本公開涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、存儲(chǔ)器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)(iot)、人工智能(ai)、三維成像(3d)等領(lǐng)域?qū)Υ髷?shù)據(jù)分析需求效率增加和小型化發(fā)展的需求?；诠柰?through?silicon?via，tsv)的3d堆疊存儲(chǔ)器因其具有高密度、高帶寬、低功耗接口和小尺寸等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是下一代存儲(chǔ)的主流架構(gòu)。

2、然而，隨著堆疊層數(shù)的增加，存儲(chǔ)器的散熱問題成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題中的一個(gè)或多個(gè)，本公開實(shí)施例提出一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、存儲(chǔ)器系統(tǒng)；其中，本公開實(shí)施例提出的半導(dǎo)體器件包括：第一芯片；多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，位于所述第一芯片在第一方向上的一側(cè)表面，且均與所述第一芯片耦接；所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在第二方向上間隔排布，和/或，在第三方向上間隔排布；所述第二方向與所述第三方向相交，且所述第二方向與所述第三方向均與所述第一方向垂直；散熱結(jié)構(gòu)，保形覆蓋所述第一芯片與所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

2、在一些實(shí)施例中，所述散熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)大于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。

3、在一些實(shí)施例中，所述散熱結(jié)構(gòu)包括：保形覆蓋所述第一芯片與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的阻擋層；保形覆蓋所述阻擋層的籽晶層；以及保形覆蓋所述籽晶層的散熱層。

4、在一些實(shí)施例中，所述阻擋層的材料包括鉭或氮化鉭；所述籽晶層的材料包括金、銀、銅、鋁、鐵和石墨中的至少一種；所述散熱層的材料包括金、銀、銅、鋁、鐵和石墨中的至少一種。

5、在一些實(shí)施例中，所述籽晶層與所述散熱層的材料相同。

6、在一些實(shí)施例中，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)第二芯片；所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述第二鍵合層與所述第一鍵合層鍵合連接。

7、在一些實(shí)施例中，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括沿所述第一方向堆疊排布的多個(gè)第二芯片；每個(gè)所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的多個(gè)第二芯片中最靠近所述第一芯片的第二芯片中的第二鍵合層與所述第一鍵合層鍵合連接。

8、在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件還包括：塑封層，位于相鄰的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)側(cè)面的散熱結(jié)構(gòu)之間。

9、在一些實(shí)施例中，所述塑封層的材料包括氧化硅或環(huán)氧樹脂。

10、本公開實(shí)施例還提供了一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)，包括如本公開上述實(shí)施例中所述的半導(dǎo)體器件；以及存儲(chǔ)器控制器，與所述半導(dǎo)體器件耦接，且用于控制所述半導(dǎo)體器件。

11、本公開實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括：提供第一芯片；提供多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，將所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)均耦接至所述第一芯片在第一方向的一側(cè)表面；所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在第二方向上間隔排布，和/或，在第三方向上間隔排布；所述第二方向與所述第三方向相交，且所述第二方向與所述第三方向均與所述第一方向垂直；形成保形覆蓋所述第一芯片與所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的散熱結(jié)構(gòu)。

12、在一些實(shí)施例中，所述散熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)大于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。

13、在一些實(shí)施例中，所述形成保形覆蓋所述第一芯片與所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的散熱結(jié)構(gòu)，包括：形成保形覆蓋所述第一芯片與所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的阻擋層；形成保形覆蓋所述阻擋層的籽晶層；以及形成保形覆蓋所述籽晶層的散熱層。

14、在一些實(shí)施例中，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；多個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的每個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)第二芯片；所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；所述將所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)均耦接至所述第一芯片在第一方向的一側(cè)表面，包括：將所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述第二鍵合層與所述第一鍵合層鍵合連接。

15、在一些實(shí)施例中，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；多個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的每個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括沿所述第一方向堆疊排布的多個(gè)第二芯片；每個(gè)所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；所述將所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)均耦接至所述第一芯片在第一方向的一側(cè)表面，包括：將每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的多個(gè)第二芯片中最靠近所述第一芯片的第二芯片中的第二鍵合層與所述第一鍵合層鍵合連接。

16、在一些實(shí)施例中，所述方法還包括：在相鄰的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)側(cè)面的散熱結(jié)構(gòu)之間形成塑封層。

17、本公開實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、存儲(chǔ)器系統(tǒng)；所述半導(dǎo)體器件包括：第一芯片；多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，位于所述第一芯片在第一方向上的一側(cè)表面，且均與所述第一芯片耦接；所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在第二方向上間隔排布，和/或，在第三方向上間隔排布；所述第二方向與所述第三方向相交，且所述第二方向與所述第三方向均與所述第一方向垂直；散熱結(jié)構(gòu)，保形覆蓋所述第一芯片與所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。本公開實(shí)施例中，通過在第一芯片的一側(cè)耦接多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并使多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間間隔排布，以及在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)面、及相鄰半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的第一芯片表面上保形設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)，使得第一芯片和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的熱量時(shí)，能夠通過散熱結(jié)構(gòu)快速的將熱量散出，以降低半導(dǎo)體器件的溫度，提高半導(dǎo)體器件的良率和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述散熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)大于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述散熱結(jié)構(gòu)包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述阻擋層的材料包括鉭或氮化鉭；所述籽晶層的材料包括金、銀、銅、鋁、鐵和石墨中的至少一種；所述散熱層的材料包括金、銀、銅、鋁、鐵和石墨中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述籽晶層與所述散熱層的材料相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)第二芯片；所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；每個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括沿所述第一方向堆疊排布的多個(gè)第二芯片；每個(gè)所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；

8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述塑封層的材料包括氧化硅或環(huán)氧樹脂。

10.一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件；以及

11.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的制造方法，其特征在于，所述散熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)大于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。

13.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的制造方法，其特征在于，所述形成保形覆蓋所述第一芯片與所述多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的散熱結(jié)構(gòu)，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的制造方法，其特征在于，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；多個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的每個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)第二芯片；所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；

15.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的制造方法，其特征在于，所述第一芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的外圍電路和第一鍵合層；多個(gè)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的每個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括沿所述第一方向堆疊排布的多個(gè)第二芯片；每個(gè)所述第二芯片包括沿所述第一方向?qū)盈B設(shè)置的存儲(chǔ)單元陣列和第二鍵合層；

16.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的制造方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、存儲(chǔ)器系統(tǒng)；其中，半導(dǎo)體器件包括：第一芯片；多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，位于第一芯片在第一方向上的一側(cè)表面，且均與第一芯片耦接；多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在第二方向上間隔排布，和/或，在第三方向上間隔排布；第二方向與第三方向相交，且第二方向與第三方向均與第一方向垂直；散熱結(jié)構(gòu)，保形覆蓋第一芯片與多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。如此，可以在第一芯片和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生熱量時(shí)，通過散熱結(jié)構(gòu)將熱量快速的散出，進(jìn)而降低半導(dǎo)體器件的溫度，提高半導(dǎo)體器件的良率和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：袁娜,楊道虹,趙平,吳柱鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北星辰技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6