用于包括通过接合包含覆盖低熔点材料层的非低熔点材料层的两个接合部件而形成的高...的制作方法_4

文档序号:9402133阅读:来源:国知局
显示出凹陷(或者形成凸面)。这会导致降低接合件可靠性,无论在制造还是使用这种元件期间。
[0067]前文示例中讨论的类型的接合部分30和40可以通过图10至图15所示的方法形成在导电部件上。在该具体示例中,接合部分30和40被示为形成在至少部分地穿过支持结构18的导电过孔22的端面54之上。这种元件可以通过在半导体或介电层中形成孔、如果需要的话涂覆这种孔以及在其中沉积导电金属来制造。这种孔可以是盲孔,并且可以源于与表面28相对的表面。在这种方法中,在半导体层19之上沉积介电层20之前,半导体层19可以反转并被蚀刻以露出过孔的端部,其可以被抛光以露出金属化过孔22的端面54,以实现图10所示的结构。尽管在图10的封装中仅示出了单个过孔22,但可以使用类似方法在封装中同时形成多个过孔。还可以使用过孔形成的其他方法。
[0068]如图11所示,如果期望阻挡层32、42和/或晶种层34、44,则可以在元件12的表面28之上沉积这些层所期望的材料的层32’和34’。光刻胶层52可以位于表面28之上并且位于元件12上所具有的任何接合材料层32’或晶种材料层34’之上,并且开口 50可以形成或以其他方式存在于光刻胶层52中,其覆盖过孔22或期望接合部分30的任何其他位置。根据上述任何组成,LMP材料层36可以沉积在开口 50内,然后保护层38可以沉积在LMP材料层36之上。然后,可以去除光刻胶层52,在期望位置中在元件12上留下期望数量的接合部分30。随后,可以剥离掉LMP材料层36外的接合材料层32’和晶种材料层34’的部分。如图15所示,类似方法可用于在元件14上制造接合部分40。然后,如上所述,将元件12和14对准并加热以制造合金块16。类似方法可用于在其他导电部件(诸如焊盘、柱等)上制造类似的接合部分。
[0069]上文讨论的创建用于将元件接合到一起的合金块的类型的接合部分可在上面讨论的元件的变型中使用,诸如图16所示,其中附接合金块116被用于在不包括导电部件的表面28的部分处将封装112和114的支持材料层118接合到一起。如图所示,可以在相同的封装中使用一些合金块116以接合诸如金属化过孔122的导电元件,尽管在一些应用中,合金块116可用于仅沿着表面128接合元件112和114。通过在光刻胶层52内包括不覆盖任何导电部件的开口 50,通过上述相同的方法可以制造接合至表面128的合金块116。在图16所示的又一变型中,可以沿着表面128在一个或多个横向上延伸合金块116,使得合金块116可以与表面128的对面部分一起限定内部容积。在一些应用中,该类型的单个连续合金块116可以完全包围该内部容积,并且在又一示例中密封该容积。
[0070]如图17所示,与上文描述类似的接合部分230和240可以上覆导电过孔222或者在一个元件212中凹陷并且在另一元件214中从表面228之上突出的其他部件。在变型中,根据接合部分240在与过孔222相关联的开口内凹陷的深度,封装212的过孔222可以与表面228平齐并且只有接合部分230可以从表面228之上突出。在任意形式中,这种布置可以导致接合部分230和240在组装期间自对准。一旦接合部分230和240被对准,它们就可以熔化,如上所述以制造将元件212和214接合到一起的合金块。在图18和图19示出了这种组件的又一些变型,其中,图18的组件310与图17的示例相同包括突出和凹陷的过孔22,连同参照图16描述的表面接合的接合部分330和304 —起。如图19所示,这种接合部分430和440可进一步被用于包括边缘芯片结构462的组件410中。
[0071]此外,如图20至图23所示,用于导电部件和相关接合部分的各种不同结构在上文讨论的框架内都是可能的,在图20至图24中示出其示例。如图20所示,过孔522的端面524可以凹陷到表面528下方,使得LMP材料536或546还可以位于表面528下方,保护层538或548与表面528对准或平齐。在图21的示例中,只有LMP材料层636或646的部分可以位于表面529下方,剩余部分从其之上突出,使得保护层538或548位于表面528之上。图22示出了一种变型,其中接合部分730或740可以沿着LMP材料736或746的部分呈锥形,使得保护层738或748沿着其部分包括顶点739。图23示出了一种变型,其中块状导体826的一部分从表面828之上突出,其中接合部分830或840形成在其上并在表面828之上隔开。这种结构可用于在元件之间提供更大的间隔,或者创建自对准部件(如参照图17所讨论的)。在又一可选示例中,图24示出了接合部分930位于导电柱962上。这种结构可用于与接合至导电焊盘、另一柱等的另一接合部分连接。
[0072]如图25所示,本文所讨论的类型的一个或两个接合部分可以包括强化结构来帮助接合部分在上述焊接或回流期间保持其形状。在一个示例中,在图25中,接合部分1030被示为在导电过孔1022的块状导体上。多个毛细结构1058从金属化过孔1022的块状导体层1026的端面1054突出。毛细结构1058可以是柔性材料(诸如聚酰亚胺等),并且可以是耐热至少达到接合部分1030的预期焊接温度的材料。毛细结构1058可以在端面1054上隔开,使得接合部分1030可以与金属化过孔22进行足够的电连接。此外,毛细结构1058可以具有充分的大小和密度,使得接合部分1030的表面张力在熔化时保持期望用于接合部分1030和所得合金块的一般成形。因此,接合部分1030可以通常形成为比不具有毛细元件的类似组成的接合部分具有更高的接合温度。毛细结构1058的任何柔性可以使得毛细结构耐受在其组装期间元件之间的压力下的断裂等。毛细结构1058可以通过在晶种层1034之上沉积聚酰亚胺层、然后将聚酰亚胺层图案化为毛细结构1058的期望形状和密度并露出晶种层来形成。此外,晶种层1034的存在可以使得块状导体1022内的金属间结构的形成最小化。
[0073]尽管参照具体实施例进行了描述,但应该理解,这些实施例仅是本公开的原理和应用的说明。因此,应该理解,可以对所示实施例进行多种修改并且可以得到其他配置而不背离所附权利要求限定的本公开的精神和范围。
【主权项】
1.一种微电子组件,包括: 第一衬底,具有表面和第一导电元件; 第二衬底,具有表面和第二导电元件;以及 导电合金块,接合至所述第一导电元件和所述第二导电元件,其中,所述导电合金块包括第一材料、第二材料和第三材料,所述第三材料被选择为增加包括所述第三材料以及所述第一材料和所述第二材料中的至少一种材料的合金的熔点,其中所述第一材料的浓度从朝向所述第一导电元件设置的位置处的相对较大量向朝向所述第二导电元件的相对较小量变化,并且其中所述第二材料的浓度从朝向所述第二导电元件设置的位置处的相对较大量向朝向所述第一导电元件的相对较小量变化。2.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一衬底和所述第二衬底中的至少一个为半导体材料和介电材料中的至少一种材料。3.根据权利要求1所述的组件,其中所述合金块具有小于5微米的厚度。4.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一材料和所述第二材料中的至少一种材料的浓度从相对较大浓度向相对较小浓度单调地变化。5.根据权利要求1所述的组件,其中所述第三材料包括铜、镍、钨、钴、磷、钯、硼、金和银中的至少一种。6.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一材料的相对较大浓度的位置与所述第一导电元件相邻。7.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一材料和所述第二材料中的每一种材料在未与所述第三材料合金化的状态下均具有小于200摄氏度的熔点。8.根据权利要求7所述的组件,其中所述第一材料和所述第二材料中的一种材料具有小于50°C的熔点。9.根据权利要求1所述的组件,其中由所述第三材料以及所述第一材料和所述第二材料中的至少一种材料形成的合金的熔点比所述第一材料和所述第二材料的熔点高至少30。。。10.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一材料不同于所述第二材料,并且所述第一材料和所述第二材料包括锡、铟或镓中的至少一种。11.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一导电元件包括块状导体块,所述导电合金块上覆所述块状导体块,并且其中所述第一材料的一部分扩散到所述块状导体块中。12.根据权利要求11所述的组件,其中所述第一导电元件还包括上覆所述块状导体块的阻挡层,所述导电合金块接合至所述阻挡层。13.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一衬底包括半导体材料和介电材料中的至少一种材料的第一支持材料层,所述支持材料层限定所述第一衬底的表面,并且其中所述第一导电元件是延伸穿过所述第一支持材料层的一部分并且在所述第一表面处露出的金属化过孔。14.根据权利要求13所述的组件,其中所述金属化过孔的一部分位于所述第一支持材料层的外部。15.根据权利要求14所述的组件,其中所述第二元件包括半导体材料或介电材料中的至少一种材料的第二支持材料以及限定所述第二元件的表面的层,其中所述第二导电元件是延伸穿过所述第二支持材料层的一部分的金属化过孔,所述第二元件的至少一部分位于所述表面处,并且其中所述导电合金块的至少一部分设置在所述第二支持材料层内。16.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一导电元件和所述第二导电元件在与所述导电合金块的相应接合界面处均具有小于25微米的宽度。17.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一导电元件和所述第二导电元件在与所述导电合金块的相应接合界面处均具有小于3微米的宽度。18.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一元件包括多个第一导电元件,所述第二元件包括多个第二导电元件,并且其中多个导电合金块接合在相应的所述第一导电元件和所述第二导电元件之间。19.根据权利要求18所述的组件,其中所述第一导电元件均具有一宽度,并且其中所述第一导电元件在横向上相互隔开的间距小于所述第一导电元件的宽度。20.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一导电元件包括在朝向所述第二元件的方向上延伸的多个毛细结构,所述导电合金块环绕并接合至所述多个毛细结构中的至少一些单个的毛细结构。21.根据权利要求1所述的微电子组件,其中所述第一元件包括限定所述第一元件的表面并在横向上延伸的衬底,所述第一导电元件为远离所述表面延伸的柱的形式。22.根据权利要求1所述的微电子组件,其中所述第一元件还包括与所述第一导电元件电连接的微电子元件。23.一种微电子组件,包括: 第一衬底,限定表面并具有形成在其中的第一元件; 第二衬底,限定表面并具有形成在其中的第二元件;以及 合金块,接合至所述第一元件和所述第二元件的表面,其中所述合金块包括第一材料、第二材料和第三材料,其中所述第一材料的浓度从朝向所述第一元件设置的位置处的相对较大量向朝向所述第二元件的相对较小量变化,其中所述第二材料的浓度从朝向所述第二元件设置的位置处的相对较大量向朝向所述
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