发明名称 可供堆叠之半导体装置及其制法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.09.21
申请号 TW096112653 申请日期 2007.04.11
申请人 矽品精密工业股份有限公司 发明人 张锦煌;黄建屏;黄致明;萧承旭
分类号 H01L21/60;H01L25/04;H01L23/528 主分类号 H01L21/60
代理机构 代理人 陈昭诚 台北市中正区博爱路35号9楼
主权项 一种可供堆叠之半导体装置之制法,系包括:提供一具有复数晶片之晶圆,该晶片及晶圆具有相对之主动面及非主动面,且于每一晶片主动面上设有复数个焊垫;于相邻两晶片中,其中一晶片之焊垫与另一晶片之焊垫之间形成一沟槽;于相邻两晶片之焊垫边缘至该沟槽边缘之间的区域及该沟槽内覆盖一绝缘层;于该绝缘层与该焊垫上形成一金属层,并令该金属层电性连接至该晶片之焊垫;于该金属层上形成一连接层;于相邻晶片间以该沟槽位置进行切割,该切割深度大于沟槽之深度,以切断相邻晶片间之电性导通;薄化该晶圆,系由该非主动面至该沟槽处,以使该金属层外露于该晶圆之非主动面,令该金属层之外露表面与该晶圆之非主动面齐平;以及分离该等晶片,形成复数可供堆叠之半导体装置。如申请专利范围第1项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该绝缘层系先铺设于该晶圆主动面上,再图案化制程,以使该绝缘层覆盖于该相邻晶片主动面上两焊垫边缘之间及沟槽处,该绝缘层为苯环丁烯(Benzo-Cyclo-Butene;BCB)及聚亚醯胺(Polyimide)之其中一者。如申请专利范围第1项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该金属层之制法系包括:于该晶圆主动面及绝缘层上形成一导电层;于该导电层上覆盖一第一阻层,并使该第一阻层形成有第一开口以外露出相邻两晶片间之焊垫及绝缘层上之导电层;以及进行电镀制程,以于该第一阻层之第一开口中形成该金属层,并令该金属层电性连接至该焊垫。如申请专利范围第3项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该导电层为钛/铜(Ti/Cu)、钛化钨/铜(TiW/Cu)、及铝(Al)/镍钒(NiV)/铜(Cu)之其中一者。如申请专利范围第3项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该金属层包括铜层及镍层。如申请专利范围第3项之可供堆叠之半导体装置之制法,复包括于该金属层上形成连接层,该连接层之制法系包括:于该第一阻层上铺设第二阻层,并使该第二阻层形成有第二开口,该第二开口系对应于该沟槽位置并小于该第一开口尺寸,以外露出部分之金属层;于该第二开口中之金属层上电镀形成金属材质之该连接层;以及移除该第一、第二阻层及其所覆盖之导电层。如申请专利范围第6项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该连接层为含铅焊锡材料及无铅焊锡材料(lead-free solder)之其中一者。如申请专利范围第3项之可供堆叠之半导体装置之制法,复包括于该金属层上形成连接层,该连接层之制法系包括:于该第一阻层上铺设第二阻层,并使该第二阻层形成有第二开口,该第二开口系对应于该沟槽位置并小于该第一开口尺寸,以外露出部分之金属层;于该第二开口中之金属层上植设焊球;进行回焊作业,以将该焊球焊结于该金属层上,而作为该连接层;以及移除该第一、第二阻层及其所覆盖之导电层。如申请专利范围第1项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该晶圆之非主动面于薄化前,系将该主动面黏着于一承载件上,以供薄化该晶圆之非主动面至该沟槽处。如申请专利范围第1项之可供堆叠之半导体装置之制法,复包括将其中一半导体装置利用外露于该晶片非主动面上之金属层堆叠并电性连接至另一半导体装置之晶片之主动面上之连接层,藉以构成多晶片之堆叠结构。如申请专利范围第10项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该连接层为焊锡材料,以透过热压合(thermal compression)及回焊之其中一方式而于各该半导体装置间形成焊锡接,俾供各该半导体装置相互电性连接。如申请专利范围第10项之可供堆叠之半导体装置之制法,其中,该堆叠结构之晶片间隙中填充有填充材料。一种可供堆叠之半导体装置,系包括:一晶片,系具有相对之主动面及非主动面,且该主动面上设有复数个焊垫;绝缘层,系置于该焊垫边缘与该晶片主动面边缘之间的区域且延伸至该晶片之侧面;金属层,系设置于该绝缘层与该焊垫上,且外露于该晶片之非主动面,令该金属层之外露表面与该晶圆之非主动面齐平,并电性连接至该晶片主动面之焊垫;以及连接层,系置于该晶片主动面边缘之金属层上。如申请专利范围第13项之可供堆叠之半导体装置,复包括有一导电层,系形成于该金属层与该晶片之间。如申请专利范围第14项之可供堆叠之半导体装置,其中,该导电层为钛/铜(Ti/Cu)、钛化钨/铜(TiW/Cu)、及铝(Al)/镍钒(NiV)/铜(Cu)之其中一者。如申请专利范围第13项之可供堆叠之半导体装置,其中,该金属层系包括铜层及镍层。如申请专利范围第13项之可供堆叠之半导体装置,其中,该连接层为含铅焊锡材料及无铅焊锡材料(lead-free solder)之其中一者。如申请专利范围第13项之可供堆叠之半导体装置,复包括另一半导体装置,系与该半导体装置相同,以将该另一半导体装置利用外露于其晶片非主动面之金属层堆叠并电性连接至该半导体装置之晶片主动面上之连接层,藉以构成多晶片之堆叠结构。如申请专利范围第18项之可供堆叠之半导体装置,其中,该连接层为焊锡材料,以透过回焊方式而于各该半导体装置间形成焊锡接,而使各该半导体装置相互电性连接。如申请专利范围第18项之可供堆叠之半导体装置,其中,该连接层为焊锡材料,以透过热压合(thermal compression)及回焊之其中一方式而于各该半导体装置间形成焊锡接,俾供各该半导体装置相互电性连接。如申请专利范围第18项之可供堆叠之半导体装置,其中,该堆叠结构之晶片的间隙中填充有填充材料。
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