包括叠置的电子部件的电子组件的制作方法
【技术领域】
[0001]概括地说，本文所描述的实施例涉及电子组件，并且更具体地说，涉及包括叠置的电子部件的电子组件。
【背景技术】
[0002]移动产品(例如，移动电话、智能手机、平板电脑等)在可用空间上极其受限，因为典型地对芯片以及封装面积和高度(除了物理和电气参数之外)有严格的限制。因此，减小系统板(例如，印刷电路板PCB)上电子部件(例如，封装芯片或分立器件、集成无源器件(iro)、表面安装型器件(SMD)等)的尺寸极其重要。
[0003]通常，电子芯片、集成电路(IC)或集成无源器件(IPD)仅仅在其相应衬底的一个面(例如，前侧)上具有其功能元件或功能器件。一个例外是其中衬底的背侧用作共用接地(即，电气管理)的情况。另一个例外是其中衬底的背侧用作散热器(即，热管理)的情况。
[0004]图1示出了示例性现有技术电子部件I。如本文中所使用的，电子部件包括(除了其它器件之外)集成电路(IC)或集成无源器件(IPD)。图2示出了另一个示例性现有技术电子部件2，其包括穿硅过孔或穿衬底过孔(TSV)3。在图2中所示出的示例性现有技术电子部件2中，芯片或硅内插件的背侧可以用于将TSV 3连接到再分布层(RDL)4和指定的I/O焊盘。例如，I/O焊盘可以通过各种已知制造技术(例如，倒装芯片(FC)、微倒装芯片(μ -FC)焊盘或Cu支柱等)来形成。
[0005]常规电子部件中相应衬底的单面利用导致在系统板(例如，PCB)上消耗大量空间。另外，常规电子部件典型地需要大量高度，使常规电子部件更难以装配在移动产品的外壳内部，尤其当需要将几个芯片、多个Iro或多个SMD中的一个组装和/或叠置在另一个的顶部上时。
【附图说明】
[0006]图1示出了示例性现有技术电子组件。
[0007]图2示出了另一个示例性现有技术电子组件，其包含穿硅过孔或穿衬底过孔(TSV)。
[0008]图3示出了示例性电子组件。
[0009]图4示出了另一个示例性电子组件。
[0010]图5Α-Β示出了包括图3中所示出的电子组件的示例性电子封装。
[0011]图6A-D示出了其它示例性电子封装以及用于制造包括图3中所示出的电子组件的电子封装的工艺流程。
[0012]图7示出了包括图3中所示出的电子组件的示例性电子系统。
[0013]图8是示出了叠置电子部件以便形成电子组件的方法的流程图。
[0014]图9是包括本文中所描述的电子组件和/或电子封装的电子设备的框图。
【具体实施方式】
[0015]下面的描述和附图充分地示出了具体实施例，以便使得本领域技术人员能够实施它们。其它实施例可以并入结构的、逻辑的、电气的、工艺的和其它的改变。一些实施例的部分或特征可以包括在其它实施例的部分或特征中，或者替代其它实施例的部分或特征。技术方案中所阐述的实施例包括那些技术方案的所有可用的等效形式。
[0016]如在本申请中所使用的方位术语(诸如“水平”)是相对于平行于晶圆或衬底的常规平面或表面的平面来定义的，而不管晶圆或衬底的方位如何。术语“垂直”指垂直于如以上所定义的水平的方向。介词(诸如“在…上”、“侧”(如在“侧壁”中)、“高于”、“低于”、“在…上方”、以及“在…之下”)是相对于在晶圆或衬底的顶部表面上的常规平面或表面来定义，而不管晶圆或衬底的方位如何。
[0017]本文中所描述的电子组件包括在将管芯嵌入到层合体(或一些其它类型的封装层)中之前，将两个或更多个电子部件(例如，管芯)背对背附接。将两个或更多个电子部件的此背对背附接可以用于优化针对包括电子部件的电子组件的封装选项。
[0018]另外，两个或更多个电子部件的背对背附接预先利用每一个相应的电子部件的背侧上的“被浪费的面积”。因此，与只使用衬底的一面的常规电子组件相比，每一电子组件面积的功能器件或电路的数量可以加倍。
[0019]另外，可以节省系统板上的有价值的面积，和/或与传统叠置技术(例如，封装上封装(PoP))相比，包括本文中所描述电子组件的电子封装的高度可以减小。本文中所描述的电子组件还可以允许使不同功能管芯更紧密地放在一起，从而减少形成电子组件(以及包括电子组件的电子封装)的电子部件之间的寄生效应。
[0020]本文中所描述的电子组件可以包括在背对背安装的电子部件中的每一电子部件的前侧上的功能器件。因此，功能器件实际上安装在电子组件的前侧和背侧上。
[0021]功能器件的例子包括但不限于晶体管、二极管和根据CMOS、双极、BiCMOS、模拟/混合信号、RF、功率半导体DRAM、SRAM或NVM存储技术的电子电路元件。另外，可选无源器件可以安装在本文中所描述的电子组件中的每一个电子组件的前侧和背侧上。在FEOL或BEOL处理期间，示例性可选无源器件包括但不限于电阻器、电容器(M0S电容器、MM电容器、金属间电容器)以及电感器(线圈)。
[0022]如以上所讨论的，将功能器件安装在电子组件的前侧和背侧上的一个潜在益处在于相对大数目个的功能器件可以包括在电子封装内的给定面积和/或体积中。将功能器件安装在电子组件的前侧和背侧上的另一个潜在益处在于这种电子组件可以更容易允许在电子封装中包括不同代技术(例如，20nm、40nm、65nm等的CMOS)的混合。另外，将功能器件安装在电子组件的前侧和背侧上可以更容易地允许在包括电子组件的电子封装中包括不同制造技术(例如，CMOS逻辑、DRAM、NVM存储器，双极、模拟/混合信号、RF、功率半导体技术等以及各种无源器件)的混合。
[0023]将功能器件安装在电子组件的前侧和背侧上还可以改进形成电子组件的各种电子部件的可制造性。各种电子部件的经改进的可制造性的一个可能的原因在于指定的最佳制造条件可以用于制造形成电子组件的单独的电子部件(例如，管芯)。
[0024]图3示出了示例性电子组件10。电子组件10包括第一电子部件11，第一电子部件11包括具有前侧13和背侧14的第一衬底12以及安装在第一衬底12的前侧13上的至少一个电子器件15。
[0025]电子组件10还包括第二电子部件21，第二电子部件21包括具有前侧23和背侧24的第二衬底22以及安装在第二衬底22的前侧23上的至少一个电子器件25。
[0026]第一衬底12的背侧14直接附接到第二衬底22的背侧24。在一些形式中，第一衬底12的背侧14直接附着(例如，通过胶合、直接硅对硅键合、阴离子键合等)到第二衬底22的背侧24。
[0027]应当注意的是，第一衬底12的背侧14可以以现在已知或将来发现的任何方式直接附接到第二衬底22的背侧24。其中第一衬底12的背侧14直接附接到第二衬底22的背侧24的方式将部分取决于电子组件中所使用的电子部件11、21的类型(除了其它因素之外
[0028]在电子组件10的一些示例性形式中，第一衬底12和第二衬底22中的至少一个衬底是硅衬底。在电子组件10的其它示例性形式中，第一衬底12和第二衬底22中的至少一个衬底是玻璃衬底。第一衬底12和第二衬底22的其它示例性材料包括但不限于硅、玻璃、绝缘体上硅、碳化硅(SiC)、砷化镓、有机衬底和层合体等。应当注意的是，第一衬底12和第二衬底22可以是相同材料或不同材料。
[0029]如在以上部分中所讨论的，将第一衬底12的背侧14直接附接到第二衬底22的背侧24可以容许电子组件10内在地使由电子组件10占据的给定面积的电子部件的密度加倍。潜在地使给定面积的电子部件的密度加倍可以允许电子组件10创建包括电子组件10的更小、更快和更强大的电子封装。
[0030]另外，可以在电子组件10中加以利用的单独的电子部件(例如，逻辑管芯、存储器、RF、模拟-混合信号管芯、无源器件、集成无源器件(IPD)、传感器、光学数据传输的部件等)可以借助经优化处理技术(例如，高级CMOS、BICM0S、双极、RF、模拟/混合信号、DRAM-存储器技术、SRAM-存储器技术或非易失性-(NVM)的存储器技术、传感器技术等)来制造。单独的电子部件还可以针对是电子组件10的部分的每一个电子部件使用经优化的衬底(例如，标准的或高欧姆的Si衬底、GaAs、III/V衬底、II/VI衬底、电介质衬底等)。
[0031]图4示出了电子组件10的另一个示例性形式。如在图4中所示出的，电子组件10还可以包括第三电子部件31，第三电子部件31包括具有前侧33和背侧34的第三衬底32以及安装在第三衬底32的前侧33上的至少一个电子器件35。在图4中所示出的电子组件10的示例性形式中，第三衬底32的背侧34可以直接附接到第一衬底1