專(zhuān)利名稱(chēng)：具有管芯以及不同尺寸的連接器的集成電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及具有管芯以及不同尺寸的連接器的集成電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著集成電路(IC)的發(fā)展，由于各種電子元件(即，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度不斷改進(jìn)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了持續(xù)的快速增長(zhǎng)。這些集成密度的改進(jìn)大多來(lái)自于對(duì)最小部件尺寸的一再減小，從而允許更多的元件集成到給定的區(qū)域中。這些集成的改進(jìn)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)在特性上是二維(2D)的，因?yàn)楸患稍加玫膮^(qū)域基本上在半導(dǎo)體晶圓的表面上。已開(kāi)發(fā)出來(lái)的各種技術(shù)都試圖將額外的維度吸收到IC結(jié)構(gòu)中去。—種技術(shù)也被稱(chēng)為二維半(2. 5D)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)一般具有內(nèi)插器，內(nèi)插器具有堆疊在其上的管芯。內(nèi)插器已·被用于將球接觸面積從芯片中的球接觸面積重新分配到內(nèi)插器的更大面積內(nèi)。進(jìn)一步地，內(nèi)插器也實(shí)現(xiàn)了包括多個(gè)芯片的封裝。其他技術(shù)在三維(3D)結(jié)構(gòu)中堆疊芯片。這允許實(shí)現(xiàn)更好的功能性并且減小結(jié)構(gòu)的占位面積。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種結(jié)構(gòu)，包括襯底，所述襯底具有第一表面；第一管芯，所述第一管芯通過(guò)第一電連接器連接于所述襯底的所述第一表面；以及第二管芯，所述第二管芯通過(guò)第二電連接器連接于所述襯底的所述第一表面，所述第二電連接器中之一的尺寸小于所述第一電連接器中之一的尺寸。在可選實(shí)施例中，所述第二電連接器中的每個(gè)均具有該所述第二連接器中之一的所述尺寸，所述第一電連接器中的每個(gè)均具有該所述第一連接中之一的所述尺寸。 在可選實(shí)施例中，該所述第二電連接器中之一的所述尺寸和該所述第一電連接器中之一的所述尺寸中的每個(gè)均是相應(yīng)連接器的截面的直徑，所述截面平行于所述襯底的所述第一表面。在可選實(shí)施例中，所述第一電連接器中的各自相鄰的第一電連接器之間具有第一間距，所述第二電連接器中的各自相鄰的第二電連接器之間具有第二間距，所述第一間距大于所述第二間距。在可選實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)還包括模塑料，所述模塑料圍繞所述第一管芯和所述第二管芯以及在所述第一管芯和所述第二管芯之間。在可選實(shí)施例中，所述第一管芯的頂面從所述模塑料暴露出來(lái)，并且所述模塑料覆蓋所述第二管芯的頂面。在可選實(shí)施例中，所述第一管芯和所述第二管芯的各自的頂面從所述模塑料暴露出來(lái)。在可選實(shí)施例中，從所述襯底的所述第一表面到所述第一管芯的頂面的距離為第一距離，從所述襯底的所述第一表面到所述第二管芯的頂面的距離為第二距離，所述第一距離等于所述第二距離。在可選實(shí)施例中，從所述襯底的所述第一表面到所述第一管芯的頂面的距離為第一距離，從所述襯底的所述第一表面到所述第二管芯的頂面的距離為第二距離，所述第一距離大于所述第二距離。在可選實(shí)施例中，所述襯底是有源管芯襯底、內(nèi)插器襯底或它們的組合。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括襯底，所述襯底具有表面，所述表面包括第一管芯連接區(qū)域和第二管芯連接區(qū)域；第一管芯，所述第一管芯在所述襯底上的所述第一管芯連接區(qū)域中，所述第一管芯通過(guò)第一連接器電連接和機(jī)械連接于所述襯底，所述第一連接器中的每個(gè)均具有沿所述第一管芯連接區(qū)域的第一直徑和沿第一管芯連接區(qū)域在與各自相鄰的第一連接器之間的第一間距；以及第二管芯，所述第二管芯在所述襯底上的所述第二管芯連接區(qū)域中，所述第二管芯通過(guò)第二連接器電連接和機(jī)械連接于所述襯底，所述第二連接器中的每個(gè)均具有沿所述第二管芯連接區(qū)域的第二直徑和沿第二管芯連接區(qū)域在與各自相鄰的第二連接器之間的第二間距，所述第一 直徑大于所述第二直徑，并且所述第一間距大于所述第二間距。在可選實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括模塑料，所述模塑料圍繞所述第一管芯和所述第二管芯以及在所述第一管芯和所述第二管芯之間。在可選實(shí)施例中，所述第一管芯的頂面從所述模塑料暴露出來(lái)，并且所述模塑料覆蓋第二管芯的頂面。在可選實(shí)施例中，所述第一管芯和所述第二管芯的各自的頂面從所述模塑料暴露出來(lái)。在可選實(shí)施例中，所述第一管芯的頂面和所述第二管芯的頂面不共平面。在可選實(shí)施例中，所述第一管芯的頂面和所述第二管芯的頂面共平面。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，還提供了一種形成結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括將第一管芯連接于襯底的表面，所述第一管芯通過(guò)第一電連接器連接，所述第一電連接器具有第一尺寸；以及將第二管芯連接于所述襯底的所述表面，所述第二管芯通過(guò)第二電連接器連接，所述第二電連接器具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。 在可選實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括在所述第一管芯和所述第二管芯周?chē)┘幽Ｋ芰稀Ｔ诳蛇x實(shí)施例中，所述第一管芯和所述第二管芯各自的頂面從所述模塑料暴露出來(lái)。在可選實(shí)施例中，所述第一尺寸和所述第二尺寸中的每個(gè)均是各自電連接器的截面的直徑，所述截面平行于所述襯底的表面。


為更完整地理解本發(fā)明實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)將結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述作為參考，其中圖1是根據(jù)一實(shí)施例的一個(gè)二維半集成電路(2. 5DIC)結(jié)構(gòu)；圖2是根據(jù)一實(shí)施例的圖1的2. 5DIC結(jié)構(gòu)的內(nèi)插器的布局圖；圖3是根據(jù)一實(shí)施例的另一個(gè)2. 5DIC結(jié)構(gòu)；圖4是根據(jù)一實(shí)施例的又一個(gè)2. 5DIC結(jié)構(gòu)；圖5是根據(jù)一實(shí)施例的另一個(gè)2. 5DIC結(jié)構(gòu)；圖6是根據(jù)一實(shí)施例的用于2. 5DIC結(jié)構(gòu)的一個(gè)第一連接器；圖7A和7B是根據(jù)一實(shí)施例的用于2. 5DIC結(jié)構(gòu)的一個(gè)第二連接器；圖8A和8B是根據(jù)一實(shí)施例的用于2. 5DIC結(jié)構(gòu)的另一個(gè)第二連接器；圖9是根據(jù)一實(shí)施例的用于2. 5DIC結(jié)構(gòu)的一個(gè)內(nèi)插器的布局圖。
具體實(shí)施例方式下面，詳細(xì)討論本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的`可應(yīng)用的概念。所討論的具體實(shí)施例僅僅示出制造和使用本發(fā)明的具體方式，而不用于限制本公開(kāi)的范圍。下面將結(jié)合具體環(huán)境描述各實(shí)施例，即二維半集成電路(2. 5DIC)結(jié)構(gòu)。然而，其他的實(shí)施例也可以應(yīng)用到三維集成電路(3DIC)結(jié)構(gòu)中或應(yīng)用到可以對(duì)管芯上的凸塊使用不同接合精度的其他結(jié)構(gòu)中。圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的2. 5DIC結(jié)構(gòu)10。結(jié)構(gòu)10包括第一管芯12和第二管芯14，第一管芯12和第二管芯14中每一個(gè)均連接于具有硅通孔(TSV)21的內(nèi)插器20。內(nèi)插器20連接于襯底24。第一管芯12通過(guò)第一連接器16，諸如迷你凸塊或可控塌陷管芯連接(controlled collapse chipconnection, C4)凸塊，連接于內(nèi)插器20的頂面；第二管芯14通過(guò)第二連接器18，例如微凸塊，連接于內(nèi)插器20的頂面。內(nèi)插器20的底面通過(guò)第三連接器22，例如C4凸塊，連接于襯底24的頂面。襯底24的底面具有與之連接的第四連接器26,例如,球柵陣列(BGA)球。底部填充材料28位于第一管芯12和內(nèi)插器20之間、第二管芯14和內(nèi)插器20之間以及內(nèi)插器20和襯底24之間。應(yīng)該指出的是，內(nèi)插器20也可以是用于3DIC結(jié)構(gòu)的有源管芯。在實(shí)施例中，第一管芯12可以是具有低密度輸入和輸出的管芯,諸如,動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)管芯、管芯的內(nèi)存堆、射頻信號(hào)處理管芯或類(lèi)似管芯。在實(shí)施例中，第二管芯14可以具有高密度輸入或輸出，諸如，圖形處理單元(GPU)管芯，邏輯器件管芯等。在本實(shí)施例中，第一連接器16的尺寸和間距分別大于第二連接器18的大小和間距。圖2示出了內(nèi)插器20的布局30，作為第一連接器16和第二連接器18的尺寸和間距的一個(gè)實(shí)例。布局30包括第一管芯12的第一管芯區(qū)域32和第二管芯14的第二管芯區(qū)域36。第一管芯區(qū)域32具有第一連接器區(qū)域34，第一連接器區(qū)域34每個(gè)均具有直徑D1，并且第一管芯區(qū)域32具有在兩個(gè)第一連接器區(qū)域34之間的間距P1。同樣地，第二管芯區(qū)域36具有第二連接器區(qū)域38，第二連接器區(qū)域38每個(gè)均具有直徑D2，以及第二管芯區(qū)域36具有在兩個(gè)第二連接器區(qū)域38之間的間距P2。如圖所示，直徑Dl和間距Pl分別大于直徑D2和間距P2。下表為一些實(shí)施例提供了用于圖2示出的直徑和間距的大約尺寸的例子。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將很容易認(rèn)識(shí)到，這些尺寸可以針對(duì)不同的技術(shù)而進(jìn)行修改。表I
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)，包括 襯底，所述襯底具有第一表面； 第一管芯，所述第一管芯通過(guò)第一電連接器連接于所述襯底的所述第一表面；以及 第二管芯，所述第二管芯通過(guò)第二電連接器連接于所述襯底的所述第一表面，所述第ニ電連接器中之一的尺寸小于所述第一電連接器中之一的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述第二電連接器中的每個(gè)均具有所述第二連接器中之一的所述尺寸，所述第一電連接器中的每個(gè)均具有所述第一連接中之一的所述尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第二電連接器中之一的所述尺寸和所述第一電連接器中之一的所述尺寸中的每個(gè)均是相應(yīng)連接器的截面的直徑，所述截面平行于所述襯底的所述第一表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一電連接器中的各自相鄰的第一電連接器之間具有第一間距，所述第二電連接器中的各自相鄰的第二電連接器之間具有第二間距，所述第一間距大于所述第二間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括模塑料，所述模塑料圍繞所述第一管芯和所述第二管芯以及在所述第一管芯和所述第二管芯之間。
6.—種結(jié)構(gòu),包括 襯底，所述襯底具有表面，所述表面包括第一管芯連接區(qū)域和第二管芯連接區(qū)域； 第一管芯，所述第一管芯在所述襯底上的所述第一管芯連接區(qū)域中，所述第一管芯通過(guò)第一連接器電連接和機(jī)械連接于所述襯底，所述第一連接器中的每個(gè)均具有沿所述第一管芯連接區(qū)域的第一直徑和沿第一管芯連接區(qū)域與各自相鄰的第一連接器之間的第一間距；以及 第二管芯，所述第二管芯在所述襯底上的所述第二管芯連接區(qū)域中，所述第二管芯通過(guò)第二連接器電連接和機(jī)械連接于所述襯底，所述第二連接器中的每個(gè)均具有沿所述第二管芯連接區(qū)域的第二直徑和沿第二管芯連接區(qū)域與各自相鄰的第二連接器之間的第二間距，所述第一直徑大于所述第二直徑，并且所述第一間距大于所述第二間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一歩包括模塑料，所述模塑料圍繞所述第一管芯和所述第二管芯以及在所述第一管芯和所述第二管芯之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一管芯的頂面從所述模塑料暴露出來(lái)，并且所述模塑料覆蓋第二管芯的頂面。
9.ー種形成結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括 將第一管芯連接于襯底的表面，所述第一管芯通過(guò)第一電連接器連接，所述第一電連接器具有第一尺寸；以及 將第二管芯連接于所述襯底的所述表面，所述第二管芯通過(guò)第二電連接器連接，所述第二電連接器具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)ー步包括在所述第一管芯和所述第二管芯周?chē)┘幽Ｋ芰稀?br> 全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例是包括襯底，第一管芯和第二管芯的結(jié)構(gòu)。該襯底具有第一表面。第一管芯通過(guò)多個(gè)第一電連接器連接于襯底的第一表面。第二管芯通過(guò)多個(gè)第二電連接器連接于襯底的第一表面。第二電連接器中之一的尺寸小于第一電連接器中之一的尺寸。本發(fā)明還公開(kāi)了一種具有管芯以及不同尺寸的連接器的集成電路結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L25/065GK103050487SQ20121038076
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者鄭心圃, 余振華, 林俊成 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司