三维芯片堆叠的方法和结构与流程

本发明实施例涉及一种封装件及其制造方法。

背景技术：

由于集成电路的发明，由于各种电子部件(即晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成度不断提高，半导体工业经历了连续快速增长。在大多数情况下，集成度的这种改进来自最小部件尺寸的反复减小，这允许更多的部件集成到给定区域内。

这些集成改进本质上基本是二维(2d)的，这是因为由集成部件占据的体积基本上位于半导体晶圆的表面上。尽管光刻中的显著提高已经导致2d集成电路形成中的明显提高，但是对在二维中可以实现的密度具有物理限制。这些限制的一个是制造这些部件所需要的最小尺寸。此外，当多个器件放至一个芯片中时，需要更多的复杂的设计。

随着器件的数量的增加，额外的限制来自器件之间的互连件的数量和长度的显著增加。当互连件的数量和长度增加，电路rc和功耗增加。

因此，三维(3d)集成电路(ic)探索以解决上述限制。在3dic的典型形成工艺中，形成两个晶圆或管芯，两个晶圆或管芯的每个均包括一些集成电路，并且然后接合在一起。接合通常包括使用焊料以接合在铜凸块上形成的镍层。

技术实现要素：

根据本发明的一个实施例，提供了一种制造封装件的方法，包括：在第一载体上方放置多个第一器件管芯，其中，所述多个第一器件管芯和所述第一载体组合形成第一复合晶圆；将所述第一复合晶圆接合至第二晶圆，其中，通过混合接合将所述多个第一器件管芯接合至所述第二晶圆中的多个第二器件管芯；将所述第一载体从所述多个第一器件管芯分离；将所述多个第一器件管芯密封在密封材料中；以及在所述多个第一器件管芯和所述密封材料上方形成互连结构。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种制造封装件的方法，包括：在载体上方放置多个第一器件管芯；在晶圆的多个第二器件管芯上形成多个贯通孔；使所述载体上的所述多个第一器件管芯与所述多个第二器件管芯对准；通过混合接合将所述多个第一器件管芯接合至所述多个第二器件管芯，其中，所述多个贯通孔延伸至位于所述多个第一器件管芯之间的间隔内；将所述载体从所述多个第一器件管芯分离；将所述多个第一器件管芯密封在密封材料中；实施平坦化以使所述多个第一器件管芯的顶面、所述密封材料的顶面和所述多个贯通孔的顶面齐平；以及在所述多个第一器件管芯和所述密封材料上方形成互连结构。

根据本发明的又一实施例，还提供了一种封装件，包括：第一器件管芯；第二器件管芯，位于所述第一器件管芯上方且通过混合接合而接合至所述第一器件管芯；密封材料，将所述第一器件管芯和所述第二器件管芯均密封在所述密封材料中；以及互连结构，位于所述第二器件管芯上方，其中，所述互连结构延伸超过所述第一器件管芯和所述第二器件管芯的边缘。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明的实施例。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各种部件没有按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。

图1至图9示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。

图10至图17示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。

图18至图26示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。

图27至图35示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。

图36至图43示出了根据一些实施例的一些封装件的截面图。

图44示出了根据一些实施例的示例性的互连结构的部分。

图45至图47示出了根据一些实施例的混合接合的一些部分的截面图。

图48示出了根据一些实施例的用于形成封装件的工艺流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以便于描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而在此使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。

根据各个示例性实施例提供了包括管芯堆叠件的封装件及形成晶圆级封装件的方法。示出了形成一些封装件的中间阶段。讨论了一些示例性实施例的变化。在各个视图和说明性实施例中，类似的参考标号用于标示类似的元件。

图1至图9示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。图1至图9中示出的步骤也在图48中示出的工艺流程图300中示意性地示出。

图1和图2示出了根据一些实施例的复合晶圆的形成。参照图1，提供了载体20，并且在载体20上形成释放层22。载体20可以是毯式载体晶圆，其可以是玻璃载体、陶瓷载体、有机载体等。载体20可具有圆形的顶视图形状并且可具有硅晶圆的顶视图尺寸。例如，载体20可具有8英寸的直径、12英寸的直径等。释放层22可由可以在高能量光的热下分解的聚合物基材料(诸如，光热转换(lthc)材料)形成。根据本发明的一些实施例，释放层22由环氧树脂基热释放材料形成。释放层22可以作为液体分配并且被固化。根据可选实施例，释放层22是层压膜并且层压至载体20上。释放层22的顶面是平坦的并且具有高度共面性。形成对准标记24。相应的步骤在图48所示的工艺流程中表示为步骤302。根据一些实施例，通过，例如，使用激光或光刻工艺在释放层22中形成开口来形成对准标记24.

图2示出了器件管芯26的放置。相应的步骤在图48所示的工艺流程中表示为步骤304。通过管芯附接膜(未示出)将器件管芯26粘合至释放层22，该管芯附接膜是粘合膜。器件管芯26可以是逻辑器件管芯、存储器件管芯等，该逻辑器件管芯中包括逻辑晶体管。基于对准标记24确定器件管芯26的位置，从而使得每个器件管芯26具有与相应对准标记24的相同的相对位移。在整个描述中，包括器件管芯26和载体20的组合结构被称为复合晶圆100。

器件管芯26是已经通过功能测试的已知良好的管芯。器件管芯26的每个包括半导体衬底25、有源器件(未示出)以及互连结构28。图44中示意性地示出了示例性互连结构28。根据一些实施例，互连结构28包括介电层30以及在介电层30中的金属线32和通孔34。在互连结构28的表面处可以在表面介电层38中设置接合焊盘36。接合焊盘36可以是含铜的焊盘。表面介电层38可以是含硅的介电层，含硅的介电层可以包括氧化硅。此外，可以(或可以不)存在环绕接合焊盘36的介电衬垫40。接合焊盘36和表面介电层38的顶面彼此共面。介电衬垫40的顶端可以与接合焊盘36的顶面共面或可以使介电衬垫40的顶端凹进。

参照图3，提供了晶圆200。晶圆200包括位于其中的多个相同的芯片202。晶圆200还包括半导体衬底125、有源器件(未示出)以及互连结构228。芯片202还可以是逻辑芯片、存储芯片、io芯片等。互连结构228可以具有与图44中示出的相似的结构，其还可以包括介电层、金属线、通孔、接合焊盘以及表面介电层。

在晶圆200的顶面上，形成具有导电柱的形状的导电通孔42。由于导电通孔42贯穿稍后形成的密封材料，所以导电通孔42称为贯通孔。相应的步骤在图48所示的工艺流程中表示为步骤306。尽管一个贯通孔42示出为重叠每个器件管芯202，但是可以具有多个贯通孔42重叠每个器件管芯202。贯通孔42的高度小于图2中的器件管芯26的高度。从器件管芯202的表面处的金属焊盘54(在图3中未示出，参照图9)开始形成导电通孔42。金属焊盘可以与器件管芯202中的接合焊盘236共面，并且金属焊盘可以与器件管芯202中的接合焊盘236(在图3中未示出，参照图9)同时形成。导电通孔42的形成可以包括在晶圆200上形成光刻胶(未示出)，图案化光刻胶以暴露金属焊盘的部分，镀贯通孔42以及去除光刻胶。

接下来，参照图4，通过混合接合，复合晶圆100和晶圆200彼此接合，其中，混合接合是晶圆级接合。相应的步骤示出为图48中示出的工艺流程图中的步骤308。例如，通过将对准标记24与贯通孔42对准，使复合晶圆100和晶圆200彼此对准。当晶圆100和200对准时，对准标记24可以重叠对应的贯通孔42。图45示出了器件管芯202和器件管芯26之间的混合接合的部分的放大图。如图45中所示，器件管芯202包括器件管芯202中的接合焊盘236，接合焊盘236通过直接金属至金属接合而接合至器件管芯26中的接合焊盘36。器件管芯202中的表面介电层238通过熔融(氧化物至氧化物)接合至器件管芯26中的表面介电层38。

再次参考图4，混合接合包括预接合步骤，在预接合期间，复合晶圆100与晶圆200接触。接下来，例如，在约200℃和约300℃之间的温度下实施退火并持续介于约1.5小时和约2.5小时之间的一段时间，从而使得接合焊盘36和236(图45)中的铜彼此相互扩散，并且因此形成直接的金属至金属接合。

与常规的晶圆至晶圆混合接合不同，在产生出的接合的结构中具有多个间隔，其中，间隔位于复合晶圆100的器件管芯26之间。由于气泡不大可能陷在晶圆100和200之间，因此这消除了在真空环境中实施晶圆级混合接合的需要。作为对比，在常规的晶圆至晶圆混合接合中，接合的晶圆中的器件管芯之间没有间隔。

接下来分离载体20。相应的步骤示出为图48中示出的工艺流程图中的步骤310。根据一些示例性的实施例，分离包括将光(诸如激光)投射在释放层22上以分解释放层22。根据可选的实施例，通过将图4中的结构浸入至可以溶解释放层22的化学溶液中来实施分离。由于晶圆100和200之间具有间隔，化学溶液能够到达靠近晶圆100的中心的释放层22的内部，并且因此可以完全地溶解释放层22。由于分离载体20，因此复合晶圆100分离成不连续的器件管芯26，每个器件管芯26通过混合接合而接合至晶圆200，如图5所示。

根据一些示例性的实施例，在载体20的分离之前实施预接合和退火。根据可选地实施例，在预接合之后实施退火。相应地，在晶圆至晶圆级处实施预接合，而在管芯至晶圆级处实施退火。有利地，通过预接合之后实施退火，释放层22的材料可以采用不能忍受用于退火的温度的材料。

接下来，如图6所示，在器件管芯26上密封(模制)密封材料44。相应的步骤示出为图48中示出的工艺流程图中的步骤312。密封材料44填充相邻器件管芯26和贯通孔42之间的间隙。密封材料44可以包括模塑料、模制底部填充物、环氧树脂或树脂。根据一些实施例，密封材料44的顶面高于贯通孔42的顶面和器件管芯26的顶面(它们是半导体衬底25的表面)。然后实施平坦化步骤(诸如化学机械抛光(cmp))以去除过量的密封材料44，从而暴露半导体衬底25和贯通孔42。另外，在平坦化中，例如，半导体衬底25还可以被减薄至约2μm和约10μm之间的范围内的厚度。

接下来，参照图7，形成互连结构46。相应的步骤示出为图48中示出的工艺流程图中的步骤314。互连结构46可以具有相似于如图44所示的结构的结构，并且包括介电层和介电层中的再分布线(rdl)。rdl电连接至贯通孔42。rdl还包括金属线部分和通孔部分，相似于图44中所示的金属线部分和通孔部分。根据本发明的一些实施例，互连结构46包括表面接合焊盘和表面介电层，表面接合焊盘和表面介电层具有彼此共面的顶面，它们与图44中所示的基本上相同。如图37所示，当多个器件管芯被接合至互连结构46时，可以采用这些实施例。根据可选的实施例，互连结构46不具有平坦的顶面。

根据本发明的一些实施例，通过镀形成互连结构46中的rdl。根据可选的实施例，使用镶嵌工艺形成rdl。

参照图8，在互连结构46上方形成介电层48。使用可以包括聚苯并恶唑(pbo)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(bcb)等的聚合物可以形成介电层48。

图8还示出了电连接至互连结构46和贯通孔42中的rdl的电连接件50的形成。相应的步骤在图48所示的工艺流程图中示出为步骤314。根据一些示例性实施例，电连接件50可以包括凸块下金属(ubm,未示出)和焊料区域。ubm的形成可包括沉积和图案化。在ubm上可以放置焊料球，并且然后回流焊料球。根据可选实施例，电连接件50的形成包括实施镀步骤以在rdl上方形成焊料区域以及然后回流焊料区域。电连接件50还可包括金属柱和可以通过镀形成的可能地焊料盖。

然后，将图8中所示的结构锯切成单独的封装件，其中，图9示出了封装件52的一个。相应的步骤示出为图48中示出的工艺流程图中的步骤316。封装件52包括一直延伸至封装件52的边缘的较大的器件管芯202。通过混合接合，具有比器件管芯202小的横向尺寸和顶视图面积的较小的器件管芯26接合至较大的器件管芯202。贯通孔42可以从金属焊盘54直接形成并且贯穿密封材料44。密封材料44进一步环绕器件管芯26和贯通孔42。

图10至图17示出了根据本发明的一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。除非另有说明，否则这些实施例中的组件的材料和形成方法与相同组件基本上相同，在图1至图9中示出的实施例中，相同组件由相同的参考标号表示。因此，可在图1至图9所示的实施例的讨论中发现关于图10至图17(以及图18至图35)所示部件的形成工艺和材料的具体细节。

在图10至图17中所示的实施例相似于图1至图9中示出的实施例，除了首先在复合晶圆上形成贯通孔。参照图10，在释放层22上方形成贯通孔42，其中，释放层22进一步位于载体20上方。根据本发明的一些实施例，可以在释放层22上方形成诸如pbo的额外的聚合物层(未示出)。导电通孔42的形成可以包括：在额外的聚合物层上方形成毯式晶种层(诸如在钛层上方的钛层和铜层)，在晶种层上方形成光刻胶(未示出)，图案化光刻胶以暴露晶种层的一些部分，镀贯通孔42，去除光刻胶，并且实施蚀刻以去除晶种层的之前由光刻胶覆盖的部分。

接下来，如图11所示，在释放层22和载体20上方放置器件管芯26，其中daf(未示出)可以用于将器件管芯26附接至下面的结构。器件管芯26是已知良好的管芯。器件管芯26、贯通孔42以及下面的载体20等结合称为复合晶圆100。

接下来，参照图12，密封材料44密封在复合晶圆100上，接着通过平坦化以去除密封材料44的过量的部分。结果，暴露贯通孔42的顶面和互连结构28的顶面。如图44所示，根据一些示例性实施例，互连结构28的暴露的顶面包括接合焊盘36和表面介电层38的暴露的表面。根据一些实施例，可以采用合适的泥浆和合适的平坦化工艺条件以使介电衬垫40的顶端凹进得比使接合焊盘36和表面介电层38凹进的多，从而导致介电衬垫40中的凹槽，其在图46中示出。

接下来，参照图13，通过混合接合，复合晶圆100和晶圆200彼此接合，其中，混合接合发生在器件管芯26和相应的器件管芯202之间。另一方面，密封材料44可以与互连结构228的顶面接触，但是不能接合至互连结构228的顶面(没有形成化学和物理接合)。相应地，密封材料44的一些部分很有可能与表面介电材料和/或互连结构228的金属材料物理接触。密封材料44的一些其它部分还很有可能通过气隙55与相应下面的表面介电材料和/或金属材料的部分间隔开，其在图13中示意性地示出。

由于密封材料44的非共面性可以产生气隙55，这在密封材料44的平坦化中产生。应该理解，气隙55的位置和尺寸是随机的，并且示出的气隙55的尺寸可能已经被放大。

图13中示出的结构不同于图6中的结构，密封材料44以液体的形式分配以接触互连结构228，并且然后被固化。相应地，在图6中的实施例中，密封材料44不仅与互连结构228的顶面物理接触，并且还接合至互连结构228的顶面。此外，在图6中的实施例中，在密封材料44和互连结构228的界面处没有形成气隙。

在形成图13中的步骤之后，继续该工艺，并且例如，通过使用高能量光分解释放层22来分离载体20。图14中示出产生的结构。在图15至图17中所示的后续的步骤基本上与图7至图9中所示的步骤相同，并且在此不再重复工艺细节和相应的材料。在如图17所示的产生出的封装件中，密封材料44与互连结构228的表面接触，并且可以不接合至互连结构228的表面。密封材料44接合至上面的互连结构46。另外，可以(或可以不)形成气隙55。

图18至图26示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。这些实施例不同于图1至图17中的实施例，因为涉及晶圆至晶圆混合接合的两个晶圆均是复合晶圆。结果，在产生出的封装件中，密封材料环绕两个管芯。

参照图18，提供载体220和释放层222，它们基本上分别与部件20和22(图20)相同。在释放层222上形成介电层223。根据本发明的一些实施例，介电层223由聚合物形成。介电层223还可以由诸如聚苯并恶唑(pbo)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(bcb)等的光敏材料形成，其可以通过曝光和显影来图案化。根据可选的实施例，介电层223由诸如氮化硅的氮化物、诸如氧化硅的氧化物、磷硅酸盐玻璃(psg)、硼硅酸盐玻璃(bsg)、掺硼磷硅酸盐玻璃(bpsg)等形成。

在介电层223上方形成贯通孔242。此外，形成互连结构229，互连结构229包括在介电层223中的rdl227。根据一些实施例，rdl227包括金属线(未示出)和通孔。根据可选实施例，rdl227包括如图18所示的通孔的单层。接下来，如图19所示，在介电层223上方放置器件管芯202并且器件管芯202附接至介电层223。器件管芯202还从晶圆200(图3)锯切且是已知的良好的管芯。因此，形成复合晶圆200'。

接下来，参照图20，通过混合接合，用器件管芯26接合至器件管芯202使得复合晶圆100和复合晶圆200'彼此接合。图1和图2中显示了复合晶圆100的形成。在复合晶圆100中的对准标记24的位置可以设计为对准(并且可以重叠)相应的贯通孔42，并且贯通孔42和对准标记24组合用作晶圆100和200'的对准中的对准标记。接合工艺可以基本上与图4和图5中所示和所述的相同，并且在此不再赘述。如图21所示，在复合晶圆100中的载体20的分离之后，产生出的结构包括接合至复合晶圆200'中的器件管芯202的器件管芯26。在后续步骤中，如图22所示，分配和固化密封材料44。如图23所示，然后实施平坦化以暴露和减薄器件管芯26。还暴露贯通孔242。如图24至图26中所示的后续的步骤基本上与图7至图9中所示的步骤相同，并且在此不再重复工艺细节和相应的材料。

在图26所示的封装件中，密封材料44密封器件管芯26和202，并且连续地从器件管芯26的顶面延伸至器件管芯202的底面。此外，由于在一个工艺中形成有单一密封材料44，因此在密封材料44中没有可分辨的界面。例如，在密封材料44中没有可分辨的界面与器件管芯26和202之间的界面齐平。贯通孔242的每个还是具有连续且直的边缘的连续通孔，并且在贯通孔242中，例如在器件管芯26和202之间的界面的水平面处，没有可分辨的界面。

图27至图35示出了根据一些实施例的在封装件的形成中的中间阶段的截面图。这些实施例不同于图18至图26中的实施例，因为在密封材料中没有形成贯通孔。更确切地，在器件管芯26中形成贯通孔43以将器件管芯202电连接至互连结构46(图35)。

图27和图28中示出的工艺示出了复合晶圆200'的形成。工艺步骤类似于图18和图19中示出的步骤，除了没有形成贯通孔。例如，在释放层222中形成对准标记224。如图28所示，

图29示出了复合晶圆100至复合晶圆200'的接合，其中，通过混合接合，器件管芯26接合至相应的器件管芯202。器件管芯26包括延伸至半导体衬底25中的贯通孔43。如图30所示，然后分离载体20。

接下来，参照图31，密封材料44密封在器件管芯26和202上，接着是如图32中所示的平坦化步骤。在平坦化期间，还减薄器件管芯26，并且减薄半导体衬底25以暴露贯通孔43。如图33至图35中所示的后续的步骤基本上与图7至图9中所示的步骤相同，并且在此不再重复工艺细节和相应的材料。

如在图35中所示的产生出的结构中，密封材料44环绕器件管芯26和202。在密封材料44中不形成贯通孔。此外，在单一工艺中形成密封材料44，并且因此在密封材料44中没有可分辨的界面。器件管芯202至互连结构46的电连接是通过半导体衬底25中的贯通孔43实现的。

图36至图43示出了根据本发明的一些实施例形成的封装件的截面图。图36示出了如图9或图17中所示的封装件。图37示出了相似于图36中的封装件的封装件，除了额外的器件管芯60接合至互连结构46。接合还可以是混合接合，类似于图45、图46和图47中所示的。从互连结构46中的金属焊盘(未示出)开始形成贯通孔62。密封材料64将器件管芯60和贯通孔62密封在密封材料64中。此外，形成互连结构66、介电层48和电连接件50。电连接件50电连接至贯通孔62、互连结构46、贯通孔42以及器件管芯202。

图38示出了类似于图36中的封装件的封装件，其中，在器件管芯26的半导体衬底25中形成贯通孔43。图39示出了类似于图37中的封装件的封装件，其中，在器件管芯26中的半导体衬底25中形成贯通孔43，并且在器件管芯60中的半导体衬底61中形成贯通孔63。

图40示出了类似于图26中所示的封装件的封装件，除了器件管芯202包括半导体衬底204中的贯通孔203。贯通孔203电互连位于互连结构28和229中的导电部件。图41示出了类似于图40中的封装件的封装件，其中，在器件管芯26中的半导体衬底25中进一步形成贯通孔43。

图42示出了类似于图26中的封装件的封装件，其中，其中，在器件管芯26中的半导体衬底25中进一步形成贯通孔43，并且在密封材料44中没有形成贯通孔。图43示出了类似于图42中所示的封装件的封装件，其中，形成器件管芯60、贯通孔62以及密封材料64。此外，在器件管芯60中形成贯通孔63。

图45至图47示出了根据本发明的一些实施例的若干混合接合方案。参照图45，形成介电衬垫40和240以分别地环绕接合焊盘36和236。通过介电衬垫40和240，即使发生未对准并且接合焊盘36接触介电衬垫240，衬垫240也将防止铜从接合焊盘36扩散至表面介电层238中。相似地，当发生未对准时，并且接合焊盘236接触介电衬垫40，衬垫40将防止铜从接合焊盘236扩散至表面介电层38中。

在图46和图47中，形成气隙68和70。气隙68具有碟形形状，其可以通过调节用于平坦化器件管芯26和/或202的顶面的平坦化工艺而产生气隙68。可以通过使用光刻工艺以蚀刻衬垫40和/或240来形成气隙70。由于铜不能够扩散穿过气隙，因此当发生未对准时，气隙68和70还具有防止不期望的铜扩散的功能。

本发明的实施例具有一些有利的特征。通过形成复合晶圆并且然后使用复合晶圆实施混合接合，提高了接合工艺的产出。另一方面，使用复合晶圆允许使用混合接合将具有不同尺寸的器件管芯接合在一起。此外，通过形成复合晶圆而不是使用未锯切的晶圆，可以选择已知良好的管芯，并且将不封装有缺陷的管芯以造成浪费。

根据本发明的一些实施例，一种方法包括在第一载体上方放置多个第一器件管芯，其中，多个第一器件管芯和第一载体组合形成第一复合晶圆。第一复合晶圆接合至第二晶圆，并且通过混合接合，多个第一器件管芯接合至第二晶圆中的多个第二器件管芯。该方法还包括：从多个第一器件管芯分离第一载体，将多个第一器件管芯密封在密封材料中，以及在多个第一器件管芯和密封材料上方形成互连结构。

根据本发明的一些实施例，一种方法包括：在载体上方放置多个第一器件管芯，在晶圆的多个第二器件管芯上形成多个贯通孔，将载体上的多个第一器件管芯与多个第二器件管芯对准，以及通过混合接合将多个第一器件管芯接合至多个第二器件管芯。多个贯通孔延伸至位于多个第一器件管芯之间的间隔内。该方法还包括：从多个第一器件管芯分离载体，将多个第一器件管芯密封在密封材料中，实施平坦化以使多个第一器件管芯、密封材料以及多个贯通孔的顶面平坦，以及在多个第一器件管芯和密封材料上方形成互连结构。

根据本发明的一些实施例，一种封装件包括：第一器件管芯、位于第一器件管芯上方且通过混合接合而接合至第一器件管芯的第二器件管芯、将第一器件管芯和第二器件管芯密封在其中的密封材料以及位于第二器件管芯上方的互连结构。互连结构延伸超过第一器件管芯和第二器件管芯的边。

根据本发明的一个实施例，提供了一种制造封装件的方法，包括：在第一载体上方放置多个第一器件管芯，其中，所述多个第一器件管芯和所述第一载体组合形成第一复合晶圆；将所述第一复合晶圆接合至第二晶圆，其中，通过混合接合将所述多个第一器件管芯接合至所述第二晶圆中的多个第二器件管芯；将所述第一载体从所述多个第一器件管芯分离；将所述多个第一器件管芯密封在密封材料中；以及在所述多个第一器件管芯和所述密封材料上方形成互连结构。

在方法中，在所述接合期间，在所述多个第一器件管芯之间存在空的间隔进一步包括在所述第二晶圆上形成多个贯通孔，并且在将所述第一复合晶圆接合至所述第二晶圆中，所述多个贯通孔延伸至所述空的间隔内。

在方法中，当实施所述接合时，所述多个贯通孔与所述第一复合晶圆间隔开。

在方法中，还包括：在所述第一复合晶圆上形成多个贯通孔，其中，在所述第一复合晶圆上实施密封所述多个第一器件管芯，并且在所述接合中，所述密封材料接触所述多个第二器件管芯并且不接合至所述多个第二器件管芯。

在方法中，还包括形成所述第二晶圆包括：在第二载体上方放置多个第二器件管芯，其中，所述多个第二器件管芯和所述第二载体组合形成所述第二晶圆，所述第二晶圆是第二复合晶圆，并且所述密封材料环绕所述多个第一器件管芯和所述多个第二器件管芯。

根在方法中，所述混合接合包括：将所述多个第一器件管芯的第一接合焊盘接合至所述多个第二器件管芯的第二接合焊盘；以及将所述多个第一器件管芯的第一表面介电层接合至所述多个第二器件管芯的第二表面介电层，以及所述方法进一步包括形成围绕所述第一接合焊盘的气隙。

在方法中，所述多个第一器件管芯的每个均包括：半导体衬底；以及贯穿所述半导体衬底的额外的贯通孔，其中，密封所述多个第一器件管芯包括平坦化步骤以减薄所述多个第一器件管芯并且以暴露所述额外的贯通孔。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种制造封装件的方法，包括：在载体上方放置多个第一器件管芯；在晶圆的多个第二器件管芯上形成多个贯通孔；使所述载体上的所述多个第一器件管芯与所述多个第二器件管芯对准；通过混合接合将所述多个第一器件管芯接合至所述多个第二器件管芯，其中，所述多个贯通孔延伸至位于所述多个第一器件管芯之间的间隔内；将所述载体从所述多个第一器件管芯分离；将所述多个第一器件管芯密封在密封材料中；实施平坦化以使所述多个第一器件管芯的顶面、所述密封材料的顶面和所述多个贯通孔的顶面齐平；以及在所述多个第一器件管芯和所述密封材料上方形成互连结构。

在上述方法中，所述混合接合包括：将所述多个第一器件管芯预接合至所述多个第二器件管芯；以及使所述多个第一器件管芯和所述多个第二器件管芯退火以形成所述混合接合。

在上述方法中，在所述多个第一器件管芯和所述载体上均实施所述退火。

在上述方法中，实施所述退火以暴露所述多个第一器件管芯的顶面。

在上述方法中，在所述平坦化之后，暴露所述多个贯通孔。

在上述方法中，通过将对准标记与所述多个贯通孔对准来实施所述对准，其中，所述对准标记附接至所述载体。

在上述方法中，所述对准标记的每个与所述多个贯通孔的一个重叠。

根据本发明的又一实施例，还提供了一种封装件，包括：第一器件管芯；第二器件管芯，位于所述第一器件管芯上方且通过混合接合而接合至所述第一器件管芯；密封材料，将所述第一器件管芯和所述第二器件管芯均密封在所述密封材料中；以及互连结构，位于所述第二器件管芯上方，其中，所述互连结构延伸超过所述第一器件管芯和所述第二器件管芯的边缘。

在上述封装件中，所述密封材料从所述第二器件管芯的顶面连续地延伸至所述第一器件管芯的底面，在所述密封材料的上部和下部之间没有可辨认的界面。

在上述封装件中，还包括贯穿所述密封材料的贯通孔，其中，所述贯通孔从所述第二器件管芯的顶面连续地延伸至所述第一器件管芯的底面，在所述贯通孔的上部和下部之间没有可辨认的界面。

在上述封装件中，所述第一器件管芯的边缘与所述第二器件管芯的对应的边缘未对准。

在上述封装件中，没有贯通孔贯穿所述密封材料，并且所述第二器件管芯包括位于所述第二器件管芯中的贯通孔，其中，所述贯通孔的顶面与所述密封材料的顶面共面。

在上述封装件中，还包括第三器件管芯，所述第三器件管芯位于所述互连结构上方且通过混合接合而接合至所述互连结构。

上面概述了若干实施例的部件、使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实现与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围、并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此他们可以做出多种变化、替换以及改变。