second semiconductor dies may include: a second substrate; a second interlayer insulating layer disposed on the front surface of the second substrate; a second passivation layer covering the second interlayer insulating layer; a second conductive pad , disposed in the second passivation layer; the second interconnection line, disposed in the second interlayer insulating layer; the second protective layer, covering the rear surface of the second substrate; and the second through hole, penetrating the second protective layer and the first Two substrates. The first through holes may contact the second conductive pads of the lowermost ones of the second semiconductor dies, and the second through holes of the lowermost ones of the second semiconductor dies may have an aspect ratio of 5 or greater.
現將參考隨附圖式更全面地描述本發明概念的實例實施例,在所述隨附圖式中展示實例實施例。Example embodiments of the inventive concepts will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which example embodiments are shown.
圖1為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖1,根據本發明實施例的半導體封裝1000可包含依序堆疊於第一半導體晶粒10上的第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d。第一半導體晶粒10可為與第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d不同種類的晶片。第一半導體晶粒10可為(例如)主要使用一或多個邏輯積體電路來執行邏輯功能的邏輯電路晶片。第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d可為相同種類的記憶體晶片,所述記憶體晶片主要儲存資料且包含包括形成於此處的記憶陣列的積體電路。記憶體晶片可為(例如)DRAM、NAND快閃記憶體、SRAM、MRAM、PRAM以及RRAM晶片中的一者。圖1說明其中堆疊一個邏輯電路晶片及四個記憶體晶片的結構,但邏輯電路晶片及記憶體晶片的堆疊數目不限於此實例且可不同地改變。第一半導體晶粒10的寬度(例如,水平寬度)可大於第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d的寬度。半導體封裝1000可為高頻寬記憶體(high bandwidth memory;HBM)晶片。Referring to FIG. 1 , a
模製層MD可覆蓋第一半導體晶粒10的頂部表面及第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d的側表面。模製層MD可由(例如)絕緣樹脂(例如,環氧樹脂模製化合物(epoxy molding compound;EMC))或其他絕緣材料或不同絕緣樹脂或其他絕緣材料的組合形成,或包含(例如)所述絕緣樹脂或其他絕緣材料或不同絕緣樹脂或其他絕緣材料的組合。模製層MD可更包含分散於絕緣樹脂中的填充劑。填充劑可由(例如)氧化矽(SiO2
)形成或包含(例如)氧化矽(SiO2
)。模製層MD的頂部表面可與第五半導體晶粒100d的第二基板後表面101b共面。如本文中所使用的諸如「相同」、「相等」、「平面」或「共面」的術語涵蓋包含可能(例如)由於製造製程而發生的變化的相同或近似相同。除非上下文或其他陳述另外指示,否則本文中可使用術語「實質上」來強調此含義。The molding layer MD may cover the top surface of the first semiconductor die 10 and the side surfaces of the second semiconductor die 100a, the third semiconductor die 100b, the fourth semiconductor die 100c and the fifth semiconductor die 100d. The molding layer MD may be formed of, for example, an insulating resin (eg, epoxy molding compound (EMC)) or other insulating material or a combination of different insulating resins or other insulating materials, or include, for example, the Insulating resin or other insulating material or a combination of different insulating resins or other insulating materials. The molding layer MD may further include a filler dispersed in the insulating resin. The filler may be formed of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or include, for example, silicon oxide (SiO 2 ). The top surface of the mold layer MD may be coplanar with the second substrate
第一半導體晶粒10可包含第一基板1。第一基板1可為半導體基板,且可包含彼此相對的第一基板前表面1a及第一基板後表面1b。第一基板前表面1a(及半導體晶粒100a至半導體晶粒100d中的其他者的前表面)可為主動表面,鄰近於所述主動表面形成(例如)包含主動裝置的積體電路。第一基板後表面1b(及半導體晶粒100a至半導體晶粒100d中的其他者的後表面)可不具有鄰近於其而形成的任何積體電路。第一層間絕緣層3可設置於第一基板前表面1a上。多層結構的第一電晶體(未展示)及第一線5可設置於第一層間絕緣層3中。第一導電接墊7可設置於第一層間絕緣層3上。第一導電柱27可分別接合至第一導電接墊7。焊料層33可接合至第一導電柱27中的每一者的底部表面。第一層間絕緣層3可覆蓋有(例如)由絕緣材料形成的第一鈍化層9。第一基板後表面1b可覆蓋有(例如)由絕緣材料形成的第一保護層15。可提供第一穿孔11以穿透第一保護層15、第一基板1以及第一層間絕緣層3的一部分。第一穿透絕緣層13可插入於第一穿孔11與第一基板1之間。本文中描述為穿過半導體晶粒的各種穿孔亦描述為基板穿孔或矽穿孔。The first semiconductor die 10 may include the
第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d中的每一者可包含第二基板101。第二基板101可為半導體基板且可包含彼此相對的第二基板前表面101a及第二基板後表面101b。第二層間絕緣層103可設置於第二基板前表面101a上。多層結構的第二電晶體(未展示)及第二線105可設置於第二層間絕緣層103中。第二導電接墊107可設置於第二層間絕緣層103上。第二層間絕緣層103可覆蓋有第二鈍化層109。第二基板後表面101b可覆蓋有第二保護層115。在第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c中的每一者中,可提供第二穿孔111(例如,導通孔)以穿透第二保護層115、第二基板101以及第二層間絕緣層103的一部分。第二穿透絕緣層113可插入於第二穿孔111與第二基板101之間。Each of the second semiconductor die 100 a , the third semiconductor die 100 b , the fourth semiconductor die 100 c , and the
應理解,儘管本文中可使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、組件、區、層以及/或區段,但此等元件、組件、區、層以及/或區段不應受此等術語限制。除非上下文另外指示,否則此等術語僅用於將一個元件、組件、區、層或區段與另一元件、組件、區、層或區段區分開,例如作為命名常規。因此,在不脫離本發明的教示的情況下,可將下文在本說明書的一個章節中所論述的第一元件、組件、區、層或區段稱為本說明書的另一章節中或申請專利範圍中的第二元件、組件、區、層或區段。另外,在某些情況下,即使在本說明書中未使用「第一」、「第二」等來描述術語,但在申請專利範圍中仍可將所述術語稱為「第一」或「第二」,以將不同的所主張元件彼此區分開。It will be understood that, although the terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various elements, components, regions, layers and/or sections, these elements, components, regions, layers and/or sections may not be shall be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another element, component, region, layer or section, such as as a naming convention, unless context dictates otherwise. Thus, a first element, component, region, layer or section discussed below in one section of this specification could be termed in another section or application of this specification without departing from the teachings of the present invention A second element, component, region, layer or section within the scope of the claims. In addition, in some cases, even if "first", "second", etc. are not used to describe terms in this specification, the term may still be referred to as "first" or "second" in the scope of the patent application. two" to distinguish the various claimed elements from each other.
第五半導體晶粒100d可不包含第二穿孔111及第二穿透絕緣層113。第一半導體晶粒10、第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d中的每一者可接觸第一半導體晶粒10、第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d中的一個或兩個相鄰者。舉例而言,第一半導體晶粒10的第一保護層15可接觸第二半導體晶粒100a的第二鈍化層109。第二半導體晶粒100a的第二保護層115可接觸第三半導體晶粒100b的第二鈍化層109等。應理解,當元件被稱為「連接」或「耦接」至另一元件時或「在」另一元件「上」時,所述元件可直接連接或耦接至另一元件或在另一元件上,或可存在介入元件。相比之下,當元件被稱為「直接連接」或「直接耦接」至另一元件,或被稱為「接觸」另一元件或「與」另一元件「接觸」時,接觸點處不存在介入元件。The fifth semiconductor die 100d may not include the second through
第一基板1及第二基板101中的每一者可為半導體基板、矽單晶基板或絕緣層上矽(silicon-on-insulator;SOI)基板。第一基板1及第二基板101可全部為相同類型的基板,或第一基板1及第二基板101中的一些可為不同類型的基板(例如,一些可為半導體基板,而另一些可為絕緣層上矽(SOI)基板)。可使用術語『半導體基板』或『晶粒基板』來指代第一基板1及第二基板101中的每一者,以便將其與將參考圖7描述的封裝基板SB1及封裝基板SB2區分開。第一層間絕緣層3及第二層間絕緣層103可由氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或多孔絕緣材料中的至少一者形成或包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或多孔絕緣材料中的至少一者,且可具有單層或多層結構。第一保護層15及第二保護層115中的每一者可由(例如)氧化矽形成或包含(例如)氧化矽。第一穿透絕緣層13及第二穿透絕緣層113中的每一者可由(例如)諸如氧化矽的絕緣材料形成或包含(例如)所述絕緣材料。第一導電接墊7及第二導電接墊107中的每一者可由金屬材料(例如,銅、鋁、鈷、鎳以及金)中的至少一者形成或包含所述金屬材料中的至少一者。第一導電接墊7及第二導電接墊107以及本文中所描述的其他接墊可形成為具有實質上平坦的頂部表面及底部表面,所述頂部表面及底部表面中的一者可與其各自半導體晶粒的表面共面或可自其各自半導體晶粒的表面凹入,且可將電壓及信號傳送至其各自半導體晶粒且自其各自半導體晶粒傳送電壓及信號。第一導電柱27可由(例如)銅、鈷或鎳中的至少一者形成或包含(例如)銅、鈷或鎳中的至少一者,且可具有柱形狀(例如,具有平坦的頂部表面及底部表面)。第一鈍化層9及第二鈍化層109中的每一者可由(例如)氧化矽、氮化矽或光可成像介電質(photo imageable dielectric;PID)樹脂中的至少一者形成或包含(例如)氧化矽、氮化矽或光可成像介電質(PID)樹脂中的至少一者。第一層間絕緣層3及第二層間絕緣層103中的每一者可由多個層間絕緣層構成,且第一鈍化層9及第二鈍化層109中的每一者可對應於多個層間絕緣層的最頂部層。Each of the
焊料層33可由(例如)呈焊料凸塊或焊料球形狀的(例如)Sn或SnAg形成或包含(例如)呈焊料凸塊或焊料球形狀的(例如)Sn或SnAg。第一穿孔11及第二穿孔111可由(例如)銅形成或包含(例如)銅。
在本實施例中,第一半導體晶粒10可具有第一厚度T1。第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c中的每一者可具有第二厚度T2。第五半導體晶粒100d可具有第三厚度T3。在實施例中,第一厚度T1可等於或大於第二厚度T2。第三厚度T3可大於第二厚度T2。第三厚度T3可等於、大於或小於第一厚度T1。In this embodiment, the first semiconductor die 10 may have a first thickness T1. Each of the
圖2為圖1的部分『P1』的放大截面圖。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion "P1" of FIG. 1 .
參考圖2,第一半導體晶粒10的第一穿孔11可接觸第二半導體晶粒100a的第二導電接墊107。第一穿孔11可接觸第一線5中的一者。舉例而言,第一穿孔11可接觸位於M1層中的第一線5當中最接近第一基板前表面1a的第一線5。第一穿孔11可將第一線5中的一者電連接至第二半導體晶粒100a的第二導電接墊107。第一穿孔11可具有第一寬度W1(例如,在水平方向上)及第一高度H1(例如,在豎直方向上)。在實施例中,藉由將第一高度H1除以第一寬度W1給出的第一高寬比可等於或大於5。在一個實施例中,第一高寬比具有約5與約20之間的值。如圖2中所展示,第一穿孔11的頂部表面可與第一保護層15的頂部表面共面。替代地,第一穿孔11的頂部表面可具有圓形形狀或可自第一保護層15及/或第一半導體晶粒10向外突出。Referring to FIG. 2, the first through
第二半導體晶粒100a的第二穿孔111可接觸第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107。第二穿孔111可接觸第二線105中的一者。舉例而言,第二穿孔111可接觸位於M1層中的第二線105當中最接近第二基板前表面101a的第二線105。第二穿孔111可將第二線105中的一者電連接至第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107。第二穿孔111可具有第二寬度W2及第二高度H2。在實施例中,藉由將第二高度H2除以第二寬度W2給出的第二高寬比可等於或大於5。在一個實施例中,第一高寬比具有約5與約20之間的值。如圖2中所展示,第二穿孔111的頂部表面可與第二保護層115的頂部表面共面。替代地,第二穿孔111的頂部表面可具有圓形形狀或可自第二保護層115及/或第二半導體晶粒100a向外突出。第一寬度W1可等於或類似於第二寬度W2。第一高度H1可等於或類似於第二高度H2。The second through
第一穿透絕緣層13可延伸且可插入於第一穿孔11與第一保護層15之間以及第一穿孔11與第一層間絕緣層3之間。第二穿透絕緣層113可延伸以使得其插入於第二穿孔111與第二保護層115之間以及第二穿孔111與第二層間絕緣層103之間。The first
圖3為圖1的部分『P2』的放大截面圖。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion "P2" of FIG. 1 .
參考圖3,第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107的底部表面可高於第三半導體晶粒100b的第二鈍化層109的底部表面。因此,在此實施例中,第二導電接墊107的底部表面並不與第二鈍化層109的底部表面共面。因此,第三半導體晶粒100b的第二鈍化層109可具有部分暴露的側表面。第二穿孔111的一部分可自第二半導體晶粒100a向外突出。第二穿孔111的頂部表面可具有圓形形狀。第二穿孔111的中心部分可自第二半導體晶粒100a向外突出,且可接觸第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107。第二穿孔111的邊緣ED可與第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107間隔開。空隙區VD可提供於第二穿孔111的邊緣ED與第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107之間。空隙區VD可延伸至第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107與第二半導體晶粒100a的第二保護層115之間以及第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107與第二半導體晶粒100a的第二穿透絕緣層113之間的區中。因此,第三半導體晶粒100b的第二導電接墊107的底部表面、第二半導體晶粒100a的第二保護層115的頂部表面以及第二半導體晶粒100a的第二穿透絕緣層113的頂部表面可暴露於空隙區VD。儘管未說明,但第一穿孔11的形狀亦可與圖3的第二穿孔111實質上相同或類似。3, the bottom surface of the second
在根據本實施例的半導體封裝1000中,下部半導體晶粒的穿孔11及穿孔111可在其間沒有插入任何導電凸塊的情況下接觸上部半導體晶粒的導電接墊107,且半導體封裝的此結構有利於精細間距製程及改良半導體封裝的整合及熱耗散特性。此外,可不必在下部半導體晶粒與上部半導體晶粒之間形成導電凸塊,且可簡化整個製程。另外,在某些實施例中,由於穿孔11及穿孔111的高寬比等於或大於5,因此在製造製程期間可易於執行半導體晶粒的晶粒處理操作。舉例而言,由於穿孔11及穿孔111的高寬比等於或大於5,因此穿孔11及穿孔111可設置為具有相對較大的體積,從而允許穿孔11及穿孔111在第一半導體晶粒10、第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d的接合製程期間(特別是在豎直方向上)的有效熱膨脹,且因此,穿孔11及穿孔111可有效地黏著至導電接墊107。因此,有可能製造具有改良的可靠性的半導體封裝。In the
圖4A至圖4E為依序說明製造具有圖1的截面的半導體封裝的製程的截面圖。4A-4E are cross-sectional views sequentially illustrating a process of fabricating the semiconductor package having the cross-section of FIG. 1 .
參考圖4A,可製備第一晶圓結構WF1。第一晶圓結構WF1具有多個第一晶片區R1及位於其間的第一分離區SR1。第一分離區SR1可為切割道區。第一晶圓結構WF1可包含第二基板101。第二基板101可包含彼此相對的第二基板前表面101a及第二基板後表面101b。最初,與圖4A相比,第二基板101可處於翻轉定向,以使得第二基板前表面101a在第二基板後表面101b上方。第二電晶體(未展示)及覆蓋其的第二層間絕緣層103可形成於第二基板前表面101a上。可蝕刻第二層間絕緣層103的一部分及第二基板101以形成第二穿透孔,且接著第二穿孔111及第二穿透絕緣層113形成於第二穿透孔中。接著形成與第二穿孔111接觸的第二線105及第二層間絕緣層103。隨後,第二導電接墊107及第二鈍化層109形成於第二層間絕緣層103上。接著可倒置(例如,翻轉)第一晶圓結構WF1,以使得第二鈍化層109面向下(如圖4A中所展示),且接著,第一晶圓結構WF1可藉由插入於其間的第一黏著層BL1接合至第一載體基板CR1。第一黏著層BL1可由以下各者中的至少一者形成或包含以下各者中的至少一者:黏著劑、熱固性樹脂、熱塑性樹脂或光固化性樹脂。Referring to FIG. 4A, a first wafer structure WF1 may be prepared. The first wafer structure WF1 has a plurality of first wafer regions R1 and first separation regions SR1 therebetween. The first separation region SR1 may be a scribe line region. The first wafer structure WF1 may include the
參考圖4B,可對第二基板101的第二基板後表面101b執行研磨或回蝕製程,以移除第二基板101的一部分且暴露第二穿透絕緣層113。在實施例中,在完成研磨或回蝕之後,第二基板後表面101b可形成於低於第二穿孔111的末端部分的層級處。可執行研磨製程以減小第二基板101的厚度。第二穿孔111可自第二基板後表面101b突出。第二保護層115可形成於第二基板後表面101b上。可執行研磨製程,以使得第二穿孔111具有5或大於5的第二高寬比。舉例而言,在研磨製程中,可研磨第二穿孔111的一部分或不研磨第二穿孔111,以控制第二高寬比。Referring to FIG. 4B , a grinding or etch-back process may be performed on the second substrate
參考圖4C,可執行化學機械拋光(chemical-mechanical polishing;CMP)或回蝕製程以移除第二保護層115的至少一部分及第二穿透絕緣層113的一部分,且因此,第二穿孔111可暴露於外部。Referring to FIG. 4C , a chemical-mechanical polishing (CMP) or etch-back process may be performed to remove at least a portion of the second
參考圖4D,可執行使用雷射光束或類似者的切割製程以移除第一晶圓結構WF1的第一分離區SR1,且因此,可形成多個半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100c。可藉由此製程形成圖1的第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c。其後,半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100c可自第一黏著層BL1脫離。Referring to FIG. 4D, a dicing process using a laser beam or the like may be performed to remove the first separation region SR1 of the first wafer structure WF1, and thus, a plurality of semiconductor dies 100a, 100b, and semiconductor dies may be formed
可藉由對第一晶圓結構WF1執行切割製程而形成圖1的第五半導體晶粒100d,而無需在第一晶圓結構WF1中形成第二穿孔111及第二穿透絕緣層113的製程。對於第一晶圓結構WF1,可省略薄化第二基板101的研磨製程。The
參考圖4E,可製備第二晶圓結構WF2。第二晶圓結構WF2可具有多個第二晶片區R2及位於其間的第二分離區SR2。第二分離區SR2可為切割道區。第二晶圓結構WF2可包含第一基板1。第二晶片區R2中的每一者可實質上包含參考圖1所描述的第一半導體晶粒10的結構。第一導電凸塊27及焊料層33可形成於第一導電接墊7上,所述第一導電接墊7提供於第二晶圓結構WF2的底部表面上。第二晶圓結構WF2可藉由插入於其間的第二黏著層BL2接合至第二載體基板CR2。第二黏著層BL2可由以下各者中的至少一者形成或包含以下各者中的至少一者:黏著劑、熱固性樹脂、熱塑性樹脂或光固化性樹脂。Referring to FIG. 4E, a second wafer structure WF2 may be prepared. The second wafer structure WF2 may have a plurality of second wafer regions R2 and second separation regions SR2 therebetween. The second separation region SR2 may be a scribe line region. The second wafer structure WF2 may include the
第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d堆疊於第二晶圓結構WF2的第二晶片區R2上。在實施例中,第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d之間可不存在焊料球或導電凸塊。此處,可置放第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d,以使得第一穿孔11及第二穿孔111與第一導電接墊7及第二導電接墊107接觸,且/或第一穿孔11及第二穿孔111彼此對準。由於第二穿孔111的第二高寬比等於或大於5,因此可增加第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c的厚度(例如,圖1中的T2),且在此情況下,可易於對第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c執行晶粒處理操作。若第二高寬比小於5,則第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c的厚度(例如,圖1中的T2)可能太小而無法對第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c執行晶粒處理操作。在此情況下,製程失敗可能增加。The
可對圖4E的結構執行熱壓製程。熱壓製程可在(例如)約360℃的溫度下執行。熱壓製程可導致第一穿孔11及第二穿孔111以及第一導電接墊7及第二導電接墊107的體積膨脹。此處,第一穿孔11及第二穿孔111中的每一者的高寬比等於或大於5,且與第一導電接墊7及第二導電接墊107相比,第一穿孔11及第二穿孔111中的每一者可具有相對較大的初始體積。因此,第一穿孔11及第二穿孔111中的每一者的體積膨脹的量值可相對大於第一導電接墊7及第二導電接墊107中的每一者的體積膨脹的量值。因此,第一穿孔11及第二穿孔111可接合至第一導電接墊7及第二導電接墊107,同時朝向第一導電接墊7及第二導電接墊107擴展。此處,第一穿孔11及第二穿孔111可自第一半導體晶粒10、第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c向外突出,如參考圖3所描述。舉例而言,第一導電接墊7及第二導電接墊107中的任一者可形成為最初具有與第一鈍化層9及第二鈍化層109相比凹入的外部表面(如圖3中所展示),擴展的第一穿孔11及第二穿孔111移動至所述外部表面中,或熱壓之後的最終結果為,第一導電接墊7及第二導電接墊107由於第一穿孔11及第二穿孔111的熱膨脹而被向上推動以產生圖3的空隙區VD。A hot pressing process may be performed on the structure of Figure 4E. The hot pressing process can be performed, for example, at a temperature of about 360°C. The hot pressing process can cause volume expansion of the first through
在接合第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d的熱壓製程之後,可執行模製製程以形成覆蓋第二晶圓結構WF2的頂部表面以及第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b、第四半導體晶粒100c以及第五半導體晶粒100d的側表面的模製層(例如,圖1的MD)。接下來,可執行使用雷射光束或類似者的切割製程以移除第二分離區SR2中的第二晶圓結構WF2及模製層MD,且因此可製造多個半導體封裝(例如,圖1的1000)。其後,半導體封裝1000可與第二黏著層BL2分離。After the hot pressing process of bonding the
在根據本發明概念的實施例的製造半導體封裝的方法中,由於第一穿孔11及第二穿孔111形成為具有5或大於5的高寬比,因此可防止由晶粒處理操作中的技術困難引起的製程失敗或接合失敗。因此,可改良半導體封裝的可靠性及生產良率。In the method of manufacturing a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept, since the first through
圖5A為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。圖5B為圖5A的部分『P1』的放大截面圖。5A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the portion "P1" of FIG. 5A.
參考圖5A及圖5B,在根據本實施例的半導體封裝1001中,第一半導體晶粒10可具有第一厚度T1。第二半導體晶粒100a、第三半導體晶粒100b以及第四半導體晶粒100c中的每一者可具有第二厚度T2。第五半導體晶粒100d可具有第三厚度T3。第二厚度T2可大於第一厚度T1,且可小於第三厚度T3。藉由將第一高度H1除以第一寬度W1而給出的第一穿孔11的第一高寬比可小於5。在實施例中,第一高寬比可在1至3的範圍內。第二穿孔111的第二高寬比可等於或大於5。在實施例中,第二高寬比可在5至20的範圍內。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖1至圖3所描述的半導體封裝實質上相同或類似。第一寬度W1可等於或類似於第二寬度W2。第一高度H1可小於第二高度H2。Referring to FIGS. 5A and 5B , in the
半導體封裝1001的製造製程可與參考圖4A至圖4E所描述的製造製程實質上相同或類似。由於用作第一半導體晶粒10的第二晶圓結構WF2經提供為半導體封裝1001的最下部部分,因此沒有理由僅切割第二晶圓結構WF2且將其堆疊在某處,且因此,第二晶圓結構WF2不需要晶粒處理操作。因此,第一穿孔11的第一高寬比可減小至1至3的值,且在此情況下,可減小第一半導體晶粒10的厚度。因此,有可能減小半導體封裝1001的總厚度。The manufacturing process of the
圖6為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖6,根據本實施例的半導體封裝2000可包含依序堆疊的第一封裝基板SB1及第二封裝基板SB2。第一子半導體封裝1001及第二子半導體封裝1002可以並列方式堆疊於第二封裝基板SB2上。第一子半導體封裝1001及第二子半導體封裝1002可彼此間隔開(例如,在水平方向上)以限定其間的空間,諸如氣隙區AG。如本文所論述的術語「空氣」可指大氣或在製造製程期間可存在的其他氣體。第一子半導體封裝1001、第二子半導體封裝1002、第一封裝基板SB1以及第二封裝基板SB2可覆蓋有熱耗散構件HS。熱介面材料層TIM可插入於熱耗散構件HS與第一子半導體封裝1001之間以及熱耗散構件HS與第二子半導體封裝1002之間。熱介面材料層TIM可不填充整個氣隙區AG。熱耗散構件HS可由具有高導熱性的材料(例如,金屬)中的至少一者形成或包含所述材料中的至少一者。熱介面材料層TIM可包含油脂或熱固性樹脂層。熱介面材料層TIM可更包含分散於熱固性樹脂層中的填充劑顆粒。填充劑顆粒可由二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅或氮化硼中的至少一者形成或包含二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅或氮化硼中的至少一者。Referring to FIG. 6 , the
第一封裝基板SB1可為(例如)印刷電路板。印刷電路板可包含芯部分及設置於芯部分的相對表面上的導電圖案。芯部分可由以下各者中的至少一者形成或包含以下各者中的至少一者:熱固性樹脂(例如,環氧樹脂)、熱塑性樹脂(例如,聚醯亞胺)、包含熱塑性樹脂或熱固性樹脂及浸漬於其中的加強元件(例如,玻璃纖維及/或無機填充劑)的複合材料(例如,預浸體),或光固化性樹脂,但本發明概念不限於此等實例。外部連接端子300可接合至第一封裝基板SB1的底部表面。外部連接端子300可包含(例如)銅凸塊、導電柱或焊料球中的至少一者。The first package substrate SB1 may be, for example, a printed circuit board. The printed circuit board may include a core portion and conductive patterns disposed on opposing surfaces of the core portion. The core portion may be formed from or include at least one of: a thermosetting resin (eg, epoxy resin), a thermoplastic resin (eg, polyimide), a thermoplastic resin, or a thermosetting resin and composite materials (eg, prepregs) with reinforcing elements (eg, glass fibers and/or inorganic fillers) impregnated therein, or photocurable resins, but the inventive concept is not limited to these examples. The
第二封裝基板SB2可為(例如)矽基插入式基板。第一內部連接端子302可插入於第一封裝基板SB1與第二封裝基板SB2之間以將第一封裝基板SB1與第二封裝基板SB2彼此連接。第一底部填充層UF1可插入於第一封裝基板SB1與第二封裝基板SB2之間。第一內部連接端子302可由(例如)銅凸塊、導電柱或焊料球中的至少一者形成或包含(例如)銅凸塊、導電柱或焊料球中的至少一者。The second package substrate SB2 may be, for example, a silicon-based interposer substrate. The first
第一子半導體封裝1001可與參考圖5或參考圖1所描述的半導體封裝1001實質上相同。第一子半導體封裝1001可藉由第一導電凸塊27電連接至第二封裝基板SB2。第二子半導體封裝1002可包含第三封裝基板200、使用導線204安裝於第三封裝基板200上的第六半導體晶粒202以及覆蓋其的第二模製層206。第二內部連接端子304可插入於第二封裝基板SB2與第三封裝基板200之間以將第二封裝基板SB2電連接至第三封裝基板200。第二底部填充層UF2可插入於第二封裝基板SB2與第三封裝基板200之間。第三底部填充層UF3可插入於第一子半導體封裝1001與第二封裝基板SB2之間。內部線400可設置於第二封裝基板SB2中。內部線400中的一些可用於將第一子半導體封裝1001電連接至第二子半導體封裝1002。第二內部連接端子304可由(例如)銅凸塊、導電柱或焊料球中的至少一者形成或包含(例如)銅凸塊、導電柱或焊料球中的至少一者。The first
圖7為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。7 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖7,在根據本實施例的半導體封裝2001中,第一半導體晶粒10可安裝於第一封裝基板SB1上,且多個第五半導體晶粒100d可以並列方式安裝於第一半導體晶粒10上。第一封裝基板SB1可為(例如)印刷電路板。外部連接端子300可接合至第一封裝基板SB1的底部表面。第一半導體晶粒10可藉由第一導電凸塊27及焊料層33接合至第一封裝基板SB1。第一底部填充層UF1可插入於第一半導體晶粒10與第一封裝基板SB1之間。第一半導體晶粒10可與圖1的第一半導體晶粒實質上相同或類似(例如,除端子的大小及數目以外),且第五半導體晶粒100d可與參考圖1所描述的第五半導體晶粒100d實質上相同或類似。第五半導體晶粒100d之間的空間可填充有模製層MD。第五半導體晶粒100d的側表面及第一半導體晶粒10的頂部表面可覆蓋有模製層MD。第一半導體晶粒10的第一穿孔11可接觸第五半導體晶粒100d的第二導電接墊107。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖1至圖3所描述的彼等實質上相同或類似。7, in the
圖8A為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。圖8B為圖8A的部分『P3』的放大截面圖。圖8C為圖8A的部分『P4』的放大截面圖。8A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view of the portion "P3" of FIG. 8A. FIG. 8C is an enlarged cross-sectional view of the portion "P4" of FIG. 8A.
參考圖8A,根據本實施例的半導體封裝2002可包含依序堆疊的第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c。第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c中的每一者可具有後晶片型扇出型晶圓級封裝(fan-out wafer-level package;FOWLP)形狀。第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c可包含重佈線結構RD1、重佈線結構RD2以及重佈線結構RD3以及分別設置於其上的半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d。重佈線結構RD1、重佈線結構RD2以及重佈線結構RD3可具有大於半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d的寬度,且可自半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d橫向突出。8A , the
詳言之,第一子半導體封裝1500a可包含第一重佈線結構RD1及第二半導體晶粒100a。第二半導體晶粒100a可與參考圖1所描述的第二半導體晶粒100a實質上相同或類似。第二半導體晶粒100a可藉由第一內部連接端子302連接至第一重佈線結構RD1。第一底部填充層UF1可插入於第一重佈線結構RD1與第二半導體晶粒100a之間。Specifically, the first
第一重佈線結構RD1可包含依序堆疊的第一重佈線絕緣層312、第二重佈線絕緣層314、第三重佈線絕緣層316以及第四重佈線絕緣層318。第一重佈線接墊310可提供於第一重佈線絕緣層312中。第一重佈線圖案320、第二重佈線圖案322以及第三重佈線圖案324可設置於第一重佈線絕緣層312、第二重佈線絕緣層314、第三重佈線絕緣層316以及第四重佈線絕緣層318之間。第一重佈線絕緣層312、第二重佈線絕緣層314、第三重佈線絕緣層316以及第四重佈線絕緣層318中的每一者或至少一者可包含氧化矽層、氮化矽層或光可成像聚醯亞胺層中的至少一者。第一重佈線圖案320、第二重佈線圖案322以及第三重佈線圖案324可由導電材料(例如,金屬材料)中的至少一者形成或包含導電材料(例如,金屬材料)中的至少一者。第一重佈線圖案320、第二重佈線圖案322以及第三重佈線圖案324中的每一者可包含彼此連接以形成統一結構的通孔部分VP及線部分LP。通孔部分VP可設置於線部分LP下方。The first redistribution structure RD1 may include a first
晶種/障壁圖案SL可插入於第一重佈線圖案320與第一重佈線絕緣層312之間,第二重佈線圖案322與第二重佈線絕緣層314之間,以及第三重佈線圖案324與第三重佈線絕緣層316之間。重佈線接墊326可設置於第四重佈線絕緣層318中。外部連接端子300可接合至第一重佈線結構RD1的第一重佈線接墊310。第二半導體晶粒100a的側表面及第一重佈線結構RD1的頂部表面可覆蓋有第一模製層MD1。第一模製通孔MV1可穿過第一模製層MD1且可接觸第一重佈線結構RD1的重佈線接墊326。第一模製通孔MV1可自第一模製層MD1向外突出。The seed/barrier pattern SL may be inserted between the
第二子半導體封裝1500b可包含第二重佈線結構RD2及第三半導體晶粒100b。第三半導體晶粒100b可與參考圖1所描述的第三半導體晶粒100b實質上相同或類似。第二重佈線結構RD2可具有與第一重佈線結構RD1相同的結構。第三半導體晶粒100b的側表面及第二重佈線結構RD2的頂部表面可覆蓋有第二模製層MD2。第二模製通孔MV2可穿過第二模製層MD2且可接觸第二重佈線結構RD2的重佈線接墊326。The second
第三子半導體封裝1500c可包含第三重佈線結構RD3及第五半導體晶粒100d。第五半導體晶粒100d可與參考圖1所描述的第五半導體晶粒100d實質上相同或類似。第三重佈線結構RD3可具有與第一重佈線結構RD1相同的結構。第五半導體晶粒100d的側表面及第三重佈線結構RD3的頂部表面可覆蓋有第三模製層MD3。第三子半導體封裝1500c可不包含任何模製通孔。The third
重佈線接墊310中的每一者的厚度(例如,在豎直方向上)可大於重佈線接墊326中的每一者的厚度。重佈線接墊310可描述為外部封裝重佈線接墊(此是因為其在每一子半導體封裝的外部表面處自一個子半導體封裝連接至另一裝置),且重佈線接墊326可稱為內部封裝重佈線接墊(此是因為其在子半導體封裝內連接)。第一模製通孔MV1及第二模製通孔MV2中的每一者可具有5或大於5的高寬比。The thickness (eg, in the vertical direction) of each of the
參考圖8B,第一模製通孔MV1可將第一重佈線結構RD1的重佈線接墊326中的一者電連接至第二重佈線結構RD2的重佈線接墊310中的一個310a。第一模製通孔MV1可接觸第二重佈線結構RD2的重佈線接墊310中的一個310a。第一模製通孔MV1的頂部表面可與第一模製層MD1的頂部表面共面,如圖8A中所展示。替代地,第一模製通孔MV1的頂部表面可具有圓形形狀,如圖8B中所展示。第一模製通孔MV1可自第一子半導體封裝1500a及/或第一模製層MD1向外突出。第一模製通孔MV1的末端部分MED可與重佈線接墊310a間隔開,且在此情況下,第一空隙區VD1可提供於其間。Referring to FIG. 8B , the first molded via MV1 may electrically connect one of the
參考圖8C,第二半導體晶粒100a的第二穿孔111可接觸第二重佈線結構RD2的重佈線接墊310中的另一個310b。第二穿孔111的上部形狀可與參考圖3所描述的上部形狀實質上相同或類似。第二穿孔111的上部邊緣ED可與重佈線接墊310b間隔開,且在此情況下,第二空隙區VD2可提供於第二穿孔111與重佈線接墊310b之間。第二穿孔111的頂部部分可自第二半導體晶粒100a及第三半導體晶粒100b向外突出,如圖3中所展示。重佈線接墊310(以及310a及310b)可(例如)由諸如金屬的導電材料形成,且在一些實施例中可具有平坦底部表面。Referring to FIG. 8C , the second through
第二模製通孔MV2可將第二重佈線結構RD2的重佈線接墊326中的一者電連接至第三重佈線結構RD3的重佈線接墊310中的一者。第二模製通孔MV2可接觸第三重佈線結構RD3的重佈線接墊310中的一者。第三半導體晶粒100b的第二穿孔111可接觸第三重佈線結構RD3的重佈線接墊310中的另一者。The second molded via MV2 may electrically connect one of the
第二半導體晶粒100a及第三半導體晶粒100b的第二保護層115可接觸第二重佈線結構RD2及第三重佈線結構RD3的第一重佈線絕緣層312。第二半導體晶粒100a及第三半導體晶粒100b的第二穿透絕緣層113可接觸第二重佈線結構RD2及第三重佈線結構RD3的第一重佈線絕緣層312。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖1至圖3所描述的實質上相同或類似。The second
圖9為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。9 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖9,根據本實施例的半導體封裝2003可包含依序堆疊的第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c。第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c中的每一者可具有先晶片型扇出型晶圓級封裝(FOWLP)形狀。第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c可包含重佈線結構RD1、重佈線結構RD2以及重佈線結構RD3以及分別設置於其上的半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d。重佈線結構RD1、重佈線結構RD2以及重佈線結構RD3可具有大於半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d的寬度,且可自半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d橫向突出。9 , the
詳言之,第一子半導體封裝1500a可包含第一重佈線結構RD1及第二半導體晶粒100a。第二半導體晶粒100a可與參考圖1所描述的第二半導體晶粒100a實質上相同或類似。第一重佈線結構RD1可不包含圖8A的重佈線接墊326。第一重佈線圖案320、第二重佈線圖案322以及第三重佈線圖案324中的每一者可包含彼此連接以形成統一結構的通孔部分VP及線部分LP。通孔部分VP可位於線部分LP上。晶種/障壁圖案SL可插入於第一重佈線圖案320與第二重佈線絕緣層314之間,第二重佈線圖案322與第三重佈線絕緣層316之間,以及第三重佈線圖案324與第四重佈線絕緣層318之間。第二半導體晶粒100a可接觸第一重佈線結構RD1。舉例而言,第二半導體晶粒100a的第二鈍化層109可接觸第四重佈線絕緣層318。第一模製通孔MV1可穿過第一重佈線結構RD1的第四重佈線絕緣層318且可接觸第三重佈線圖案324上的晶種/障壁圖案SL。Specifically, the first
第二子半導體封裝1500b可包含彼此接觸的第二重佈線結構RD2及第三半導體晶粒100b。第三半導體晶粒100b可與參考圖1所描述的第三半導體晶粒100b實質上相同或類似。第二重佈線結構RD2可具有與第一重佈線結構RD1相同的結構。第二模製通孔MV2可穿過第二重佈線結構RD2的第四重佈線絕緣層318且可接觸第三重佈線圖案324上的晶種/障壁圖案SL。The second
第三子半導體封裝1500c可包含彼此接觸的第三重佈線結構RD3及第五半導體晶粒100d。第五半導體晶粒100d可與參考圖1所描述的第五半導體晶粒100d實質上相同或類似。第三重佈線結構RD3可具有與第一重佈線結構RD1相同的結構。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖8A所描述的半導體封裝實質上相同或類似。The third
圖10為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。10 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖10,根據本實施例的半導體封裝2004可具有圖8A的第三子半導體封裝1500c堆疊於圖7的第一半導體晶粒10上的結構。第一半導體晶粒10可接觸第三子半導體封裝1500c。第一半導體晶粒10的第一穿孔11及第一穿透絕緣層13可接觸第三重佈線結構RD3的重佈線接墊310。第一半導體晶粒10的第一保護層15可接觸第三重佈線結構RD3的第一重佈線絕緣層312。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖1至圖3及圖8A所描述的彼等實質上相同或類似。Referring to FIG. 10 , the
圖11為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。11 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖11,根據本實施例的半導體封裝2005可具有圖8A的第一子半導體封裝1500a插入於圖10的第一半導體晶粒10與第三子半導體封裝1500c之間的結構。第一半導體晶粒10、第一子半導體封裝1500a以及第三子半導體封裝1500c可與參考圖1至圖3及圖8A所描述的彼等實質上相同或類似。11 , the
圖12為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。12 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖12,根據本實施例的半導體封裝2006可具有用圖6的第二子半導體封裝1002替換圖11的第三子半導體封裝1500c的結構。在第一子半導體封裝1500a中,第二半導體晶粒100a可藉由第一內部連接端子302連接至第一重佈線結構RD1。第一封裝接墊406及第二封裝接墊408可設置於第二子半導體封裝1002的第三封裝基板200的底部表面上。第一封裝接墊406可與第二半導體晶粒100a的第二穿孔111重疊。第二封裝接墊408可與第一子半導體封裝1500a的第一模製通孔MV1重疊。第二內部連接端子402可將第二半導體晶粒100a的第二穿孔111電連接至第一封裝接墊406。第三內部連接端子404可將第一模製通孔MV1電連接至第二封裝接墊408。第二底部填充層UF2可插入於第二子半導體封裝1002與第一子半導體封裝1500a之間。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖1至圖3、圖6以及圖8A所描述的彼等實質上相同或類似。Referring to FIG. 12 , the
圖13為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。13 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖13,根據本實施例的半導體封裝2007可包含依序堆疊的第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c。第三子半導體封裝1500c可具有後晶片型扇出型晶圓級封裝(FOWLP)形狀。第一子半導體封裝1500a及第二子半導體封裝1500b中的每一者可具有後晶片型扇出型面板級封裝(fan-out panel-level package;FOPLP)形狀。第一子半導體封裝1500a、第二子半導體封裝1500b以及第三子半導體封裝1500c可包含重佈線結構RD1、重佈線結構RD2以及重佈線結構RD3以及分別設置於其上的半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d。重佈線結構RD1、重佈線結構RD2以及重佈線結構RD3可具有大於半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d的寬度,且可自半導體晶粒100a、半導體晶粒100b以及半導體晶粒100d橫向突出。13 , the
詳言之,第一子半導體封裝1500a可包含第一重佈線結構RD1、第二半導體晶粒100a以及連接基板500。第一重佈線結構RD1及第二半導體晶粒100a可與參考圖8A所描述的彼等實質上相同。第二半導體晶粒100a可藉由第一內部連接端子302連接至第一重佈線結構RD1。第一底部填充層UF1可插入於第二半導體晶粒100a與第一重佈線結構RD1之間。Specifically, the first
連接基板500可包含提供於其中心區中的空腔區CV。第二半導體晶粒100a可設置於空腔區CV中。連接基板500可包含多個基底層510及導電結構520。基底層510可由絕緣材料形成或包含絕緣材料。舉例而言,基底層510可由碳基材料、陶瓷或聚合物中的至少一者形成或包含碳基材料、陶瓷或聚合物中的至少一者。導電結構520可包含連接接墊521、第一連接通孔522、連接線523以及第二連接通孔524。連接基板500可藉由第二內部連接端子305連接至第一重佈線結構RD1。第二底部填充層UF2可插入於連接基板500與第一重佈線結構RD1之間。連接基板500的空腔區CV的內側表面與第二半導體晶粒100a之間的空間可填充有第一模製層MD1。The
第二子半導體封裝1500b可與第一子半導體封裝1500a具有相同的結構。第三子半導體封裝1500c可與參考圖8A所描述的第三子半導體封裝1500c實質上相同。在本實施例中,第一子半導體封裝1500a的第二連接通孔524可接觸第二重佈線結構RD2的重佈線接墊310。第二連接通孔524可具有5或大於5的高寬比。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖8A所描述的半導體封裝實質上相同或類似。The second
圖14為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。14 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
參考圖14,根據本實施例的半導體封裝2008可包含依序堆疊的第一子半導體封裝1500a及第二子半導體封裝1500b。第一子半導體封裝1500a可包含設置於第一重佈線結構RD1上的內部半導體封裝1003及覆蓋內部半導體封裝1003的第一模製層MD1,且所述第一模製通孔MV1穿透第一模製層MD1。Referring to FIG. 14 , the
內部半導體封裝1003可包含第一內部半導體晶粒100e、第二內部半導體晶粒100f以及第三內部半導體晶粒100g。第一內部半導體晶粒100e、第二內部半導體晶粒100f以及第三內部半導體晶粒100g可為不同種類的邏輯或記憶體半導體晶片。第一內部半導體晶粒100e及第二內部半導體晶粒100f中的每一者可具有與圖1的第五半導體晶粒100d相同/類似的結構。第三內部半導體晶粒100g可具有與圖1的第一半導體晶粒10或第二半導體晶粒100a相同/類似的結構。第一內部半導體晶粒100e可具有大於第二內部半導體晶粒100f及第三內部半導體晶粒100g的寬度的總和的寬度。第二內部半導體晶粒100f及第三內部半導體晶粒100g可接合至第一內部半導體晶粒100e的底部表面。第二內部半導體晶粒100f的第二導電接墊107可接觸第一內部半導體晶粒100e的第二導電接墊107中的一些。第三內部半導體晶粒100g的穿孔111可接觸第一內部半導體晶粒100e的第二導電接墊107中的一些。第二內部半導體晶粒100f及第三內部半導體晶粒100g的側表面可覆蓋有內部模製層IMD。內部模製通孔IMV可提供於第二內部半導體晶粒100f與第三內部半導體晶粒100g之間以穿透內部模製層IMD。內部模製通孔IMV可將第一內部半導體晶粒100e的第二導電接墊107中的一者連接至第一重佈線結構RD1的重佈線接墊326。The
第二子半導體封裝1500b可包含設置於第二重佈線結構RD2上的第五半導體晶粒100d及覆蓋第五半導體晶粒100d的側表面的第二模製層MD2。除上述特徵以外,本實施例中的半導體封裝可與參考圖1至圖13所描述的彼等實質上相同或類似。The second
在根據本發明概念的實施例的半導體封裝中,下部半導體晶粒的穿孔在其間沒有插入額外導電凸塊的情況下接觸上部半導體晶粒的導電接墊,且半導體封裝的此結構有利於精細間距製程以及改良封裝的整合及熱耗散特性。另外,不必在上部半導體晶粒與下部半導體晶粒之間形成額外導電凸塊,且因此可簡化製造製程。In a semiconductor package according to an embodiment of the present inventive concept, the through holes of the lower semiconductor die contact the conductive pads of the upper semiconductor die without interposing additional conductive bumps therebetween, and this structure of the semiconductor package facilitates fine pitch Process and improve package integration and heat dissipation characteristics. In addition, it is not necessary to form additional conductive bumps between the upper semiconductor die and the lower semiconductor die, and thus the manufacturing process can be simplified.
由於穿孔具有5或大於5的高寬比,因此在製造製程期間可易於執行半導體晶粒的晶粒處理操作,且特定言之,可有效地執行晶粒接合製程。因此,有可能製造具有改良的可靠性的半導體封裝。Since the vias have an aspect ratio of 5 or greater, die processing operations of the semiconductor die can be easily performed during the manufacturing process, and in particular, the die bonding process can be performed efficiently. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor package with improved reliability.
雖然已特定展示及描述本發明概念的實例實施例,但所屬領域中具通常知識者將理解,在不脫離所附申請專利範圍的精神及範疇的情況下,可對此等實例實施例進行形式及細節上的變化。參考圖1至圖13所描述的實施例可經組合以實現本發明概念。在本申請案中,術語『半導體晶粒』可稱為『半導體晶片』,且術語『空隙區』及『氣隙區』可稱為『空白空間』或『間隙區』。While example embodiments of the inventive concept have been shown and described with particularity, those of ordinary skill in the art will understand that such example embodiments may be formed without departing from the spirit and scope of the appended claims and changes in details. The embodiments described with reference to FIGS. 1-13 may be combined to implement the inventive concept. In this application, the term "semiconductor die" may be referred to as a "semiconductor wafer," and the terms "void region" and "air gap region" may be referred to as "empty space" or "gap region."
諸如「約」或「大致」的術語可反映僅以較小相對方式及/或以並不顯著地更改某些元件的操作、功能性或結構的方式變化的量、大小、定向或佈局。舉例而言,自「約0.1至約1」的範圍可涵蓋諸如0.1左右的0%至5%的偏差及1左右的0%至5%的偏差的範圍,尤其在此偏差維持與所列範圍相同的效果的情況下。Terms such as "about" or "substantially" can reflect only minor relative changes in amount, size, orientation, or arrangement of certain elements and/or in ways that do not significantly alter the operation, functionality, or structure of certain elements. For example, a range from "about 0.1 to about 1" can encompass ranges such as a 0% to 5% deviation of around 0.1 and a 0% to 5% deviation of around 1, especially where the deviation remains from the listed range with the same effect.
1:第一基板 1a:第一基板前表面 1b:第一基板後表面 3:第一層間絕緣層 5:第一線 7:第一導電接墊 9:第一鈍化層 10:第一半導體晶粒 11:第一穿孔 13:第一穿透絕緣層 15:第一保護層 27:第一導電柱/第一導電凸塊 33:焊料層 100a:第二半導體晶粒 100b:第三半導體晶粒 100c:第四半導體晶粒 100d:第五半導體晶粒 100e:第一內部半導體晶粒 100f:第二內部半導體晶粒 100g:第三內部半導體晶粒 101:第二基板 101a:第二基板前表面 101b:第二基板後表面 103:第二層間絕緣層 105:第二線 107:第二導電接墊 109:第二鈍化層 111:第二穿孔 113:第二穿透絕緣層 115:第二保護層 200:第三封裝基板 202:第六半導體晶粒 204:導線 206:第二模製層 300:外部連接端子 302:第一內部連接端子 304、305、402:第二內部連接端子 310:第一重佈線接墊 310a、310b、326:重佈線接墊 312:第一重佈線絕緣層 314:第二重佈線絕緣層 316:第三重佈線絕緣層 318:第四重佈線絕緣層 320:第一重佈線圖案 322:第二重佈線圖案 324:第三重佈線圖案 400:內部線 404:第三內部連接端子 406:第一封裝接墊 408:第二封裝接墊 500:連接基板 510:基底層 520:導電結構 521:連接接墊 522:第一連接通孔 523:連接線 524:第二連接通孔 1000、2000、2001、2002、2003、2004、2005、2006、2007、2008:半導體封裝 1001、1500a:第一子半導體封裝 1002、1500b:第二子半導體封裝 1003:內部半導體封裝 1500c:第三子半導體封裝 AG:氣隙區 BL1:第一黏著層 BL2:第二黏著層 CR1:第一載體基板 CR2:第二載體基板 CV:空腔區 ED:邊緣 H1:第一高度 H2:第二高度 HS:熱耗散構件 IMD:內部模製層 IMV:內部模製通孔 LP:線部分 MD:模製層 MD1:第一模製層 MD2:第二模製層 MD3:第三模製層 MED:末端部分 MV1:第一模製通孔 MV2:第二模製通孔 『P1』、『P2』、『P3』、『P4』:部分 R1:第一晶片區 R2:第二晶片區 RD1、RD2、RD3:重佈線結構 SB1、SB2:封裝基板 SL:晶種/障壁圖案 SR1:第一分離區 SR2:第二分離區 T1:第一厚度 T2:第二厚度 T3:第三厚度 TIM:熱介面材料層 UF1:第一底部填充層 UF2:第二底部填充層 UF3:第三底部填充層 VD:空隙區 VD1:第一空隙區 VD2:第二空隙區 VP:通孔部分 W1:第一寬度 W2:第二寬度 WF1:第一晶圓結構 WF2:第二晶圓結構1: The first substrate 1a: Front surface of the first substrate 1b: back surface of the first substrate 3: The first interlayer insulating layer 5: The first line 7: The first conductive pad 9: The first passivation layer 10: The first semiconductor die 11: The first piercing 13: The first penetration of the insulating layer 15: The first protective layer 27: First conductive pillar/first conductive bump 33: Solder Layer 100a: the second semiconductor die 100b: the third semiconductor die 100c: Fourth semiconductor die 100d: fifth semiconductor die 100e: first inner semiconductor die 100f: Second inner semiconductor die 100g: the third inner semiconductor die 101: Second substrate 101a: the front surface of the second substrate 101b: second substrate rear surface 103: Second interlayer insulating layer 105: Second line 107: Second conductive pad 109: Second passivation layer 111: Second perforation 113: Second penetration insulating layer 115: Second protective layer 200: The third package substrate 202: sixth semiconductor die 204: Wire 206: Second molding layer 300: External connection terminal 302: The first internal connection terminal 304, 305, 402: the second internal connection terminal 310: First rerouting pads 310a, 310b, 326: Rerouting pads 312: First redistribution insulating layer 314: Second Redistribution Insulation Layer 316: Third redistribution insulation layer 318: Fourth Redistribution Insulation Layer 320: First redistribution pattern 322: Second redistribution pattern 324: Third redistribution pattern 400: Internal Line 404: The third internal connection terminal 406: first package pad 408: Second package pad 500: Connect the substrate 510: basal layer 520: Conductive Structure 521: Connection pad 522: first connection through hole 523: connecting line 524: second connection through hole 1000, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008: Semiconductor Packaging 1001, 1500a: First sub-semiconductor package 1002, 1500b: Second sub-semiconductor package 1003: Internal Semiconductor Packaging 1500c: Third Sub-Semiconductor Package AG: Air Gap Area BL1: first adhesive layer BL2: Second adhesive layer CR1: first carrier substrate CR2: Second carrier substrate CV: cavity area ED: Edge H1: first height H2: second height HS: Heat Dissipating Components IMD: Internal Mold Layer IMV: Internal Molded Via LP: line part MD: Molded Layer MD1: first molding layer MD2: Second Mold Layer MD3: Third Mold Layer MED: terminal part MV1: First Molded Via MV2: Second Molded Via "P1", "P2", "P3", "P4": part R1: first wafer area R2: The second wafer area RD1, RD2, RD3: Rewiring structure SB1, SB2: Package substrate SL: seed/barrier pattern SR1: First separation zone SR2: Second Separation Zone T1: first thickness T2: Second thickness T3: The third thickness TIM: Thermal Interface Material Layer UF1: first underfill layer UF2: Second underfill layer UF3: third underfill layer VD: void area VD1: first void area VD2: Second void area VP: Through hole part W1: first width W2: Second width WF1: First Wafer Structure WF2: Second Wafer Structure
自結合隨附圖式進行的以下簡要描述將更清楚地理解實例實施例。隨附圖式表示如本文中所描述的非限制性實例實施例。 圖1為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖2為圖1的部分『P1』的放大截面圖。 圖3為圖1的部分『P2』的放大截面圖。 圖4A至圖4E為依序說明製造具有圖1的截面的半導體封裝的製程的截面圖。 圖5A為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖5B為圖5A的部分『P1』的放大截面圖。 圖6為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖7為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖8A為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖8B為圖8A的部分『P3』的放大截面圖。 圖8C為圖8A的部分『P4』的放大截面圖。 圖9為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖10為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖11為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖12為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖13為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。 圖14為說明根據本發明概念的實施例的半導體封裝的截面圖。Example embodiments will be more clearly understood from the following brief description, taken in conjunction with the accompanying drawings. The accompanying drawings represent non-limiting example embodiments as described herein. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion "P1" of FIG. 1 . FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion "P2" of FIG. 1 . 4A-4E are cross-sectional views sequentially illustrating a process of fabricating the semiconductor package having the cross-section of FIG. 1 . 5A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the portion "P1" of FIG. 5A. 6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 7 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 8A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view of the portion "P3" of FIG. 8A. FIG. 8C is an enlarged cross-sectional view of the portion "P4" of FIG. 8A. 9 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 10 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 11 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 12 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 13 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept. 14 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to an embodiment of the inventive concept.
1:第一基板1: The first substrate
1a:第一基板前表面1a: Front surface of the first substrate
1b:第一基板後表面1b: back surface of the first substrate
3:第一層間絕緣層3: The first interlayer insulating layer
5:第一線5: The first line
7:第一導電接墊7: The first conductive pad
9:第一鈍化層9: The first passivation layer
10:第一半導體晶粒10: The first semiconductor die
11:第一穿孔11: The first piercing
13:第一穿透絕緣層13: The first penetration of the insulating layer
15:第一保護層15: The first protective layer
27:第一導電柱/第一導電凸塊27: First conductive pillar/first conductive bump
33:焊料層33: Solder Layer
100a:第二半導體晶粒100a: the second semiconductor die
100b:第三半導體晶粒100b: the third semiconductor die
100c:第四半導體晶粒100c: Fourth semiconductor die
100d:第五半導體晶粒100d: fifth semiconductor die
101:第二基板101: Second substrate
101a:第二基板前表面101a: the front surface of the second substrate
101b:第二基板後表面101b: second substrate rear surface
103:第二層間絕緣層103: Second interlayer insulating layer
105:第二線105: Second line
107:第二導電接墊107: Second conductive pad
109:第二鈍化層109: Second passivation layer
111:第二穿孔111: Second perforation
113:第二穿透絕緣層113: Second penetration insulating layer
115:第二保護層115: Second protective layer
MD:模製層MD: Molded Layer
『P1』、『P2』:部分"P1", "P2": part
T1:第一厚度T1: first thickness
T2:第二厚度T2: Second thickness
T3:第三厚度T3: The third thickness
Claims (20)
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Cited By (1)
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TWI823490B (en) * | 2022-02-09 | 2023-11-21 | 日商鎧俠股份有限公司 | Semiconductor device |
-
2021
- 2021-05-25 TW TW110118749A patent/TW202205600A/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI823490B (en) * | 2022-02-09 | 2023-11-21 | 日商鎧俠股份有限公司 | Semiconductor device |
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