[发明专利]多层堆叠存储器及制作方法

说明书

本发明公开了一种多层堆叠存储器及制作方法，所述多层堆叠存储器制作方法包括以下步骤：准备存储芯片和基板，使用热压键合的方式将存储芯片通过微凸点焊接堆叠在基板上；将另一层存储芯片通过微凸点焊接堆叠在上一层存储芯片上，形成堆叠模块；在所述基板与存储芯片之间、以及上下相邻的存储芯片之间均充满塑封料或底充胶，对所述堆叠模块进行塑封；将塑封后的堆叠模块分割成独立封装。本发明提供的多层堆叠存储器制作方法可以有效降低多层堆叠存储器的生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种多层堆叠存储器制作方法以及采用该方法制作的多层堆叠存储器。

背景技术

随着云计算及移动互连的发展，数据中心等服务器的需求量激增。高端服务器对存储器件要求高容量，大带宽，低功耗。为了应对此需求，各公司相继推出了以三维堆叠技术为基础的多层存储封装产品。如图1所示，多层存储封装堆叠模块使用硅通孔13(TSV，Through Silicon Via)将数个存储芯片2(DRAM)进行垂直互连，通过底层的基板1与外界进行数据交互，由于硅通孔13具有密度高，垂直互连距离短的优势，数据传输速度大大提高。

目前高带宽存储器的多层芯片堆叠采用热压键合(TCB，Thermal CompressionBond)工艺，通过快速加热，将微凸点3与芯片背部焊盘14连接，芯片背部焊盘14与芯片的硅通孔13连接。目前微凸点3的成分主要是铜-锡结构，而芯片背部焊盘14的主要成分为镍-金结构。最终堆叠模块由塑封料5(EMC)进行保护，最后封装焊球7与外界连接。由于微凸点3间距小，为防止微凸点3间发生短路，一般使用非导电胶15填充在微凸点3之间，起到保护作用。目前有两种非导电胶15使用方式，一种为图2所示，非导电胶15制作成薄膜结构，预先涂敷在存储芯片2下表面，覆盖微凸点3，然后进行上下芯片的焊接；另一种如图3所示，是将非导电胶15涂敷在存储芯片2的上表面，然后上层存储芯片2穿过非导电胶与下层晶圆焊接。

由于非导电胶15涂敷在微凸点3焊接之前，在焊接时需要将焊接面的非导电胶15全部排出焊接界面，这对于非导电胶材料的特性具有极高的要求，因此此类非导电胶材料成本高昂。而且由于需要将非导电胶15全部挤出，并且需要保证没有气泡产生，因此对于热压焊接键合工艺及设备的要求也很高，工艺调试难度大，这也增加了成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层堆叠存储器制作方法，可以有效降低多层堆叠存储器的生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多层堆叠存储器制作方法，包括以下步骤：

S10、准备存储芯片和基板，使用热压键合的方式将存储芯片通过微凸点焊接堆叠在基板上；

S20、使用热压键合的方式将另一层存储芯片通过微凸点焊接堆叠在上一层存储芯片上；

S30、如果所述基板上堆叠的存储芯片的层数等于设定的层数，则存储芯片完成堆叠，形成堆叠模块，然后执行步骤S40；如果所述基板上堆叠的存储芯片的层数小于设定的层数，则执行步骤S20；

S40、在所述堆叠模块的顶层的存储芯片的上表面安装散热片；

S50、将安装有散热片的堆叠模块放入塑封模具中，向塑封模具中填充塑封料，对所述堆叠模块进行塑封，其中所述基板与存储芯片之间、以及上下相邻的存储芯片之间均充满塑封料，所述散热片的上表面位于塑封料外侧；

S60、将塑封后的堆叠模块分割成独立封装。

优选地，在所述步骤S40中，在所述散热片和顶层的存储芯片的上表面之间涂敷散热胶。

进一步优选地，所述散热片的材质为铜或不锈钢。

优选地，向塑封模具中填充的塑封料为塑封底充料。