(SOI)衬底或硅锗衬底。也可以使用包括III族、IV族、V族元素的其他半导体材料。半导体材料还可以包括多个隔离部件(未示出)，诸如浅沟槽隔离(STI)部件或硅的局部氧化(LOCOS)部件。隔离部件可以限定和隔离各个微电子元件。可以形成在半导体衬底中的各个微电子元件的实例包括晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、双极结型晶体管(BJT)、高压晶体管、高频晶体管、P沟道和/或η沟道场效应晶体管(PFET/NFET)等)；电阻器；二极管；电容器；电感器；熔断器；和其他合适的元件。实施包括沉积、蚀刻、注入、光刻、退火和/或其他合适的工艺的各种工艺以形成各种微电子元件。将微电子部件互连以形成集成电路器件，诸如逻辑器件、存储器件(例如，SRAM)、RF器件、输入/输出(I/O)器件、芯片上系统(SoC)器件、它们的组合、和其他合适的器件类型。根据一些实施例，插入件120包括起到插入件作用的穿透硅通孔(TSV)或穿透封装件通孔(TPV)。在一些实施例中，插入件120不包括有源器件。
[0040]可以由双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、FR_4(由具有环氧树脂粘合剂的耐火的编织玻璃纤维布组成的复合材料)、陶瓷、玻璃、塑料制品、胶带、薄膜、或可以支持需要接收导电端子的导电焊盘或导电地(lands)的其他支持材料。在一些实施例中，衬底130是多层电路板。在一些实施例中，衬底130包括互连结构。
[0041]管芯110通过连接件(或接合结构)115接合至插入件120，且插入件120通过连接件145接合至衬底130。如果将具有不同尺寸的连接件的两个或多个管芯(诸如，管芯110和其他管芯)接合至插入件120，则封装机制就会具有挑战性。插入件120中的TSV有助于电连接和散热。
[0042]图1B根据一些实施例示出了管芯封装件100’的截面图。管芯封装件100’包括管芯I1a和管芯110B。例如，管芯I1a可以是中央处理单元(CPU)或图像控制单元(GPU)，且管芯I 1b可以是存储器件，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或其他类型的存储器件。管芯11(^和I1b分别通过连接件1154和115B连接到衬底(或插入件)120 ’。连接件I 15a和I 15b是接合结构，其通过接合管芯I 1a和I 1b的外部连接件与插入件120’的外部连接件形成。在一些实施例中，通过接合管芯11(^和I1b上的微凸块(或μ凸块)与插入件120’上的μ凸块112形成连接件(或接合结构)1154和1158。图1C根据一些实施例示出了用于形成连接件(或接合结构)1154的接合至插入件120’上的μ凸块112的管芯I1a上的μ凸块111Α。μ凸块111八包括铜柱113Α、凸块下金属(UBM)层1164和焊料层，其中，焊料层接合到μ凸块112以形成焊料层118α。μ凸块112也包括铜柱114和UBM层117。μ凸块IIIa形成在金属焊盘109Α上方，且μ凸块112形成在金属焊盘119上方。
[0043]在一些实施例中，UBM层1164和117包括由Ti形成的扩散势垒层和由Cu形成的晶种层。在一些实施例中，诸如Ti层的扩散势垒层和诸如Cu层的晶种层都是通过物理汽相沉积(PVD)(或溅射)方法沉积的。回流工艺之后，来自连接的μ凸块的焊料层接合以形成诸如焊料层118α的焊料层。μ凸块IIIa的一部分依靠于钝化层141且μ凸块112的一部分依靠于钝化层142。钝化层141和142由介电且可收缩性材料制成,其中，该材料提供绝缘且吸收接合应力。在一些实施例中，钝化层141和142由聚合物形成，诸如聚酰亚胺、聚苯并恶唑(PBO)或阻焊剂。
[0044]在2012 年 3 月 22 日提交的标题为 “Bump Structures for Mult1-ChipPackaging”的序列号为13/427，753 (代理人卷号为TSMC2011-1339)的美国专利申请、2011年 12 月 28 日提交的标题为“Packaged Semiconductor Device and Method of Packagingthe Semiconductor Device” 的序列号为 13/338，820 (代理人卷号为 TSMC2011-1368)的美国专利申请、和2012年11月2日提交的标题为“Bonded Structures for Package andSubstrate”的序列号为13/667，306 (代理人卷号为TSMC2012-0633)的美国专利申请中描述了接合结构的实例及其形成方法。上面提及的申请的全部内容结合于此作为参考。
[0045]图1B示出了包括具有TSV 125的硅衬底121的插入件120’。插入件120’包括位于硅衬底121的一侧上的互连结构122和位于互连结构122的相对侧上的凸块126。凸块126类似于图1A中的连接件145。互连结构122将TSV 125连接到外部连接件，μ凸块112。互连结构122包括导电互连结构，诸如金属焊盘、金属线和通孔。导电互连结构通过介电层绝缘。例如，导电互连结构包括诸如M1、M2和M3的金属线和诸如V1、V2和V3的的通孔。导电互连结构还包括金属焊盘，诸如金属焊盘127和119。在一些实施例中，金属焊盘127形成在Ml水平面处。金属焊盘127连接到TSV125且金属焊盘119连接到μ凸块112。TSV 125连接到与凸块126连接的各个UBM结构(导电结构)129。在一些实施例中，凸块126是由焊料制成的C4凸块。UBM结构129由导电材料制成。可以由物理汽相沉积(PVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺、化学汽相沉积(CVD)工艺、电化学镀工艺或它们的组合形成导电材料。导电材料的实例包括但不限于钛、镍、铜、钨、铝、银、金或它们的组合。在一些实施例中，UBM结构由Ti制成。UBM结构129由钝化层124彼此隔开。在一些实施例中，钝化层124由聚合物制成，诸如聚酰亚胺、聚苯并恶唑(PBO)或阻焊剂。钝化层124由可收缩性材料制成，以保护插入件120’和凸块126’免受接合应力。
[0046]插入件120’通过凸块126连接到衬底130’。每个凸块126都连接到插入件120’上的UBM结构129和衬底130’上的金属焊盘131。金属焊盘131通过钝化层132彼此隔离。钝化层132由聚合物制成，诸如聚酰亚胺、聚苯并恶唑(PBO)或阻焊剂。钝化层132由可收缩性材料制成，以保护插入件120’和衬底130’免受由接合工艺产生的接合应力。
[0047]图1B至少示出了 2个连接到插入件120’上的金属焊盘127和UBM结构129的TSV125。相比于一个TSV 125，两个或多个连接到插入件120’上的金属焊盘127和UBM结构129的TSV 125的TSV 125是更令人满意的，这是因为它们提高了良品率，结果在连接TSV125中存在问题。例如，TSV 125可能与金属焊盘127或UBM结构129具有较差的连接。具有两个或多个TSV以连接金属焊盘127和UBM结构129提高了容错性和良品率。
[0048]图1B也示出了形成在管芯110Α、110Β和插入件120’之间的底部填充胶143。底部填充胶146形成在插入件120’和衬底130’之间。底部填充胶143保护连接件(或接合结构)115Α和115Β。同样地，底部填充胶146保护凸块126。图1B也示出了模塑料144，形成模塑料144以环绕、覆盖和保护管芯110Α、110Β和插入件120’。
[0049]如上所述，TSV 125连接至金属焊盘127。在将TSV 125形成在衬底121中之后，将金属焊盘127形成在TSV 125上方。图2Α至图2D根据一些实施例示出了在TSV 125上方形成金属焊盘127的连续工艺的截面图。图2Α示出了形成在衬底121中的TSV 125。TSV125的形成包括形成深沟槽。在一些实施例中，用于TSV 125的沟槽的宽度Wl在约5μπι到约15 μ m的范围内。在