[发明专利]具有通孔硅的半导体封装及相关的制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年5月18日提出的韩国专利申请10-2007-0048911和在2007年11月30日提出的10-2007-0123811的优先权，在此并入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明主要涉及半导体集成电路(IC)封装。更具体地，本发明涉及包括通孔硅(through silicon via)和相关电极的半导体IC封装及其制造方法。

背景技术

现代电子装置依靠集成电路(IC)技术以提供各种功能，例如包括数据存储、数据处理、信号放大、信号转换等。提供这些功能的IC技术的一些普通示例包括存储芯片和用于个人计算机及便携电子装置中的微处理器、用于照相机及运动检测器中的光传感器和用于通讯装置中的数字收发器，还有很多不再一一列举。

为了将IC技术合并到具体的电子装置或系统中去，典型地在半导体晶片上形成包括各种电路部件的IC图案。然后将晶片切成几个IC芯片并且IC芯片随后与电子装置或系统的其它元件相连，例如，与印刷电路板(PCB)相连。为了最大化每单位面积的功能数量，一些装置包括在彼此顶部堆叠并且作为单元共同安装在PCB上的多个IC芯片。

通常，包括一个或更多半导体IC芯片以及相关连接接口的任何复合结构可称作“半导体IC封装”或“IC封装”，所述相关连接接口适于共同安装在一PCB板或某些其它互连平台上的连接界面。大部分传统IC封装是通过将IC封装的外部端子(例如，通过焊接)与PCB相连而安装到PCB上，直接地或通过引线键合。这种IC封装的一个普通示例为球栅阵列(BGA)封装，其包括经由引线键合与PCB相连的多个堆叠的IC芯片。其它类型的IC封装可以使用键合技术，例如载带自动键合(TAB)或倒装芯片键合，安装在PCB或其它互连平台上。

不幸地，大多数这些用于IC封装的传统互连技术不是不期望地复杂就是它们趋于限制使IC封装能够最小化的程度。例如，为了形成传统BGA封装，必须在形成用于BGA的引线键合之前切割用于BGA封装的具有IC图案的晶片。然而，引线键合的形成使形成BGA封装的工艺复杂并且限制BGA封装能够最小化的程度。

最近，已经发展晶片级处理(WLP)技术以允许在切割晶片前在晶片内形成IC封装的各种部件。例如，某些WLP技术与其它晶片处理步骤一起用于形成装置互连特征，因而避免在切割IC芯片之后形成引线键合的需要。

通常，这种WLP技术允许IC封装制造工艺是流线型的并且是统一的。而且，通常WLP技术可在晶片上的矩阵排列的多个IC芯片上并行地执行，因而允许在晶片级上形成并且测试多个IC芯片。通过在多个IC芯片上并行地执行WLP技术，IC封装制造生产能力增加并且制造和测试IC封装所需的总时间和成本也相应地降低。另外，通过形成部件例如晶片级的器件互连，可减小IC封装的整个尺寸。

用于形成器件互连的WLP技术之一包括通孔硅的形成。通常通过穿过半导体衬底和/或形成在衬底上的各种材料层形成孔，然后在孔中形成穿透电极来形成通孔硅(TSV)。该穿透电极可与诸如信号端子、数据传输线、晶体管、缓冲器等之类IC芯片的内部部件相连。另外，该穿透电极可通过外部端子与IC芯片的外部部件相连，例如PCB。

公开了用于IC芯片中的TSVs的各种示例，例如，美国专利No.6,873,054中，美国专利No.7,045,870中以及公开的美国专利申请No.2007/0054419，在此并入其全部内容作为参考。

发明内容

为了提供具有改进的电互连的IC封装，与传统IC封装相比，本发明的选定实施例包括IC封装及其制造方法，其中形成电极以穿透半导体衬底、全部或部分的覆盖的复合层和/或全部或部分接触焊盘。

在一个实施例中，本发明提供一种半导体集成电路(IC)封装，包括：具有第一表面和第二表面的衬底；形成在所述第一表面上的复合层；形成在复合层上或至少部分地形成在复合层中的导电焊盘；电极，包括从第二表面延伸穿过衬底的第一部分，和从第一部分延伸穿过复合层以电接触所述导电焊盘的第二部分；以及将电极的第一部分与衬底分离的间隔绝缘层。