本發(fā)明實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體封裝及其制造方法，且特別是涉及一種具有特定結(jié)構(gòu)的貫穿絕緣層孔(throughinsulatorvia，tiv)的半導(dǎo)體封裝及其制造方法。

背景技術(shù)：

集成電路(“integratedcircuit，ic”)被納入許多電子裝置中。集成電路封裝能夠?qū)⒍鄠€(gè)集成電路垂直地堆疊于“三維(three-dimensional，3d)”封裝中，以節(jié)省印刷電路板(“printedcircuitboard，pcb”)上的水平面積。替代性封裝技術(shù)(被稱作2.5維封裝(2.5dpackaging))可使用轉(zhuǎn)接板(interposer)將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯耦合至印刷電路板。所述轉(zhuǎn)接板可由例如硅等半導(dǎo)體材料形成?？稍谵D(zhuǎn)接板上安裝多個(gè)集成電路或其他半導(dǎo)體管芯(其可為異構(gòu)技術(shù)(heterogeneoustechnology))。

一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯上的許多裝置可能會(huì)造成電噪聲(electricalnoise)及/或通過(guò)發(fā)射電磁發(fā)射(ememission)而產(chǎn)生電磁(“electromagnetic，em”)干擾。射頻裝置(rfdevice)及電感器是會(huì)產(chǎn)生電噪聲及電磁干擾的裝置的實(shí)例。帶有噪聲的源(例如，射頻裝置)會(huì)在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如，金屬引線(metallead))中載送的信號(hào)中產(chǎn)生電噪聲。導(dǎo)電引線中的電噪聲可能會(huì)影響封裝中的各種其他信號(hào)及裝置。帶有噪聲的電信號(hào)會(huì)在半導(dǎo)體封裝中造成嚴(yán)重問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種半導(dǎo)體封裝包括第一半導(dǎo)體元件、絕緣層及第二半導(dǎo)體元件。第一半導(dǎo)體元件包括至少一個(gè)導(dǎo)電層及至少一個(gè)通孔層。絕緣層位于第一半導(dǎo)體元件上方且包括從絕緣層的第一側(cè)延伸至絕緣層的第二側(cè)的至少一個(gè)貫穿絕緣層孔(throughinsulatorvia，tiv)。至少一個(gè)貫穿絕緣層孔具有導(dǎo)電芯體，且導(dǎo)電芯體包含含銅材料。第二半導(dǎo)體元件位于絕緣層上方且包括至少一個(gè)導(dǎo)電層及至少一個(gè)通孔層。至少一個(gè)貫穿絕緣層孔將第一半導(dǎo)體元件的至少一個(gè)通孔層耦合至第二半導(dǎo)體元件的至少一個(gè)通孔層。

附圖說(shuō)明

結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明，會(huì)最好地理解本公開內(nèi)容的各個(gè)方面。應(yīng)注意，根據(jù)本行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)慣例，各種特征并非按比例繪制。事實(shí)上，為論述清晰起見，可任意增大或減小各種特征的尺寸。

圖1示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括轉(zhuǎn)接板的2.5維半導(dǎo)體封裝的側(cè)視圖。

圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的三維(3d)半導(dǎo)體封裝的側(cè)視圖。

圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括具有接地屏蔽傳輸路徑的轉(zhuǎn)接板的2.5維半導(dǎo)體封裝。

圖4示出根據(jù)一些實(shí)施例的形成包括一個(gè)或多個(gè)貫穿絕緣層孔-銅連接(tiv-cuconnection)的半導(dǎo)體封裝的方法的流程圖。

圖5示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有在載體襯底上形成的第一緩沖層及光熱轉(zhuǎn)換(light-to-heatconversion，lthc)層的部分半導(dǎo)體封裝。

圖6示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有第一金屬層的圖5所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖7示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層(tivholephotoresistpatterninglayer)的圖6所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖8示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有鈦/銅(ti/cu)種子層(seedlayer)的圖7所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖9示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有在一個(gè)或多個(gè)貫穿絕緣層通孔(tivhole)中沉積的銅(cu)層的圖8所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖10示出根據(jù)一些實(shí)施例的在化學(xué)機(jī)械平面化工藝(chemical-mechanicalplanarizationprocess)之后的圖9所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖11示出根據(jù)一些實(shí)施例的在光刻膠移除工藝(photoresistremovalprocess)之后的圖10所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖12示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有絕緣層的圖11所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖13示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有接地屏蔽層(groundshieldinglayer)的圖12所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖14示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有同軸光刻膠圖案化層(coaxialphotoresistpatterninglayer)的圖13所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖15示出根據(jù)一些實(shí)施例的在濕蝕刻工藝(wetetchingprocess)之后的圖14所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖16示出根據(jù)一些實(shí)施例的在光刻膠移除工藝之后的圖15所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖17示出根據(jù)一些實(shí)施例的耦合有第一半導(dǎo)體管芯及第二半導(dǎo)體管芯的圖16所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖18示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有包覆模制層(overmoldinglayer)的圖17所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖19示出根據(jù)一些實(shí)施例的在化學(xué)機(jī)械平面化(chemical-mechanicalplanarization，cmp)工藝之后的圖18所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖20示出根據(jù)一些實(shí)施例的上面沉積有聚苯并惡唑(pbo)層的圖19所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖21示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有多個(gè)導(dǎo)電層及聚苯并惡唑?qū)拥膱D20所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖22示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有將第一半導(dǎo)體管芯及第二半導(dǎo)體管芯耦合至連接墊的多個(gè)導(dǎo)電層以及通孔的圖21所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖23示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有在連接墊上形成的焊料凸塊的圖22所示部分半導(dǎo)體封裝。

圖24示出根據(jù)一些實(shí)施例的從玻璃載體分離的圖23所示半導(dǎo)體封裝。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明

2：半導(dǎo)體封裝

4：轉(zhuǎn)接板

6：第一半導(dǎo)體管芯

8：第二半導(dǎo)體管芯

10：印刷電路板

12：第一表面

14：第二表面

16：封裝襯底

18、20、24、458：焊料球

26、102：接地屏蔽傳輸路徑

50：三維半導(dǎo)體封裝

52：中央處理單元

54：緩存存儲(chǔ)器

56：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器/非易失性存儲(chǔ)器

58：模擬裝置

60：射頻裝置

62：電源

64：傳感器

66：輸入/輸出連接

68a、68b、68c、68d、68e：貫穿絕緣層孔

70：硅穿孔

72：貫穿絕緣層孔

72a：第一貫穿絕緣層孔

72b：第二貫穿絕緣層孔

74：襯底穿孔

100：半導(dǎo)體封裝

101a：第一半導(dǎo)體封裝元件

101b：第二半導(dǎo)體封裝元件

104a、104d：金屬層

104b：第一金屬層

104c：第二金屬層

106a：第一通孔層

106b：第二通孔層

106c：第三通孔層

106d：第四通孔層

108：貫穿絕緣層孔

110、114：絕緣層

112、112a：接地屏蔽層

120：連續(xù)的接地屏蔽層

122：導(dǎo)電金屬材料

126：絕緣區(qū)

128：有源裝置

130：頂蓋層

132：半導(dǎo)體管芯

134：焊料凸塊

140a：第一通孔

140b：第二通孔

146a、146b、146c、146d：信號(hào)路徑

156：凸塊下金屬層

300：方法

302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322、324、326、328、330、332、334、336：步驟

400：半導(dǎo)體封裝

402：第一緩沖層

404：載體襯底

406：光熱轉(zhuǎn)換離型層

408：第一金屬層

408a、408b：金屬跡線

410：貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層

412a、412b：貫穿絕緣層成形孔

414：種子層

416：導(dǎo)電金屬層

418a、418b：導(dǎo)電柱

420：絕緣層

422：同軸接地種子層

424：光刻膠層

426：同軸連接件

428a、428b：半導(dǎo)體管芯

430：管芯貼合膜層

432：硅層

434：鋁接觸墊

436：金屬通孔

438：包覆模制層

440、446、448：通孔絕緣層

442：連接性通孔

444：懸伸部

450a、450b、450c：導(dǎo)電層

452a、452b、452c：通孔

454a、454b、454c：導(dǎo)電線

456：連接墊

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供用于實(shí)作所提供主題的不同特征的許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗?。以下闡述組件及排列的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本公開內(nèi)容。當(dāng)然，這些僅為實(shí)例且不旨在進(jìn)行限制。例如，以下說(shuō)明中將第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成為直接接觸的實(shí)施例，且也可包括其中第一特征與第二特征之間可形成有附加特征、進(jìn)而使得所述第一特征與所述第二特征可能不直接接觸的實(shí)施例。另外，本公開內(nèi)容可能在各種實(shí)例中重復(fù)使用參考編號(hào)及/或字母。這種重復(fù)使用是出于簡(jiǎn)潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實(shí)施例及/或配置之間的關(guān)系。

此外，為易于說(shuō)明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空間相對(duì)性用語(yǔ)來(lái)闡述圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一(其他)元件或特征的關(guān)系。所述空間相對(duì)性用語(yǔ)旨在除圖中所繪示的取向外還囊括裝置在使用或步驟中的不同取向。裝置可具有其他取向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他取向)且本文中所用的空間相對(duì)性描述語(yǔ)可同樣相應(yīng)地進(jìn)行解釋。除非另有明確闡述，否則有關(guān)貼合、耦合等的用語(yǔ)(例如，“經(jīng)連接(connected)”及“經(jīng)內(nèi)連(interconnected)”)均是指其中各結(jié)構(gòu)通過(guò)中間結(jié)構(gòu)直接地或間接地固定至或貼合至彼此的關(guān)系、以及可移動(dòng)的或剛性的貼合或關(guān)系。同樣，除非另有明確闡述，否則有關(guān)電性耦合等的用語(yǔ)(例如，“經(jīng)耦合(coupled)”、“經(jīng)連接”、及“經(jīng)內(nèi)連”)均是指其中各結(jié)構(gòu)通過(guò)中間結(jié)構(gòu)直接地或間接地彼此相通的關(guān)系。

在各種實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝包括對(duì)第一金屬層與第二金屬層進(jìn)行耦合的至少一個(gè)貫穿絕緣層孔(throughinsulatorvia，tiv)。半導(dǎo)體封裝包括第一半導(dǎo)體封裝元件及第二半導(dǎo)體封裝元件。每一半導(dǎo)體封裝包括多個(gè)導(dǎo)電金屬層及對(duì)所述多個(gè)導(dǎo)電金屬層的每一導(dǎo)電金屬層中的各導(dǎo)電線進(jìn)行耦合的多個(gè)通孔層。在位于第一半導(dǎo)體封裝與第二半導(dǎo)體封裝之間的絕緣層中安置有多個(gè)半導(dǎo)體管芯。多個(gè)貫穿絕緣層孔延伸穿過(guò)絕緣層并對(duì)第一半導(dǎo)體封裝的第一金屬層與第二半導(dǎo)體封裝的第一金屬層進(jìn)行耦合。在一些實(shí)施例中，貫穿絕緣層孔包括內(nèi)部導(dǎo)電芯體、絕緣層及外部導(dǎo)電屏蔽層。所述內(nèi)部導(dǎo)電芯體包含銅及/或銅合金。

圖1示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有轉(zhuǎn)接板4的半導(dǎo)體封裝2的側(cè)視圖。轉(zhuǎn)接板4安置于襯底與一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯(被稱為2.5維半導(dǎo)體封裝)之間。在圖1中所示2.5維半導(dǎo)體封裝中，轉(zhuǎn)接板4安置于第一半導(dǎo)體管芯6及第二半導(dǎo)體管芯8下方且安置于封裝襯底16上方。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接板4包括上面形成有一個(gè)或多個(gè)無(wú)源裝置的基礎(chǔ)襯底(例如硅)以及多個(gè)硅穿孔(through-siliconvia，tsv)。轉(zhuǎn)接板4將第一、第二半導(dǎo)體管芯6、8的電性連接耦合至封裝襯底16及/或印刷電路板10。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接板4不含有任何有源裝置。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝2可包括集成扇出型晶片級(jí)封裝(integratedfan-outwaferlevelpackaging，info-wlp)。第一、第二半導(dǎo)體管芯6、8耦合至轉(zhuǎn)接板4的第一表面12。轉(zhuǎn)接板4的與第一表面12相對(duì)的第二表面14直接耦合至封裝襯底16。

在一些實(shí)施例中，第一、第二半導(dǎo)體管芯6、8包括一個(gè)或多個(gè)有源裝置。例如，在一些實(shí)施例中，第一、第二半導(dǎo)體管芯6、8可包括gps管芯、gps基頻帶管芯(gpsbasebanddie)、處理器(例如，進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(advancedriscmachine，arm)處理器)及/或任何其他適合的有源裝置。封裝襯底16可包括任何適合的襯底(例如陶瓷材料)，并支援位于轉(zhuǎn)接板4與印刷電路板10之間的一個(gè)或多個(gè)電性連接。印刷電路板10機(jī)械地支撐兩個(gè)或更多個(gè)集成電路封裝(半導(dǎo)體封裝)2并利用一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電軌道(conductivetrack)、導(dǎo)電墊、及/或由在非導(dǎo)電襯底上形成的導(dǎo)電層形成的其他特征對(duì)所述兩個(gè)或更多個(gè)集成電路封裝(半導(dǎo)體封裝)2進(jìn)行電性內(nèi)連。

封裝襯底16通過(guò)焊料球18而接合至印刷電路板10并通過(guò)焊料球20而接合至轉(zhuǎn)接板4。焊料球24將轉(zhuǎn)接板4接合至第一半導(dǎo)體管芯6及第二半導(dǎo)體管芯8。焊料球雖被寬泛地稱作“焊料球”，但未必如所說(shuō)明實(shí)施例中一樣完全為“球形的(ballshaped)”。焊料球也被替代性地稱作焊料凸塊并在各種實(shí)施例中呈各種形狀。焊料球在實(shí)體上將各相應(yīng)組件接合于一起并將所述相應(yīng)組件的電子特征電性耦合于一起。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接板4、第一、第二半導(dǎo)體管芯6、8、印刷電路板10、及/或封裝襯底16中的一者或多者包括以下所進(jìn)一步詳細(xì)論述的一個(gè)或多個(gè)接地屏蔽傳輸路徑(groundshieldedtransmissionpath)26。

圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的三維(3d)半導(dǎo)體封裝50。在如圖2中所示的三維半導(dǎo)體封裝50中，多個(gè)半導(dǎo)體管芯堆疊于彼此頂上且包括一個(gè)或多個(gè)硅穿孔(tsv)70以使得一個(gè)或多個(gè)上部管芯能夠與一個(gè)或多個(gè)下部管芯相通(communicate)。三維半導(dǎo)體封裝50包括多個(gè)半導(dǎo)體管芯，例如中央處理器(cpu)52、緩存存儲(chǔ)器54、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamicrandom-accessmemory，dram)/非易失性存儲(chǔ)器(non-volatilememory，nvm)56、模擬裝置(analogdevice)58、射頻裝置(radiofrequencydevice)60、電源62、一個(gè)或多個(gè)傳感器64、及/或一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(input/output，i/o)連接66。具有多個(gè)貫穿絕緣層孔72的多個(gè)貫穿絕緣層孔(tiv)層68a-68e耦合所述多個(gè)半導(dǎo)體管芯。每一半導(dǎo)體管芯可包括一個(gè)或多個(gè)襯底穿孔(through-substratevia，tsv)74。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)襯底穿孔74將在半導(dǎo)體管芯54下形成的第一貫穿絕緣層孔72a耦合至在半導(dǎo)體管芯54上方形成的第二貫穿絕緣層孔72b。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)金屬層及/或通孔可將第一貫穿絕緣層孔72a耦合至第二貫穿絕緣層孔72b。盡管本文中論述特定三維半導(dǎo)體封裝50，然而應(yīng)知三維半導(dǎo)體封裝中可包括一個(gè)或多個(gè)額外的管芯、一個(gè)或多個(gè)數(shù)目減少的管芯、一個(gè)或多個(gè)替代性管芯、及/或一個(gè)或多個(gè)2.5維半導(dǎo)體排列或2維半導(dǎo)體排列。在一些實(shí)施例中，接地屏蔽傳輸路徑包括延伸穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯的一個(gè)或多個(gè)貫穿絕緣層孔及/或一個(gè)或多個(gè)硅穿孔/襯底穿孔。

圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括接地屏蔽傳輸路徑102的半導(dǎo)體封裝100。接地屏蔽傳輸路徑102對(duì)第一半導(dǎo)體封裝元件101a與第二半導(dǎo)體封裝元件101b進(jìn)行耦合。第一半導(dǎo)體封裝元件101a包括至少一個(gè)金屬層104a、至少一個(gè)通孔層106a及頂蓋層130。在一些實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體封裝元件101a可包含任何適合的材料，例如硅。第二半導(dǎo)體封裝元件101b包括多個(gè)金屬層104b-104d、多個(gè)通孔層106b-106d及頂蓋層130。例如，在一些實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體封裝元件101b可為封裝襯底，例如結(jié)合圖1所論述的封裝襯底16。在一些實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體封裝元件101b與包括有源裝置(有源半導(dǎo)體裝置)128的至少一個(gè)半導(dǎo)體管芯132耦合。在有源裝置128與第一半導(dǎo)體封裝元件101a之間安置有絕緣區(qū)126。在一些實(shí)施例中，絕緣區(qū)126包含硅材料。絕緣區(qū)126可為轉(zhuǎn)接板的位于半導(dǎo)體管芯132與第一半導(dǎo)體封裝元件101a之間的部分及/或絕緣層114(例如，封裝層)的位于半導(dǎo)體管芯132與第一半導(dǎo)體封裝元件101a之間的部分。

接地屏蔽傳輸路徑102延伸穿過(guò)第一半導(dǎo)體封裝元件101a與第二半導(dǎo)體封裝101b之間的絕緣區(qū)126。在一些實(shí)施例中，接地屏蔽傳輸路徑102例如利用在轉(zhuǎn)接板(圖中未示出)中形成的tsv而延伸穿過(guò)所述轉(zhuǎn)接板。貫穿絕緣層孔(tiv)108延伸穿過(guò)絕緣層114并將在第一半導(dǎo)體封裝元件101a的第一通孔層106a中形成的第一通孔140a耦合至在第二半導(dǎo)體封裝元件101b的第二通孔層106b中形成的第二通孔140b。貫穿絕緣層孔108包含用以將信號(hào)從第一通孔140a傳輸?shù)降诙?40b的導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，貫穿絕緣層孔108具有沿縱向軸線延伸的圓柱形形狀。盡管圖中僅示出單個(gè)貫穿絕緣層孔，然而應(yīng)知半導(dǎo)體封裝100可包括任何數(shù)目的延伸穿過(guò)絕緣層114的貫穿絕緣層孔，且此處于本發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，接地屏蔽傳輸路徑102包括絕緣層110，絕緣層110圍繞從第一通孔層106a延伸至第二通孔層106b的貫穿絕緣層孔108的外表面。絕緣層110不在貫穿絕緣層孔108的頂表面或底表面上延伸。絕緣層110包含絕緣材料，例如聚酰亞胺材料。在一些實(shí)施例中，絕緣層110以貫穿絕緣層孔108的縱向長(zhǎng)度為中心沿圓周延伸。

在一些實(shí)施例中，接地屏蔽傳輸路徑102包括安置于絕緣層110及貫穿絕緣層孔108上及/或安置于絕緣層110及貫穿絕緣層孔108的外表面周圍、且從第一半導(dǎo)體封裝元件101a延伸至第二半導(dǎo)體封裝元件101b的接地屏蔽層112。接地屏蔽層112包含與接地耦合的導(dǎo)電材料。接地屏蔽層112通過(guò)絕緣層110而與貫穿絕緣層孔108電性隔離。接地屏蔽層112將貫穿絕緣層孔108與由一個(gè)或多個(gè)有源裝置(有源半導(dǎo)體裝置)128產(chǎn)生的輻射信號(hào)隔離及/或防止往來(lái)于貫穿絕緣層孔108的輻射信號(hào)傳輸。例如，當(dāng)在貫穿絕緣層孔108附近產(chǎn)生輻射信號(hào)時(shí)，所述輻射信號(hào)在到達(dá)貫穿絕緣層孔108之前會(huì)遇到接地屏蔽層112。接地屏蔽層112將輻射信號(hào)驅(qū)動(dòng)至接地，進(jìn)而發(fā)散所述輻射信號(hào)中的能量并防止因所述輻射信號(hào)而在貫穿絕緣層孔108內(nèi)誘發(fā)信號(hào)。通過(guò)防止輻射信號(hào)傳輸至貫穿絕緣層孔108中，接地屏蔽層112會(huì)降低或消除貫穿絕緣層孔108中由輻射誘發(fā)的噪聲。相似地，通過(guò)防止輻射信號(hào)從貫穿絕緣層孔108傳出，接地屏蔽層112會(huì)降低或消除由貫穿絕緣層孔108造成的由輻射誘發(fā)的噪聲并會(huì)在貫穿絕緣層孔108內(nèi)隔離所傳輸信號(hào)。接地屏蔽層112耦合至接地(ground)，例如在與半導(dǎo)體封裝100耦合的印刷電路板10中形成的接地。在一些實(shí)施例中，絕緣層114使接地屏蔽層112與周邊的封裝元件及/或在絕緣層114中形成的額外的貫穿絕緣層孔絕緣。

在一些實(shí)施例中，接地屏蔽層112完全包圍貫穿絕緣層孔108的各個(gè)側(cè)。在其他實(shí)施例中，接地屏蔽層112位于一個(gè)或多個(gè)金屬層104b-104d上方或下方的層中，以限制金屬層104b-104d之間的輻射傳輸。例如，在所說(shuō)明實(shí)施例中，在第二半導(dǎo)體封裝元件101b中形成有連續(xù)的接地屏蔽層120。所述連續(xù)的接地屏蔽層120包含導(dǎo)電金屬材料122，導(dǎo)電金屬材料122安置于半導(dǎo)體封裝元件101b的每一通孔層106b-106d及/或金屬層104b-104d中且位于半導(dǎo)體封裝元件101b的每一通孔層106b-106d及/或金屬層104b-104d之間。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電金屬材料122在大體垂直的方向上延伸穿過(guò)第二半導(dǎo)體封裝元件101b的金屬層104b-104d并在大體水平的方向上延伸穿過(guò)通孔層106b-106d，但應(yīng)知導(dǎo)電金屬材料122可在半導(dǎo)體封裝元件101b的各層中的任一層內(nèi)在任何方向上延伸。在一些實(shí)施例中，除了通孔140b-140d耦合金屬層104b-104d的位置以外，連續(xù)的接地屏蔽層120及導(dǎo)電金屬材料122隔離每一金屬層104b-104d。連續(xù)的接地屏蔽層120通過(guò)一個(gè)或多個(gè)封裝元件(例如印刷電路板(圖中未示出))而耦合至接地。連續(xù)的接地屏蔽層120防止輻射信號(hào)在第二半導(dǎo)體封裝元件101b的金屬層104b-104d之間傳輸。

在一些實(shí)施例中，連續(xù)的接地屏蔽層120耦合至接地屏蔽傳輸路徑102的接地屏蔽層112及/或耦合至接地屏蔽層112a。連續(xù)的接地屏蔽層120及接地屏蔽層112、112a用以使以下元件與由半導(dǎo)體封裝100在半導(dǎo)體封裝100內(nèi)產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)輻射信號(hào)(例如，由有源半導(dǎo)體裝置128產(chǎn)生的信號(hào)及/或經(jīng)過(guò)信號(hào)路徑146a-146d進(jìn)行的信號(hào)傳輸)絕緣：傳輸路徑，例如在金屬層104b-104d中及在貫穿絕緣層孔108中形成的傳輸路徑(信號(hào)路徑)146a-146d；有源裝置，例如有源半導(dǎo)體裝置128；及/或半導(dǎo)體封裝100的其他部分。例如，在一些實(shí)施例中，在第二半導(dǎo)體封裝元件101b的第二通孔層106b及第三通孔層106c中安置的接地導(dǎo)電金屬材料(導(dǎo)電金屬材料)122會(huì)將第一金屬層104b與輻射信號(hào)隔離。相似地，在第三通孔層106c及第四通孔層106d中安置的接地導(dǎo)電金屬材料(導(dǎo)電金屬材料)122會(huì)將第二金屬層104c與輻射信號(hào)隔離。

在一些實(shí)施例中，接地屏蔽層112a以與半導(dǎo)體封裝元件101b耦合的有源半導(dǎo)體裝置128為圓心安置。接地屏蔽層112a會(huì)阻隔有源半導(dǎo)體裝置128傳輸及/或接收輻射信號(hào)。例如，在一些實(shí)施例中，有源半導(dǎo)體裝置128為射頻發(fā)射裝置(rfemittingdevice)。接地屏蔽層112a以射頻發(fā)射裝置為圓心安置以防止來(lái)自所述裝置的射頻信號(hào)傳輸干擾半導(dǎo)體封裝100的其他元件(舉例來(lái)說(shuō)，貫穿絕緣層孔108)。接地屏蔽層112a可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)封裝元件(例如印刷電路板(圖中未示出))而耦合至接地。有源半導(dǎo)體裝置128可包括會(huì)產(chǎn)生輻射傳輸及/或?qū)邮蛰椛鋫鬏攣?lái)說(shuō)靈敏的任何適合的有源半導(dǎo)體裝置。關(guān)于一個(gè)或多個(gè)貫穿絕緣層孔的半導(dǎo)體封裝的其他實(shí)施例可參考于2016年3月22日提出申請(qǐng)、序列號(hào)為15/076,976號(hào)且標(biāo)題為“用于三維集成電路的具有新穎高隔離度的同軸穿孔交叉耦合方法(coaxialthroughviawithnovelhighisolationcrosscouplingmethodfor3dintegratedcircuits)”的美國(guó)專利申請(qǐng)。所述美國(guó)專利申請(qǐng)全文并入本文供參考。

在一些實(shí)施例中，貫穿絕緣層孔108包含導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料與傳統(tǒng)通孔連接相比具有相對(duì)短的內(nèi)連長(zhǎng)度及時(shí)間延遲(timedelay)。例如，貫穿絕緣層孔108可包含銅(cu)及/或銅系合金。在一些實(shí)施例中，貫穿絕緣層孔108的接地屏蔽層112的一部分是由相同的銅及/或銅系合金形成。

在一些實(shí)施例中，多個(gè)焊料凸塊134耦合至在凸塊下金屬(underbumpmetallurgy，ubm)層156中形成的金屬觸點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)表面安裝裝置(surfacemountdevice，smd)的觸點(diǎn)耦合至在凸塊下金屬(umb)層156中形成的金屬觸點(diǎn)(圖中未示出)。焊料凸塊134及/或表面安裝裝置的觸點(diǎn)用以利用表面安裝技術(shù)(surface-mounttechnology)將半導(dǎo)體封裝100耦合至一個(gè)或多個(gè)額外的電路元件(例如，電路板)。

圖4示出根據(jù)一些實(shí)施例的形成半導(dǎo)體封裝400(圖5至圖24)的方法300的流程圖。圖5至圖23示出根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝400在制作期間的各個(gè)剖視圖。在步驟302處，如圖5中所示，在載體襯底404上沉積第一緩沖層402。第一緩沖層402可包含任何適合的材料，例如聚酰亞胺、聚苯并惡唑(pbo)及/或任何其他適合的材料。載體襯底404為用以在形成期間支撐半導(dǎo)體封裝400的剛性材料(rigidmaterial)。例如，在一些實(shí)施例中，載體襯底404包含玻璃及/或其他用以在形成期間支撐半導(dǎo)體封裝400但不與半導(dǎo)體封裝400的任何元件相互作用的惰性材料(inertmaterial)。

在一些實(shí)施例中，在載體襯底404與第一緩沖層402之間形成光熱轉(zhuǎn)換(lthc)離型層406。光熱轉(zhuǎn)換離型層406用以在完全地形成及/或部分地形成半導(dǎo)體封裝400之后將半導(dǎo)體封裝400從載體襯底404離型。例如，在一些實(shí)施例中，將激光及/或其他聚光光源(concentratedlightsource)施加至光熱轉(zhuǎn)換離型層406，從而加熱光熱轉(zhuǎn)換離型層406并將半導(dǎo)體封裝400從載體襯底404分離。

在步驟304處，在第一緩沖層402的至少一部分上形成第一金屬層或銅重布線層408(curdl，在本文中被稱作第一金屬層)。如圖6中所示，第一金屬層408可包括被一個(gè)或多個(gè)間隙分隔開的多個(gè)金屬跡線(traces)408a、408b。例如，在一些實(shí)施例中，可通過(guò)界定所述一個(gè)或多個(gè)金屬跡線408a、408b的光掩模來(lái)沉積第一金屬層408，但應(yīng)知也可將第一金屬層408沉積成固體層并使用一個(gè)或多個(gè)蝕刻工藝及/或一個(gè)或多個(gè)掩模來(lái)移除所述固體層的某些部分?？蓪⒌谝唤饘賹?08沉積至任何適合的深度(例如5微米、6微米、7微米、8微米、9微米及/或大于9微米或小于5微米的任何其他適合的深度)。在一些實(shí)施例中，第一金屬層408為半導(dǎo)體封裝400的后側(cè)(backside，b/s)金屬層。后側(cè)金屬層用以將半導(dǎo)體封裝400耦合至一個(gè)或多個(gè)電路元件。

在步驟306處，如圖7中所示，在第一金屬層408上方沉積貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層(tivholephotoresistpatterninglayer)410，以界定一個(gè)或多個(gè)貫穿絕緣層成形孔412a、412b。貫穿絕緣層成形孔412a、412b具有預(yù)定直徑及預(yù)定深度(例如，將貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410沉積至預(yù)定高度)。例如，在一些實(shí)施例中，貫穿絕緣層成形孔412a、412b各自具有約120微米的直徑及約200-250微米的深度，但應(yīng)知貫穿絕緣層成形孔412a、412b也可具有更大的及/或更小的直徑及/或深度。在一些實(shí)施例中，通過(guò)界定貫穿絕緣層成形孔412a、412b的一個(gè)或多個(gè)光掩模來(lái)沉積貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410。

在步驟308處，在貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410上共形地沉積種子層414。在一些實(shí)施例中，例如圖8中所示實(shí)施例，種子層414包含鈦-銅(ti-cu)材料。將種子層414沉積成足以產(chǎn)生預(yù)定導(dǎo)電性的厚度。例如，在一些實(shí)施例中，可將ti/cu種子層414沉積成預(yù)定厚度(例如的ti厚度及的cu厚度)，但應(yīng)知也可選擇任何其他適合的導(dǎo)電性。

在步驟310處，如圖9中所示，在種子層414上沉積導(dǎo)電金屬層416。在一些實(shí)施例中，利用一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)鍍敷(electrochemicalplating，ecp)工藝來(lái)沉積導(dǎo)電金屬層416。例如，導(dǎo)電金屬層416可為經(jīng)電化學(xué)鍍敷沉積的銅層。將導(dǎo)電金屬層416沉積成足以填充預(yù)先界定的每一貫穿絕緣層成形孔412a、412b的厚度。例如，在一些實(shí)施例中，可將導(dǎo)電金屬層416沉積至約120微米的深度。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電金屬層416的一部分在貫穿絕緣層成形孔412a、412b上方及在貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410上方延伸。

在步驟312處，如圖10中所示，將半導(dǎo)體封裝400平面化以移除導(dǎo)電金屬層416的在貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410上方延伸的一部分?？衫美缁瘜W(xué)機(jī)械平面化(cmp)等任何適合的工藝來(lái)移除導(dǎo)電金屬層416的所述一部分。在一些實(shí)施例中，將半導(dǎo)體封裝400平面化以暴露出沉積于在貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410中形成的貫穿絕緣層成形孔412a、412b內(nèi)的導(dǎo)電材料。

在步驟314處，移除貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410。如圖11中所示，移除貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410會(huì)留下多個(gè)導(dǎo)電柱418a、418b?？衫萌魏芜m合的工藝(例如臭氧等離子體灰化工藝(ozoneplasmaashingprocess)、濕酸清洗(wetacidcleaning)、及/或任何其他適合的工藝、及/或其組合)來(lái)移除貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410。導(dǎo)電柱418a、418b在第一緩沖層402上方延伸預(yù)定距離。例如，導(dǎo)電柱418a、418b可在導(dǎo)電層(第一金屬層)408上方延伸約120微米，但應(yīng)知導(dǎo)電柱418a、418b也可具有更大的及/或更小的高度。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電柱418a、418b的高度對(duì)應(yīng)于在貫穿絕緣層通孔光刻膠圖案化層410中形成的貫穿絕緣層成形孔412a、412b的深度。

在步驟316處，如圖12中所示，在部分半導(dǎo)體封裝400上共形地沉積絕緣層420。絕緣層420可為使用任何適合的工藝沉積的任何適合的高介電常數(shù)絕緣層(high-kinsulatinglayer)420。在各種實(shí)施例中，絕緣層420包含以下中的一者或多者：陶瓷材料、介電材料、聚合物材料、任何其他適合的材料、及/或其任何組合。例如，在一些實(shí)施例中，沉積低溫(例如，180℃)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)介電質(zhì)。等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積介電質(zhì)可包括但不僅限于硅系介電質(zhì)(例如，sinx、sio2、sioxny)及/或任何其他適合的介電質(zhì)。在其他實(shí)施例中，絕緣層420為聚合物絕緣材料，例如環(huán)氧樹脂(epoxy)、聚苯并惡唑、聚酰亞胺(pi)、苯并環(huán)丁烯(bcb)及/或任何其他適合的聚合物絕緣材料。

在步驟318處，如圖13中所示，在絕緣層420上共形地沉積同軸接地種子層422。在一些實(shí)施例中，可利用任何適合的沉積工藝(例如濺鍍(sputtering))來(lái)沉積同軸接地種子層422。同軸接地種晶層422包含導(dǎo)電材料，例如銅(cu)、銅合金、及/或任何其他適合的導(dǎo)電材料。同軸接地種晶層422可包含任何適合的材料，例如包含具有厚度的ti/cu的材料。

在步驟320處，如圖14中所示，在同軸接地種子層422的第一部分上沉積光刻膠層424。光刻膠層424可包含任何適合的光刻膠材料，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(poly(methylmethacrylate)，pmma)，聚(甲基戊二酰亞胺)(poly(methylglutarimide，pmgi)、酚醛樹脂(phenolformaldehyderesin)、及/或任何其他適合的光刻膠層424。沉積光刻膠層424并將光刻膠層424暴露至光源以使光刻膠材料凝固或顯影。在一些實(shí)施例中，在界定用于一個(gè)或多個(gè)同軸貫穿絕緣層孔的接地屏蔽的同軸接地種子層422的某些部分上沉積光刻膠層424?？衫萌魏芜m合的工藝涂布或沉積光刻膠層424。

在步驟322處，如圖15中所示，移除同軸接地種子層422的未被光刻膠層424覆蓋的第二部分?？衫萌魏芜m合的方法(例如所屬領(lǐng)域中熟知的濕蝕刻劑工藝(wet-etchantprocess))來(lái)移除同軸接地種子層422的所述第二部分。光刻膠層424在所述濕蝕刻劑工藝期間保護(hù)同軸接地種子層422的所述第一部分。

在步驟324處，如圖16中所示，移除光刻膠層424?？衫萌魏芜m合的工藝(例如臭氧等離子體灰化工藝、濕酸清洗工藝、及/或任何其他適合的工藝、及/或其組合)來(lái)移除光刻膠層424。在移除光刻膠層424之后，部分半導(dǎo)體封裝400包括多個(gè)同軸連接件426，所述多個(gè)同軸連接件426具有內(nèi)導(dǎo)電層(導(dǎo)電金屬層)416、絕緣層420、及外導(dǎo)電層(同軸接地種子層)422。在某些實(shí)施例中，外導(dǎo)電層(同軸接地種子層)422包括接地屏蔽層。

在步驟326處，將多個(gè)半導(dǎo)體管芯(有源半導(dǎo)體管芯或裝置)428a、428b耦合至部分半導(dǎo)體封裝400。所述半導(dǎo)體管芯被預(yù)形成為含有一個(gè)或多個(gè)有源半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體管芯。如圖17中所示，將半導(dǎo)體管芯428a、428b耦合至或貼合至第一金屬層408。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯428a、428b各自包括管芯貼合膜(dieattachfilm，daf)層430、包含一個(gè)或多個(gè)有源元件的硅層432、鋁接觸墊434、及金屬通孔436，但應(yīng)知半導(dǎo)體管芯428a、428b也可具有任何適合數(shù)目的及/或任何適合類型的層。在一些實(shí)施例中，每一半導(dǎo)體管芯428a、428b的上部部分(例如，金屬通孔436)與同軸連接件426的頂部實(shí)質(zhì)上平行，但應(yīng)知半導(dǎo)體管芯428a、428b的高度也可延伸至同軸連接件426的頂部上方及/或下方。

在步驟328處，如圖18中所示，在部分半導(dǎo)體封裝400上沉積包覆模制(overmolding)層438。包覆模制層438用以填充各半導(dǎo)體管芯428a、428b與各所述多個(gè)同軸連接件426之間的一個(gè)或多個(gè)間隙。在一些實(shí)施例中，包覆模制層438包含絕緣(或非導(dǎo)電)材料。例如，在各種實(shí)施例中，包覆模制層438可包含絕緣材料，例如聚合物材料。在一些實(shí)施例中，將包覆模制層438沉積至足以填充各半導(dǎo)體管芯428a、428b及/或各同軸連接件426之間的間隙的深度。例如，在一些實(shí)施例中，將包覆模制層438沉積成足以在半導(dǎo)體管芯428a、428b的及/或同軸連接件426的頂部上方延伸約50微米的厚度。

在步驟330處，如圖19中所示，將部分半導(dǎo)體封裝400平面化以移除包覆模制層438安置于半導(dǎo)體管芯428a、428b上方的一部分?？墒褂萌魏芜m合的工藝(例如，在化學(xué)機(jī)械平面化工藝之前進(jìn)行的研磨工藝、及/或任何其他適合的工藝)來(lái)移除包覆模制層438的所述一部分。在一些實(shí)施例中，移除每一同軸連接件426的絕緣層420的上部部分及外導(dǎo)電層(同軸接地種子層)422的上部部分，以暴露出內(nèi)導(dǎo)電層(導(dǎo)電金屬層)416。也可移除每一半導(dǎo)體管芯428a、428b的一部分，例如鋁接觸墊434的一部分。

在步驟332處，如圖20中所示，在部分半導(dǎo)體封裝400上沉積通孔絕緣層440。通孔絕緣層440包含用以隔離每一半導(dǎo)體管芯428a、428b及同軸連接件426的絕緣材料，例如聚酰亞胺、聚苯并惡唑(pbo)、及/或任何其他適合的材料。在通孔絕緣層440中形成多個(gè)連接性通孔442以對(duì)每一半導(dǎo)體管芯428a、428b及同軸連接件426提供電性連接點(diǎn)。連接性通孔442可包含任何適合的導(dǎo)電材料，例如銅及/或銅合金。在一些實(shí)施例中，通孔絕緣層440包括位于每一同軸連接件426處的懸伸部(overhang)444，以隔離內(nèi)導(dǎo)電材料(導(dǎo)電金屬層)416及外導(dǎo)電接地屏蔽層(同軸接地種子層)422。可將通孔絕緣層440沉積至任何適合的深度，例如等于或小于約4.5微米的深度，但應(yīng)知通孔絕緣層440也可具有大于或小于4.5微米的任何適合的深度。

在步驟334處，在部分半導(dǎo)體封裝400上形成一個(gè)或多個(gè)額外的層(例如，一個(gè)或多個(gè)通孔層及/或?qū)щ妼?。例如，如圖21及圖22中所示，在通孔絕緣層440上方形成通孔絕緣層446、448及/或?qū)щ妼?50a-450c。額外的通孔絕緣層(聚苯并惡唑?qū)?446包括多個(gè)通孔452a-452c，所述多個(gè)通孔452a-452c將同軸連接件426及半導(dǎo)體管芯428a、428b耦合至導(dǎo)電層450a。在一些實(shí)施例中，額外的導(dǎo)電層(例如，導(dǎo)電層450a-450c)用以將半導(dǎo)體封裝400的兩個(gè)或更多個(gè)元件耦合于一起。例如，在圖21中所示實(shí)施例中，導(dǎo)電層450a將第一半導(dǎo)體管芯428a耦合至第二半導(dǎo)體管芯428b。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層450a-450c用以將半導(dǎo)體封裝400的一個(gè)或多個(gè)元件耦合至外部連接點(diǎn)。例如，如圖23中所示，通過(guò)在多個(gè)導(dǎo)電層450a-450c中形成的多個(gè)導(dǎo)電線454a-454c將第一半導(dǎo)體管芯428a及第二半導(dǎo)體管芯428b耦合至連接墊456。應(yīng)知，可在部分半導(dǎo)體封裝400上沉積任何數(shù)目的通孔層446、448及/或?qū)щ妼?50a-450c。

在步驟336處，如圖21中所示，在半導(dǎo)體封裝的一個(gè)或多個(gè)連接性點(diǎn)處形成焊料球458。例如，在一些實(shí)施例中，在連接墊456上形成焊料球。焊料球458可包含任何適合的材料，例如錫(sn)、銀(ag)、銅(cu)、鉛(pb)及/或其組合。

在步驟338處，將光源施加至光熱轉(zhuǎn)換離型層406以加熱光熱轉(zhuǎn)換離型層406，從而使半導(dǎo)體封裝400從載體襯底(玻璃載體層)404脫離。所述光源可為任何適合的光源，例如激光或其他定向光源。圖24示出在從玻璃載體層404被移除之后的制作完成的半導(dǎo)體封裝400。

在各種實(shí)施例中，公開一種半導(dǎo)體封裝。所述半導(dǎo)體封裝包括第一半導(dǎo)體元件、絕緣層及第二半導(dǎo)體元件。所述第一半導(dǎo)體元件包括至少一個(gè)導(dǎo)電層及至少一個(gè)通孔層。所述絕緣層位于所述第一半導(dǎo)體元件上方且包括從所述絕緣層的第一側(cè)延伸至所述絕緣層的第二側(cè)的至少一個(gè)貫穿絕緣層孔(throughinsulatorvia，tiv)。所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔具有導(dǎo)電芯體，且所述導(dǎo)電芯體包含含銅材料。所述第二半導(dǎo)體元件位于所述絕緣層上方且包括至少一個(gè)導(dǎo)電層及至少一個(gè)通孔層。所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔將所述第一半導(dǎo)體元件的所述至少一個(gè)通孔層耦合至所述第二半導(dǎo)體元件的所述至少一個(gè)通孔層。

在一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔包括圍繞所述導(dǎo)電芯體安置的第一絕緣層及圍繞所述第一絕緣層安置的接地屏蔽層。

在一些實(shí)施例中，所述接地屏蔽層包含含銅材料。

在一些實(shí)施例中，所述絕緣層包含低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)介電質(zhì)。

在一些實(shí)施例中，所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積介電質(zhì)包括硅系介電質(zhì)。

在一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔還包括圍繞所述接地屏蔽層安置的第二絕緣層。

在一些實(shí)施例中，所述第二絕緣層包含選自由聚苯并惡唑(pbo)、聚酰亞胺(pi)及苯并環(huán)丁烯(bcb)組成的群組的聚合物絕緣材料。

在一些實(shí)施例中，所述含銅材料包括鈦/銅(ti/cu)材料。

在一些實(shí)施例中，所述絕緣層包括轉(zhuǎn)接板(interposer)，所述轉(zhuǎn)接板包括一個(gè)或多個(gè)有源半導(dǎo)體裝置。

在各種實(shí)施例中，公開一種半導(dǎo)體封裝的形成方法。所述方法至少包括以下步驟。在襯底上形成第一導(dǎo)電層。在所述第一導(dǎo)電層上方形成絕緣層。在所述絕緣層上方形成通孔層。在所述通孔層上方形成第二導(dǎo)電層。所述第一導(dǎo)電層包括至少一個(gè)導(dǎo)電跡線(trace)。所述絕緣層包括從所述絕緣層的第一側(cè)延伸至所述絕緣層的第二側(cè)的至少一個(gè)貫穿絕緣層孔(throughinsulatorvia，tiv)。所述貫穿絕緣層孔具有導(dǎo)電芯體，所述導(dǎo)電芯體耦合至所述第一導(dǎo)電層的所述至少一個(gè)導(dǎo)電跡線。所述通孔層包括從所述通孔層的第一側(cè)延伸至第二側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)電通孔，且所述通孔層耦合至所述絕緣層的所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔。所述第二導(dǎo)電層包括至少一個(gè)導(dǎo)電跡線，所述至少一個(gè)導(dǎo)電跡線耦合至所述通孔層的所述至少一個(gè)導(dǎo)電通孔。

在一些實(shí)施例中，形成所述絕緣層至少包括以下步驟。在所述第一通孔層上沉積貫穿絕緣層通孔光刻膠層(tivholephotoresistlayer)，其中所述貫穿絕緣層通孔光刻膠層界定至少一個(gè)貫穿絕緣層通孔(tivhole)，所述至少一個(gè)貫穿絕緣層通孔至少部分地位于所述第一通孔層的所述至少一個(gè)導(dǎo)電通孔上方。在所述貫穿絕緣層通孔光刻膠層上沉積第一導(dǎo)電含銅材料，其中所述第一導(dǎo)電含銅材料被沉積至足以填充所述至少一個(gè)貫穿絕緣層通孔的深度。移除所述貫穿絕緣層通孔光刻膠層，以使所述第一導(dǎo)電含銅材料的柱界定所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔的導(dǎo)電芯體。

在一些實(shí)施例中，形成所述絕緣層進(jìn)一步包括以下步驟。在所述第一導(dǎo)電含銅材料的所述柱上沉積第一絕緣層。在所述第一絕緣層上沉積第二導(dǎo)電含銅材料，其中所述第一導(dǎo)電含銅材料的所述柱、所述第一絕緣層及所述第二導(dǎo)電含銅材料界定所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔。

在一些實(shí)施例中，沉積所述第一絕緣層包括沉積低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)介電材料。

在一些實(shí)施例中，形成所述絕緣層包括執(zhí)行平面化(planarizing)步驟以暴露出所述導(dǎo)電芯體。

在一些實(shí)施例中，還包括在所述至少一個(gè)貫穿絕緣層孔上形成第二絕緣層。

在一些實(shí)施例中，所述第二絕緣層包含選自由聚苯并惡唑(pbo)、聚酰亞胺(pi)及苯并環(huán)丁烯(bcb)組成的群組的材料。

在一些實(shí)施例中，還包括將至少一個(gè)有源半導(dǎo)體管芯耦合至所述絕緣層。

在一些實(shí)施例中，還包括以下步驟。在所述第二導(dǎo)電層上方形成連接墊，其中所述連接墊耦合至在所述第二導(dǎo)電層中形成的所述至少一個(gè)導(dǎo)電跡線。在所述連接墊上形成焊料球。

在各種實(shí)施例中，公開一種半導(dǎo)體封裝。所述半導(dǎo)體封裝包括第一半導(dǎo)體元件、絕緣層及第二半導(dǎo)體元件。所述第一半導(dǎo)體元件包括第一導(dǎo)電層及第一通孔層。所述第一導(dǎo)電層具有至少一個(gè)導(dǎo)電跡線(trace)。所述第一通孔層具有至少一個(gè)導(dǎo)電通孔，所述至少一個(gè)導(dǎo)電通孔耦合至所述第一導(dǎo)電層的所述至少一個(gè)導(dǎo)電跡線。所述絕緣層垂直地位于所述第一半導(dǎo)體元件上方且包括有源半導(dǎo)體裝置、貫穿絕緣層孔(throughinsulatorvia，tiv)及絕緣材料。所述貫穿絕緣層孔從所述絕緣層的第一側(cè)延伸至所述絕緣層的第二側(cè)。所述貫穿絕緣層孔包括導(dǎo)電芯體、至少部分地圍繞所述導(dǎo)電芯體的絕緣層及至少圍繞所述絕緣層的接地屏蔽層。所述導(dǎo)電芯體在所述貫穿絕緣層孔的第一端處耦合至所述第一通孔層的所述至少一個(gè)導(dǎo)電通孔。所述導(dǎo)電芯體及所述接地屏蔽層各自包含含銅材料。所述絕緣材料位于所述有源半導(dǎo)體裝置與所述貫穿絕緣層孔之間。所述第二半導(dǎo)體元件位于所述絕緣層上方且包括第二通孔層及第二導(dǎo)電層。所述第二通孔層包括至少一個(gè)導(dǎo)電通孔，所述至少一個(gè)導(dǎo)電通孔在所述貫穿絕緣層孔的第二端處耦合至所述貫穿絕緣層孔的所述導(dǎo)電芯體。所述第二導(dǎo)電層包括至少一個(gè)導(dǎo)電跡線(trace)，所述至少一個(gè)導(dǎo)電跡線耦合至所述第二通孔層的所述至少一個(gè)導(dǎo)電通孔。

在一些實(shí)施例中，所述第一含銅材料是鈦-銅材料。

以上概述了若干實(shí)施例的特征，以使所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員可更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)知，其可容易地使用本發(fā)明作為設(shè)計(jì)或修改其他工藝及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)來(lái)施行與本文中所介紹的實(shí)施例相同的目的及/或?qū)崿F(xiàn)與本文中所介紹的實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這些等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神及范圍，而且他們可在不背離本發(fā)明的精神及范圍的條件下對(duì)其作出各種改變、代替、及變更。