不具有tsv結(jié)構(gòu)的低cte中介片和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及微電子器件的封裝，尤其涉及半導(dǎo)體器件的封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]微電子器件通常包括半導(dǎo)體材料(諸如硅或砷化鎵)的板(slab)，其通常稱為裸片或半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體芯片通常設(shè)置為獨(dú)立的預(yù)封裝單元。在一些單元設(shè)計(jì)中，半導(dǎo)體芯片被安裝至襯底或芯片載體，襯底或芯片載體又安裝在諸如印刷電路板的電路板上。
[0003]在半導(dǎo)體芯片的第一面(例如，前表面)中制造有源電路裝置。為了利于到有源電路裝置的電連接，芯片在同一面上設(shè)置有接合焊盤。接合焊盤通常在裸片的邊緣周圍或者對于許多存儲(chǔ)器件來說在裸片中心中以規(guī)則陣列進(jìn)行放置。接合焊盤通常由導(dǎo)電金屬(諸如銅或鋁)制造為大約0.5微米(μπι)厚。接合焊盤可以包括單個(gè)金屬層或多個(gè)金屬層。接合焊盤的尺寸將隨著器件類型而變化，但是通常在一側(cè)測量為幾十到幾百微米。
[0004]中介片可用于在微電子元件(諸如一個(gè)或多個(gè)彼此未封裝或封裝半導(dǎo)體芯片)之間或者在一個(gè)或多個(gè)未封裝或封裝半導(dǎo)體芯片與其他部件(諸如其上具有無源電路元件的芯片上集成無源器件(“IP0C”)、分立無源器件(例如，電容器、電阻器或電感器或它們的組合))之間提供電連接，但不限于此。中介片可以將這種芯片或多個(gè)芯片與諸如電路板的其他結(jié)構(gòu)耦合。
[0005]尺寸是芯片的任何物理布置中的重要考慮因素。隨著便攜式電子設(shè)備的快速發(fā)展，對于芯片的更緊湊物理布置的需求變得越來越強(qiáng)烈。僅通過示例，通常被稱為“智能手機(jī)”的設(shè)備將蜂窩電話的功能與強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)處理器、存儲(chǔ)器和輔助設(shè)備(諸如全球定位系統(tǒng)接收器、電子相機(jī)和局域網(wǎng)連接)以及高分辨率顯示器和相關(guān)聯(lián)的圖像處理芯片進(jìn)行集成。這種設(shè)備可以在封裝件大小的設(shè)備中提供諸如全因特網(wǎng)連接、娛樂(包括全分辨率視頻)、導(dǎo)航、電子銀行等的能力。復(fù)雜的便攜式設(shè)備要求將多個(gè)芯片封裝到小空間中。此夕卜，一些芯片具有許多輸入和輸出連接，通常稱為“I/O”。這些I/O必須與其他芯片的I/O互連。互連應(yīng)該短且應(yīng)該具有低阻抗以使得信號傳播延遲最小。來自互連的部件不應(yīng)該顯著增加組件的尺寸。在其他應(yīng)用中也存在類似需求，例如諸如在因特網(wǎng)搜索引擎中所使用的數(shù)據(jù)服務(wù)器中。例如，在復(fù)雜芯片之間提供大量短且低阻抗互連的結(jié)構(gòu)可以增加搜索引擎的帶寬并降低其功耗。
[0006]盡管在中介片結(jié)構(gòu)和制造中所取得的進(jìn)步，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)以增強(qiáng)用于制造可從工藝中得到的中介片和結(jié)構(gòu)的這種工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面可提供一種微電子組件，包括:介電區(qū)域，具有第一表面、與第一表面相對的第二表面以及多條跡線和多個(gè)接觸件，多條跡線在平行于第一表面和第二表面的至少一個(gè)方向上延伸，多個(gè)接觸件位于介電區(qū)域的第一表面處；多個(gè)導(dǎo)電元件，耦合至跡線并在第二表面上方突出；密封劑，在第二表面上方延伸，密封劑填充相鄰導(dǎo)電元件之間的空間并具有上覆且背對第二表面的表面，其中導(dǎo)電元件的端部位于密封劑的表面處；微電子元件，具有一表面和位于該表面處的多個(gè)元件接觸件，元件接觸件面對并接合至多個(gè)接觸件，其中密封劑的熱膨脹系數(shù)(CTE)不大于與介電區(qū)域或微電子元件中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的CTE的兩倍。
[0008]在一個(gè)示例中，密封劑可以是第一密封劑，微電子組件還包括在第一表面上方延伸的第二密封劑。
[0009]在一個(gè)示例中，第二密封劑的CTE可等于第一密封劑的CTE。
[0010]在一個(gè)示例中，第一密封劑和第二密封劑可密封介電區(qū)域。
[0011]在一個(gè)示例中，微電子元件可包括在平行于第一表面的至少一個(gè)方向上隔開的至少兩個(gè)微電子元件。
[0012]在一個(gè)示例中，介電區(qū)域可包括第一介電材料的第一層和被配置為用作工藝停止層的不同介電材料的第二層。
[0013]在一個(gè)示例中，多個(gè)導(dǎo)電元件包括選自由焊料、錫、銦、銅、鎳、金、共晶成分、非共晶成分和導(dǎo)電基質(zhì)材料組成的組中的接合材料的至少一塊。
[0014]在一個(gè)示例中，多個(gè)導(dǎo)電元件可包括具有主要由選自銅、銅合金、鎳和鎳合金的至少一種金屬組成的至少一個(gè)核心的多個(gè)金屬柱，柱具有高于300°C的恪化溫度。
[0015]在一個(gè)示例中，微電子組件還可以包括電路板，其中多個(gè)導(dǎo)電元件與位于電路板的表面處的對應(yīng)接觸件接合。
[0016]在一個(gè)示例中，介電層選自由后端制程(BEOL)和再分布層(RDL)組成的組。
[0017]本公開的另一方面可以提供上述微電子組件以及電連接至結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)其他電子部件。
[0018]在一個(gè)示例中，該系統(tǒng)還可以包括殼體，微電子組件和其他電子部件安裝至所述殼體。
[0019]本公開的另一方面可以提供一種中介片，包括:介電區(qū)域，具有第一表面、與第一表面相對的第二表面以及多條跡線和多個(gè)接觸件，多條跡線在平行于第一表面和第二表面的至少一個(gè)方向上延伸，多個(gè)接觸件位于介電區(qū)域的第一表面處；多個(gè)導(dǎo)電元件，耦合至跡線并在第二表面上方突出；密封劑，在第二表面上方延伸，密封劑填充相鄰導(dǎo)電元件之間的空間并具有上覆且背對第二表面的表面，其中導(dǎo)電元件的端部位于密封劑的表面處，其中密封劑的熱膨脹系數(shù)(CTE)不大于與至少介電區(qū)域或微電子元件相關(guān)聯(lián)的CTE的兩倍，微電子元件具有被配置用于與第一表面處的接觸件的倒裝連接的接觸件。
[0020]在一個(gè)示例中，第二密封劑的CTE可等于第一密封劑的CTE。
[0021]在一個(gè)示例中，介電區(qū)域可包括第一介電材料的第一層和被配置為用作工藝停止層的不同介電材料的第二層。
[0022]在一個(gè)示例中，多個(gè)導(dǎo)電元件可包括選自由焊料、錫、銦、銅、鎳、金、共晶成分、非共晶成分和導(dǎo)電基質(zhì)材料組成的組中的接合材料的至少一塊。
[0023]在一個(gè)示例中，多個(gè)導(dǎo)電元件可包括具有主要由選自銅、銅合金、鎳和鎳合金的至少一種金屬組成的至少一個(gè)核心的多個(gè)金屬柱，柱具有高于300°C的恪化溫度。
[0024]在一個(gè)示例中，介電層可選自由后端制程(BEOL)和再分布層(RDL)組成的組。
[0025]本公開的另一方面可以提供一種制造微電子組件的方法，包括:形成填充設(shè)置在支持結(jié)構(gòu)上的介電區(qū)域的第二表面上方向上突出的相鄰導(dǎo)電元件之間的空間，其中與導(dǎo)電元件電連接的多條跡線在平行于第一表面和第二表面的至少一個(gè)方向上延伸，密封劑具有上覆且背對第二表面的表面，其中導(dǎo)電元件的端部位于密封劑的表面處；在朝向介電區(qū)域的第一表面的方向上去除支持結(jié)構(gòu)的厚度的至少一部分；組裝具有一面和位于該面處的多個(gè)元件接觸件的微電子元件，使得元件接觸件面對并接合至多個(gè)接觸件，其中密封劑的熱膨脹系數(shù)(CTE)不大于與介電區(qū)域或微電子元件中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的CTE的兩倍。
[0026]在一個(gè)示例中，該方法可進(jìn)一步包括:在組裝微電子元件之后，去除密封劑的表面處的密封劑的一部分，從而去除密封劑的表面處的導(dǎo)電元件的部分。
[0027]在一個(gè)示例中，該方法可進(jìn)一步包括:在去除密封劑的一部分之后，將多個(gè)接合元件附接至表面處的導(dǎo)電元件的部分，接合元件被配置為與第二部件的表面處的多個(gè)接觸件接合。
[0028]在一個(gè)示例中，密封劑可以是第一密封劑，該方法進(jìn)一步包括形成第二密封劑，第二密封劑在第一表面上方延伸，第二密封劑的CTE等于第一密封劑的CTE。
[0029]在一個(gè)示例中，該方法可進(jìn)一步包括:在組裝具有介電區(qū)域的微電子元件之后，在微電子元件與介電區(qū)域的第一表面相對的表面處研磨微電子元件，以去除微電子元件的厚度的至少一部分。
[0030]在一個(gè)示例中，微電子元件可包括多個(gè)微電子元件。
[0031]在一個(gè)示例中，該方法可進(jìn)一步包括:將多個(gè)導(dǎo)電元件與電路板的表面處的對應(yīng)接觸件接合。
[0032]在一個(gè)示例中，集成形成支持結(jié)構(gòu)和介電區(qū)域。
[0033]在一個(gè)示例中，支持結(jié)構(gòu)可主要由第一材料組成，并且介電區(qū)域可主要由第二材料組成。
[0034]在一個(gè)示例中，該方法可進(jìn)一步包括:沉積工藝停止層；以及利用工藝停止層停止去除工藝。
【附圖說明】
[0035]圖1是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0036]圖2是介電區(qū)域的放大截面圖；
[0037]圖3是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0038]圖4是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0039]圖5是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0040]圖6是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0041]圖7是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0042]圖8是示出包括中介片的微電子組件的制造階段的截面圖；
[0043]圖9是示出包括中介片的微電子組件的制