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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024091457
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】半導体パッケージ
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/02 20060101AFI20240627BHJP
   H01L 21/60 20060101ALI20240627BHJP
【FI】
H01L21/02 B
H01L21/60 311Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023195991
(22)【出願日】2023-11-17
(31)【優先権主張番号】10-2022-0181439
(32)【優先日】2022-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung-ro,Yeongtong-gu,Suwon-si,Gyeonggi-do,Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】金 兌泳
(72)【発明者】
【氏名】閔 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】鄭 銀淑
(72)【発明者】
【氏名】▲ちょう▼ 昭惠
【テーマコード(参考)】
5F044
【Fターム(参考)】
5F044KK05
5F044KK18
5F044LL15
5F044QQ06
(57)【要約】
【課題】半導体パッケージが提供される。
【解決手段】半導体パッケージはシリコンを含む第1基板、第1基板上で第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層、第1絶縁層上で第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層、および第2絶縁層上に配置される構造体を含み、第1濃度は第1絶縁層の総重量に対する第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第2濃度は第2絶縁層の総重量に対する第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第1濃度は20wt%~50wt%である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコンを含む第1基板;
前記第1基板上で前記第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層;
前記第1絶縁層上で前記第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層;および
前記第2絶縁層上に配置される構造体を含み、
前記第1濃度は前記第1絶縁層の総重量に対する前記第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第2濃度は前記第2絶縁層の総重量に対する前記第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第1濃度は20wt%~50wt%である、半導体パッケージ。
【請求項2】
前記第2絶縁層の厚さは前記第1絶縁層の厚さより小さい、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項3】
前記第2絶縁層の厚さは20Å~200Åである、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項4】
前記第2濃度は5wt%~20wt%である、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項5】
前記構造体は、
前記第2絶縁層上で前記第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層と、
前記第3絶縁層上で前記第3絶縁層と接し、シリコンを含む第2基板と、
を含む、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項6】
前記第2基板と対向する前記第1基板の表面に形成され、前記第1基板の内部に向かって湾入した第1リセス;および
前記第1基板と対向する前記第2基板の表面に形成され、前記第2基板の内部に向かって湾入した第2リセスをさらに含み、
前記第1絶縁層は前記第1リセスの内部を埋めて、前記第3絶縁層は前記第2リセスの内部を埋める、請求項5に記載の半導体パッケージ。
【請求項7】
前記構造体は、
前記第2絶縁層上で前記第2絶縁層と接し、シリコンを含む第2基板を含む、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項8】
前記構造体は、
前記第2絶縁層上で前記第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層と、
前記第3絶縁層の内部に配置され、導電性物質を含む配線パターンと、
を含む、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項9】
前記構造体は、
前記第2絶縁層上で前記第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層と、
前記第3絶縁層上で前記第3絶縁層と接する半導体チップと、
を含む、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項10】
前記第1絶縁層および前記第2絶縁層それぞれによって囲まれ、前記第1基板と接する第1導電性端子;および
前記第2絶縁層および前記第3絶縁層それぞれによって囲まれ、前記半導体チップと接し、前記第1導電性端子に連結される第2導電性端子をさらに含む、請求項9に記載の半導体パッケージ。
【請求項11】
前記第1絶縁層によって囲まれ、前記第1基板と接する第1導電性端子;
前記第3絶縁層によって囲まれ、前記半導体チップと接する第2導電性端子;および
前記第1導電性端子および前記第2導電性端子を連結し、前記第1ないし第3絶縁層それぞれによって囲まれる連結端子をさらに含む、請求項9に記載の半導体パッケージ。
【請求項12】
前記第2絶縁層の側壁の少なくとも一部は前記第1絶縁層と接する、請求項9に記載の半導体パッケージ。
【請求項13】
シリコンを含む第1基板;
前記第1基板上で前記第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層;
前記第1絶縁層上で前記第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層;
前記第2絶縁層上で前記第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層;および
前記第3絶縁層上に配置される構造体を含み、
前記第1濃度は前記第1絶縁層の総重量に対する前記第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第2濃度は前記第2絶縁層の総重量に対する前記第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第3濃度は前記第3絶縁層の総重量に対する前記第3絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味する、半導体パッケージ。
【請求項14】
前記第1濃度および第3濃度はそれぞれ20wt%~50wt%であり、
前記第2濃度は5wt%~20wt%である、請求項13に記載の半導体パッケージ。
【請求項15】
前記第2絶縁層の厚さは前記第1絶縁層の厚さおよび前記第3絶縁層の厚さそれぞれより小さい、請求項13に記載の半導体パッケージ。
【請求項16】
前記構造体は、
前記第3絶縁層上で前記第3絶縁層と接し、シリコンを含む第2基板を含む、請求項13に記載の半導体パッケージ。
【請求項17】
前記第3絶縁層の内部に配置され、導電性物質を含む配線パターンをさらに含む、請求項13に記載の半導体パッケージ。
【請求項18】
前記第3絶縁層上で前記第3絶縁層と接する半導体チップをさらに含む、請求項13に記載の半導体パッケージ。
【請求項19】
前記第2絶縁層の水平方向の幅および前記第3絶縁層の前記水平方向の幅それぞれは前記第1絶縁層の前記水平方向の幅より小さい、請求項18に記載の半導体パッケージ。
【請求項20】
シリコンを含む第1基板;
前記第1基板上で前記第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層;
前記第1絶縁層上で前記第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層;
前記第2絶縁層上で前記第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、前記第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層;および
前記第3絶縁層上で前記第3絶縁層と接し、シリコンを含む第2基板
を含み、
前記第1濃度は前記第1絶縁層の総重量に対する前記第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第2濃度は前記第2絶縁層の総重量に対する前記第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第3濃度は前記第3絶縁層の総重量に対する前記第3絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、
前記第2絶縁層の厚さは前記第1絶縁層の厚さおよび前記第3絶縁層の厚さそれぞれより小さく、
前記第1濃度および第3濃度はそれぞれ20wt%~50wt%であり、
前記第2濃度は5wt%~20wt%である、半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のウェーハのボンディングに使用する絶縁物質に含まれたシリコンの重量比率は20%未満である。この場合、ウェーハのボンディング工程が行われる間、表面処理条件およびウェーハのボンディング後の熱処理条件などによって生成されたHOがボンディング接合面にボイド(void)を生成し得る。ウェーハのボンディング接合面に生成されたボイド(void)はウェーハの接合面に剥離を誘発し得る。したがって、ウェーハのボンディング対する信頼性を向上させるためにウェーハのボンディング接合面にボイド(void)が生成されることを防止する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明が解決しようとする課題は、基板のボンディング信頼性を向上させた半導体パッケージを提供することにある。
【0004】
本発明が解決しようとする課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための本発明の技術的思想による半導体パッケージのいくつかの実施形態は、シリコンを含む第1基板、第1基板上で第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層、第1絶縁層上で第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層、および第2絶縁層上に配置される構造体を含み、第1濃度は第1絶縁層の総重量に対する第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第2濃度は第2絶縁層の総重量に対する第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第1濃度は20wt%~50wt%である。
【0006】
前記課題を解決するための本発明の技術的思想による半導体パッケージの他のいくつかの実施形態は、シリコンを含む第1基板、第1基板上で第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層、第1絶縁層上で第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層、第2絶縁層上で第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層、および第3絶縁層上に配置される構造体を含み、第1濃度は第1絶縁層の総重量に対する第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第2濃度は第2絶縁層の総重量に対する第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第3濃度は第3絶縁層の総重量に対する第3絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味する。
【0007】
前記課題を解決するための本発明の技術的思想による半導体パッケージのまた他のいくつかの実施形態は、シリコンを含む第1基板、第1基板上で第1基板と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度のシリコンを含む第1絶縁層、第1絶縁層上で第1絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、第1濃度より小さい第2濃度のシリコンを含む第2絶縁層、第2絶縁層上で第2絶縁層と接し、シリコン酸化物を含み、第2濃度より大きい第3濃度のシリコンを含む第3絶縁層、および第3絶縁層上で第3絶縁層と接し、シリコンを含む第2基板を含み、第1濃度は第1絶縁層の総重量に対する第1絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第2濃度は第2絶縁層の総重量に対する第2絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第3濃度は第3絶縁層の総重量に対する第3絶縁層に含まれたシリコンの重量の比率を意味し、第2絶縁層の厚さは第1絶縁層の厚さおよび第3絶縁層の厚さそれぞれより小さく、第1濃度および第3濃度はそれぞれ20wt%~50wt%であり、第2濃度は5wt%~20wt%である。
【0008】
本発明のその他具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。
図2図1のS1領域を拡大した拡大図である。
図3図1に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図4図1に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図5図1に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図6】本発明の他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。
図7図6のS2領域を拡大した拡大図である。
図8図6に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図9図6に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図10図6に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図11】本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。
図12図11のS3領域を拡大した拡大図である。
図13】本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。
図14図13のS4領域を拡大した拡大図である。
図15図13に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図16図13に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図17図13に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図18】本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。
図19図18のS5領域を拡大した拡大図である。
図20図18に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図21図18に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図22図18に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
図23】本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。
図24図23のS6領域を拡大した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下では、図1および図2を参照して本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージについて説明する。
【0011】
図1は本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。図2図1のS1領域を拡大した拡大図である。
【0012】
図1および図2を参照すると、本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第1基板100、第1絶縁層110、第2絶縁層120、第3絶縁層130および第2基板140を含む。
【0013】
例えば、第1基板100はウェーハであり得る。第1基板100はシリコンを含み得る。すなわち、第1基板100はシリコン基板であり得る。ただし、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。他のいくつかの実施形態で、第1基板100はSOI(silicon-on-insulator)であり得る。以下では、水平方向DR1は第1基板100の上面に平行な方向と定義する。また、垂直方向DR2は第1基板100の上面に垂直である方向と定義する。すなわち、垂直方向DR2は水平方向DR1に垂直であり得る。
【0014】
第1絶縁層110は第1基板100の上面上に配置される。第1絶縁層110は第1基板100の上面と接し得る。図1および図2には第1絶縁層110がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。第1絶縁層110は垂直方向DR2の第1厚さt1を有する。
【0015】
例えば、第1絶縁層110はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第1絶縁層110は第1濃度のシリコンを含み得る。ここで、第1濃度は第1絶縁層110の総重量に対する第1絶縁層110に含まれたシリコンの重量の比率を意味する。例えば、第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度は20wt%~50wt%であり得る。より好ましくは、例えば、第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度は40wt%~50wt%であり得る。
【0016】
第2絶縁層120は第1絶縁層110の上面上に配置される。第2絶縁層120は第1絶縁層110の上面と接し得る。図1および図2には第2絶縁層120がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。第2絶縁層120は垂直方向DR2の第2厚さt2を有する。例えば、第2絶縁層120の垂直方向DR2の第2厚さt2は第1絶縁層110の垂直方向DR2の第1厚さt1より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層120の垂直方向DR2の第2厚さt2は20Å~200Åであり得る。
【0017】
例えば、第2絶縁層120はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層120は第2濃度のシリコンを含み得る。ここで、第2濃度は第2絶縁層120の総重量に対する第2絶縁層120に含まれたシリコンの重量の比率を意味する。第2絶縁層120に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層120に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0018】
構造体は第2絶縁層120の上面上に配置される。例えば、構造体は第3絶縁層130および第2基板140を含み得る。第3絶縁層130は第2絶縁層120の上面上に配置される。第3絶縁層130は第2絶縁層120の上面と接し得る。図1および図2には第3絶縁層130がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。
【0019】
第3絶縁層130は垂直方向DR2の第3厚さt3を有する。例えば、第3絶縁層130の垂直方向DR2の第3厚さt3は第2絶縁層120の垂直方向DR2の第2厚さt2より大きくてもよい。例えば、第3絶縁層130の垂直方向DR2の第3厚さt3は第1絶縁層110の垂直方向DR2の第1厚さt1と同一であり得るが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。
【0020】
例えば、第3絶縁層130はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層130は第3濃度のシリコンを含み得る。ここで、第3濃度は第3絶縁層130の総重量に対する第3絶縁層130に含まれたシリコンの重量の比率を意味する。例えば、第3絶縁層130に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。より好ましくは、例えば、第3絶縁層130に含まれたシリコンの第3濃度は40wt%~50wt%であり得る。
【0021】
第2基板140は第3絶縁層130の上面上に配置される。第2基板140は第3絶縁層130の上面と接し得る。例えば、第2基板140はウェーハであり得る。第2基板140はシリコンを含み得る。すなわち、第2基板140はシリコン基板であり得る。ただし、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。他のいくつかの実施形態で、第2基板140はSOI(silicon-on-insulator)であり得る。
【0022】
以下では、図1ないし図5を参照して本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージの製造方法について説明する。
【0023】
図3ないし図5図1に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
【0024】
図3を参照すると、第1基板100の上面上に第1絶縁層110が形成される。例えば、第1絶縁層110はコンフォーマルに形成される。例えば、第1絶縁層110はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0025】
図4を参照すると、第2基板140の表面上に第3絶縁層130が形成される。例えば、第3絶縁層130はコンフォーマルに形成される。例えば、第3絶縁層130はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層130に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。例えば、第3絶縁層130の垂直方向DR2の厚さは第1絶縁層110の垂直方向DR2の厚さと同一に形成され得るが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。
【0026】
次に、第3絶縁層130が第1絶縁層110と対向するように第2基板140が第1基板100の上面上に位置される。次に、第3絶縁層130が第1絶縁層110に付着し得る。
【0027】
図5を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われる。アニーリング工程(Heat)により第3絶縁層130が第1絶縁層110にボンディングされることができる。すなわち、アニーリング工程(Heat)により第2基板140が第1基板100の上面上にボンディングされることができる。アニーリング工程(Heat)が行われる間、第1絶縁層110に含まれたシリコン酸化物(SiO)および第3絶縁層130に含まれたシリコン酸化物(SiO)が結合して副産物としてHOが生成され得る。
【0028】
図1を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われた後に、第1絶縁層110と第3絶縁層130の間に第2絶縁層120が形成される。例えば、第2絶縁層120は第1絶縁層110および第3絶縁層130それぞれの一部が変形されて形成されることができる。
【0029】
例えば、第2絶縁層120はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層120に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度および第3絶縁層130に含まれたシリコンの第3濃度それぞれより小さくてもよい。例えば、第2絶縁層120に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0030】
第2絶縁層120は第1および第3絶縁層110,130それぞれに含まれたシリコンとアニーリング工程(Heat)が行われる間副産物として形成されたHOが結合して形成されたシリコン酸化物(SiO)を含み得る。このような製造工程により図1に示す半導体パッケージが製造されることができる。
【0031】
従来にはシリコンを含むウェーハに対するボンディング工程が行われる間、直接ボンディングされるシリコン酸化物層の表面で副産物としてHOがシリコン酸化物層の表面にボイド(void)を生成し得る。この場合、ウェーハのボンディング接合面に生成されたボイド(void)はウェーハの接合面に剥離を誘発する問題があった。
【0032】
本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージの製造方法は、シリコンを含む第1基板100がボンディングされる工程で、直接ボンディングされる第1絶縁層110にシリコンが相対的に多く含まれ得る。アニーリング工程(Heat)が行われた後に、第1絶縁層110の表面で副産物として生成されたHOが第1絶縁層110に含まれた過量のシリコンと結合されてシリコン酸化物を含む第2絶縁層120が形成されることができる。これにより、第1絶縁層110の表面にボイド(void)が生成されることを防止し、第1基板100のボンディングの信頼性を向上させることができる。
【0033】
このような製造方法によって製造された本発明のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第1基板100の上面上に第1絶縁層110および第2絶縁層120が順次配置される。第1絶縁層110および第2絶縁層120それぞれはシリコン酸化物(SiO)を含み、第2絶縁層120に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。
【0034】
以下では、図6および図7を参照して本発明の他のいくつかの実施形態による半導体パッケージについて説明する。図1および図2に示す半導体パッケージとの差異点を中心に説明する。
【0035】
図6は本発明の他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。図7図6のS2領域を拡大した拡大図である。
【0036】
図6および図7を参照すると、本発明の他のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第2絶縁層220および第2絶縁層220の上面上に配置された構造体を含み得る。
【0037】
第2絶縁層220は第1絶縁層110の上面上に配置される。第2絶縁層220は第1絶縁層110の上面と接し得る。図6および図7には第2絶縁層220がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。第2絶縁層220は垂直方向DR2の第2厚さt22を有する。例えば、第2絶縁層220の垂直方向DR2の第2厚さt22は第1絶縁層110の垂直方向DR2の第1厚さt1より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層220の垂直方向DR2の第2厚さt22は20Å~200Åであり得る。
【0038】
例えば、第2絶縁層220はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層220は第2濃度のシリコンを含み得る。第2絶縁層220に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層220に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0039】
構造体は第2絶縁層220の上面上に配置される。例えば、構造体は第2基板240を含み得る。第2基板240は第2絶縁層220の上面上に配置される。第2基板240は第2絶縁層220の上面と接し得る。例えば、第2基板240はウェーハであり得る。第2基板140はシリコンを含み得る。すなわち、第2基板240はシリコン基板であり得る。
【0040】
以下では、図6ないし図10を参照して本発明の他のいくつかの実施形態による半導体パッケージの製造方法について説明する。
【0041】
図8ないし図10図6に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
【0042】
図8を参照すると、第1基板100の上面上に第1絶縁層110が形成される。例えば、第1絶縁層110はコンフォーマルに形成される。例えば、第1絶縁層110はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0043】
図9を参照すると、第1絶縁層110の上面上に第2基板240が付着する。例えば、第2基板240はシリコン基板であり得る。
【0044】
図10を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われる。アニーリング工程(Heat)により第2基板240が第1絶縁層110にボンディングされることができる。すなわち、アニーリング工程(Heat)により第2基板240が第1基板100の上面上にボンディングされることができる。アニーリング工程(Heat)が行われる間、第1絶縁層110に含まれたシリコン酸化物(SiO)および第2基板240に含まれたシリコンが結合して副産物としてHOが生成され得る。
【0045】
図6を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われた後に、第1絶縁層110と第2基板240の間に第2絶縁層220が形成される。例えば、第2絶縁層220は第1絶縁層110および第2基板240それぞれの一部が変形されて形成されることができる。
【0046】
例えば、第2絶縁層220はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層220に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層120に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0047】
第2絶縁層220は第1絶縁層110に含まれたシリコンとアニーリング工程(Heat)が行われる間副産物として形成されたHOが結合して形成されたシリコン酸化物(SiO)を含み得る。このような製造工程によって図6に示す半導体パッケージが製造されることができる。
【0048】
以下では、図11および図12を参照して本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージについて説明する。図1および図2に示す半導体パッケージとの差異点を中心に説明する。
【0049】
図11は本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。図12図11のS3領域を拡大した拡大図である。
【0050】
図11および図12を参照すると、本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第1基板300の上面に第1リセスR1が形成され、第2基板340の下面に第2リセスR2が形成される。
【0051】
例えば、構造体は第2絶縁層320の上面上に配置される。例えば、構造体は第3絶縁層330および第2基板340を含み得る。第3絶縁層330は第2絶縁層320の上面上に配置される。第3絶縁層330は第2絶縁層320の上面と接し得る。
【0052】
例えば、第1リセスR1は第2基板340と対向する第1基板300の表面に形成される。第1リセスR1は第1基板300の上面から第1基板300の内部に向かって湾入するように形成される。第1絶縁層310は第1基板300の上面上に配置される。例えば、第1絶縁層310は第1リセスR1の内部を埋める。
【0053】
例えば、第2リセスR2は第1基板300と対向する第2基板340の表面に形成される。第2リセスR2は第2基板340の下面から第2基板340の内部に向かって湾入するように形成される。第3絶縁層330は第2基板340の下面上に配置される。例えば、第3絶縁層330は第2リセスR2の内部を埋める。第2絶縁層320は第1絶縁層310と第3絶縁層330の間に配置される。第2絶縁層320は第1絶縁層310および第3絶縁層330それぞれと接し得る。
【0054】
例えば、第2絶縁層320の垂直方向DR2の第2厚さt32は第1絶縁層310の垂直方向DR2の第1厚さt31および第3絶縁層330の垂直方向DR2の第3厚さt33それぞれより小さくてもよい。ここで、第1絶縁層310の垂直方向DR2の第1厚さt31は第1基板300の最上面から第2絶縁層320の下面までの垂直方向DR2の厚さと定義する。また、第3絶縁層330の垂直方向DR2の第3厚さt33は第2基板340の最下面から第2絶縁層320の上面までの垂直方向DR2の厚さと定義する。例えば、第2絶縁層320の垂直方向DR2の第2厚さt32は20Å~200Åであり得る。
【0055】
以下では、図13および図14を参照して本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージについて説明する。図1および図2に示す半導体パッケージとの差異点を中心に説明する。
【0056】
図13は本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。図14図13のS4領域を拡大した拡大図である。
【0057】
図13および図14を参照すると、本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第2絶縁層420および第2絶縁層420の上面上に配置された構造体を含み得る。
【0058】
第2絶縁層420は第1絶縁層110の上面上に配置される。第2絶縁層420は第1絶縁層110の上面と接し得る。図13および図14には第2絶縁層420がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。第2絶縁層420は垂直方向DR2の第2厚さt42を有する。例えば、第2絶縁層420の垂直方向DR2の第2厚さt42は第1絶縁層110の垂直方向DR2の第1厚さt1より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層420の垂直方向DR2の第2厚さt42は20Å~200Åであり得る。
【0059】
例えば、第2絶縁層420はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層420は第2濃度のシリコンを含み得る。第2絶縁層420に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層420に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0060】
構造体は第2絶縁層420の上面上に配置される。例えば、構造体は第3絶縁層430および第3絶縁層430の内部に配置された配線パターン450を含み得る。第3絶縁層430は第2絶縁層420の上面上に配置される。第3絶縁層430は第2絶縁層420の上面と接し得る。第3絶縁層430はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層430は第3濃度のシリコンを含み得る。第3絶縁層430に含まれたシリコンの第3濃度は第2絶縁層420に含まれたシリコンの第2濃度より大きくてもよい。例えば、第3絶縁層430に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0061】
配線パターン450は第3絶縁層430の内部に配置される。例えば、配線パターン450は水平方向DR1および垂直方向DR2それぞれに互いに離隔して配置された複数の配線を含み得る。配線パターン450は導電性物質を含み得る。
【0062】
以下では、図13ないし図17を参照して本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージの製造方法について説明する。
【0063】
図15ないし図17図13に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
【0064】
図15を参照すると、第1基板100の上面上に第1絶縁層110が形成される。例えば、第1絶縁層110はコンフォーマルに形成される。例えば、第1絶縁層110はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0065】
図16を参照すると、第1絶縁層110の上面上に構造体が付着し得る。例えば、構造体は第3絶縁層430および第3絶縁層430の内部に配置された配線パターン450を含み得る。第3絶縁層430はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層430に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0066】
図17を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われる。アニーリング工程(Heat)により第3絶縁層430が第1絶縁層110にボンディングされることができる。すなわち、アニーリング工程(Heat)により内部に配線パターン450が形成された第3絶縁層430が第1基板100の上面上にボンディングされることができる。アニーリング工程(Heat)が行われる間、第1絶縁層110に含まれたシリコン酸化物(SiO)および第3絶縁層430に含まれたシリコン酸化物(SiO)が結合して副産物としてHOが生成され得る。
【0067】
図13を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われた後に、第1絶縁層110と第3絶縁層430の間に第2絶縁層420が形成される。例えば、第2絶縁層420は第1絶縁層110および第3絶縁層430それぞれの一部が変形されて形成されることができる。
【0068】
例えば、第2絶縁層420はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層420に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層110に含まれたシリコンの第1濃度および第3絶縁層430に含まれたシリコンの第3濃度それぞれより小さくてもよい。例えば、第2絶縁層420に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0069】
第2絶縁層420は第1および第3絶縁層110,430それぞれに含まれたシリコンとアニーリング工程(Heat)が行われる間副産物として形成されたHOが結合して形成されたシリコン酸化物(SiO)を含み得る。このような製造工程によって図13に示す半導体パッケージが製造されることができる。
【0070】
以下では、図18および図19を参照して本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージについて説明する。図1および図2に示す半導体パッケージとの差異点を中心に説明する。
【0071】
図18は本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。図19図18のS5領域を拡大した拡大図である。
【0072】
図18および図19を参照すると、本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第2絶縁層520および第2絶縁層520の上面上に配置された構造体を含み得る。
【0073】
第2絶縁層520は第1絶縁層510の上面上に配置される。第2絶縁層520は第1絶縁層510の上面と接し得る。図18および図19には第2絶縁層520がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。例えば、第2絶縁層520の下面は第1絶縁層510の最上面より低く形成されることができる。例えば、第2絶縁層520の側壁の少なくとも一部は第1絶縁層510と接し得る。
【0074】
例えば、第2絶縁層520の水平方向DR1の幅は第1絶縁層510の水平方向DR1の幅より小さくてもよい。第2絶縁層520は垂直方向DR2の第2厚さt52を有する。例えば、第2絶縁層520の垂直方向DR2の第2厚さt52は第1絶縁層510の垂直方向DR2の第1厚さt51より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層520の垂直方向DR2の第2厚さt52は20Å~200Åであり得る。
【0075】
例えば、第2絶縁層520はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層520は第2濃度のシリコンを含み得る。第2絶縁層520に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層510に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層520に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0076】
第1導電性端子515は第1基板100の上面上に配置される。第1導電性端子515は第1絶縁層510および第2絶縁層520それぞれによって囲まれ得る。例えば、第1導電性端子515の上面は第2絶縁層520の下面と第2絶縁層520の上面の間に形成される。第1導電性端子515は導電性物質を含み得る。
【0077】
構造体は第2絶縁層520の上面上に配置される。例えば、構造体は第3絶縁層530、第2導電性端子535および半導体チップ560を含み得る。第3絶縁層530は第2絶縁層520の上面上に配置される。第3絶縁層530は第2絶縁層520の上面と接し得る。図18および図19には第3絶縁層530がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。
【0078】
例えば、第3絶縁層530の水平方向DR1の幅は第1絶縁層510の水平方向DR1の幅より小さくてもよい。例えば、第3絶縁層530の水平方向DR1の幅は第2絶縁層520の水平方向DR1の幅と同一であり得る。第3絶縁層530は垂直方向DR2の第3厚さt53を有する。例えば、第3絶縁層530の垂直方向DR2の第3厚さt53は第2絶縁層520の垂直方向DR2の第2厚さt52より大きくてもよい。
【0079】
第3絶縁層530はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層530は第3濃度のシリコンを含み得る。第3絶縁層530に含まれたシリコンの第3濃度は第2絶縁層520に含まれたシリコンの第2濃度より大きくてもよい。例えば、第3絶縁層530に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0080】
半導体チップ560は第3絶縁層530の上面上に配置される。半導体チップ560は第3絶縁層530の上面と接し得る。例えば、半導体チップ560の水平方向DR1の幅は第3絶縁層530の水平方向DR1の幅と同一であり得る。例えば、半導体チップ560はロジック半導体チップであり得る。例えば、半導体チップ560はCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ASIC(Application-Specific IC)などのアプリケーションプロセッサ(AP:Application Processor)であり得る。
【0081】
例えば、半導体チップ560はメモリ半導体チップであり得る。例えば、半導体チップ560はDRAM(dynamic random access memory)またはSRAM(static random access memory)などのような揮発性メモリであり得、またはフラッシュメモリ(Flash Memory)、PRAM(Phase-change Random Access Memory)、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)またはRRAM(ResistiveRandom Access Memory)などのような不揮発性メモリでもあり得る。
【0082】
第2導電性端子535は半導体チップ560の下面上に配置される。第2導電性端子535は第1導電性端子515と垂直方向DR2にオーバーラップされる。第2導電性端子535は第1導電性端子515と連結され得る。例えば、半導体チップ560は第2導電性端子535および第1導電性端子515を介して第1基板100と電気的に接続され得る。
【0083】
第2導電性端子535は第2絶縁層520および第3絶縁層530それぞれによって囲まれ得る。例えば、第2導電性端子535の下面は第2絶縁層520の下面と第2絶縁層520の上面の間に形成される。第2導電性端子535は導電性物質を含み得る。
【0084】
以下では、図18ないし図22を参照して本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージの製造方法について説明する。
【0085】
図20ないし図22図18に示す半導体パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。
【0086】
図20を参照すると、第1基板100の上面上に第1絶縁層510が形成される。例えば、第1絶縁層510はコンフォーマルに形成される。例えば、第1絶縁層510はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第1絶縁層510に含まれたシリコンの第1濃度は20wt%~50wt%であり得る。第1導電性端子515は第1基板100の上面上で第1絶縁層510の内部に形成される。第1導電性端子515は導電性物質を含み得る。
【0087】
図21を参照すると、第1絶縁層510の上面上に構造体が付着する。例えば、構造体は第3絶縁層530、第2導電性端子535および半導体チップ560を含み得る。第3絶縁層530は半導体チップ560の下面上に形成される。第3絶縁層530はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層530に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0088】
第2導電性端子535は半導体チップ560の下面上で第3絶縁層530の内部に形成される。第2導電性端子535は導電性物質を含み得る。構造体は第3絶縁層530が第1絶縁層510と対向するように位置して第1絶縁層510に付着する。
【0089】
図22を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われる。アニーリング工程(Heat)により第3絶縁層530が第1絶縁層510にボンディングされることができる。すなわち、アニーリング工程(Heat)により半導体チップ560が第1基板100の上面上にボンディングされることができる。第2導電性端子535は第1導電性端子515と接するようにボンディングされることができる。アニーリング工程(Heat)が行われる間、第1絶縁層510に含まれたシリコン酸化物(SiO)および第3絶縁層530に含まれたシリコン酸化物(SiO)が結合して副産物としてHOが生成され得る。
【0090】
図18を参照すると、アニーリング工程(Heat)が行われた後に、第1絶縁層510と第3絶縁層530の間に第2絶縁層520が形成される。例えば、第2絶縁層520は第1絶縁層510および第3絶縁層530それぞれの一部が変形されて形成されることができる。例えば、第2絶縁層520の水平方向DR1の幅は第1絶縁層510の水平方向DR1の幅より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層520の水平方向DR1の幅は第3絶縁層530の水平方向DR1の幅と同一であり得る。
【0091】
例えば、第2絶縁層520はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層520に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層510に含まれたシリコンの第1濃度および第3絶縁層530に含まれたシリコンの第3濃度それぞれより小さくてもよい。例えば、第2絶縁層520に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0092】
第2絶縁層520は第1および第3絶縁層510,530それぞれに含まれたシリコンとアニーリング工程(Heat)が行われる間副産物として形成されたHOが結合して形成されたシリコン酸化物(SiO)を含み得る。このような製造工程によって図18に示す半導体パッケージが製造されることができる。
【0093】
以下では、図23および図24を参照して本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージについて説明する。図1および図2に示す半導体パッケージとの差異点を中心に説明する。
【0094】
図23は本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージを説明するための図である。図24図23のS6領域を拡大した拡大図である。
【0095】
図23および図24を参照すると、本発明のまた他のいくつかの実施形態による半導体パッケージは、第2絶縁層620および第2絶縁層620の上面上に配置された構造体を含み得る。
【0096】
第2絶縁層620は第1絶縁層610の上面上に配置される。第2絶縁層620は第1絶縁層610の上面と接し得る。図23および図24には第2絶縁層620がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。例えば、第2絶縁層620の下面は第1絶縁層610の最上面より低く形成されることができる。例えば、第2絶縁層620の側壁の少なくとも一部は第1絶縁層610と接し得る。
【0097】
例えば、第2絶縁層620の水平方向DR1の幅は第1絶縁層610の水平方向DR1の幅より小さくてもよい。第2絶縁層620は垂直方向DR2の第2厚さt62を有する。例えば、第2絶縁層620の垂直方向DR2の第2厚さt62は第1絶縁層610の垂直方向DR2の第1厚さt61より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層620の垂直方向DR2の第2厚さt62は20Å~200Åであり得る。
【0098】
例えば、第2絶縁層620はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第2絶縁層620は第2濃度のシリコンを含み得る。第2絶縁層620に含まれたシリコンの第2濃度は第1絶縁層610に含まれたシリコンの第1濃度より小さくてもよい。例えば、第2絶縁層620に含まれたシリコンの第2濃度は5wt%~20wt%であり得る。
【0099】
第1導電性端子615は第1基板100の上面上に配置される。第1導電性端子615は第1絶縁層610により囲まれ得る。例えば、第1導電性端子615の上面は第1絶縁層610と接し得る。第1導電性端子615は導電性物質を含み得る。
【0100】
構造体は第2絶縁層620の上面上に配置される。例えば、構造体は第3絶縁層630、第2導電性端子635および半導体チップ660を含み得る。第3絶縁層630は第2絶縁層620の上面上に配置される。第3絶縁層630は第2絶縁層620の上面と接し得る。図23および図24には第3絶縁層630がコンフォーマルに形成されることが示されているが、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。
【0101】
例えば、第3絶縁層630の水平方向DR1の幅は第1絶縁層610の水平方向DR1の幅より小さくてもよい。例えば、第3絶縁層630の水平方向DR1の幅は第2絶縁層620の水平方向DR1の幅と同一であり得る。第3絶縁層630は垂直方向DR2の第3厚さt63を有する。例えば、第3絶縁層630の垂直方向DR2の第3厚さt63は第2絶縁層620の垂直方向DR2の第2厚さt62より大きくてもよい。
【0102】
第3絶縁層630はシリコン酸化物(SiO)を含み得る。例えば、第3絶縁層630は第3濃度のシリコンを含み得る。第3絶縁層630に含まれたシリコンの第3濃度は第2絶縁層620に含まれたシリコンの第2濃度より大きくてもよい。例えば、第3絶縁層630に含まれたシリコンの第3濃度は20wt%~50wt%であり得る。
【0103】
半導体チップ660は第3絶縁層630の上面上に配置される。半導体チップ660は第3絶縁層630の上面と接し得る。例えば、半導体チップ660の水平方向DR1の幅は第3絶縁層630の水平方向DR1の幅と同一であり得る。例えば、半導体チップ660はロジック半導体チップまたはメモリ半導体チップであり得る。
【0104】
第2導電性端子635は半導体チップ660の下面上に配置される。第2導電性端子635は第1導電性端子615と垂直方向DR2にオーバーラップされ得る。第2導電性端子635は第3絶縁層530により囲まれ得る。例えば、第2導電性端子635の下面は第3絶縁層630と接し得る。第2導電性端子635は導電性物質を含み得る。
【0105】
連結端子670は第1導電性端子615と第2導電性端子635の間に配置され得る。連結端子670は第1導電性端子615および第2導電性端子635を連結し得る。連結端子670は第1絶縁層610、第2絶縁層620および第3絶縁層630それぞれによって囲まれ得る。連結端子670は導電性物質を含み得る。例えば、半導体チップ660は第2導電性端子635、連結端子670および第1導電性端子615を介して第1基板100と電気的に接続され得る。
【0106】
以上、添付する図面を参照して本発明の技術的思想による実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【0107】
100 第1基板
110 第1絶縁層
120 第2絶縁層
130 第3絶縁層
140 第2基板
R1,R2 第1および第2リセス
450 配線パターン
515 第1連結パッド
535 第2連結パッド
560 半導体チップ
670 連結端子
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