硅-玻璃混合插入層電路的制作方法
【專利說明】娃-玻璃混合插入層電路
[0001] 本申請要求2014年2月20日提交的美國專利申請14/185,631的優(yōu)先權(quán)，該美國 專利申請通過引用整體合并于此。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有多個堆疊的集成電路的集成電路器件常常包括插入層（interposer)作為將 不同的集成電路耦合在一起的介質(zhì)。插入層通常被放置在集成電路與封裝襯底之間。插入 層可以具有信號通道，該信號通道能夠用于在安裝在插入層上的兩個或更多個集成電路之 間傳輸數(shù)據(jù)，或者在插入層上的其中一個集成電路與直接安裝在封裝基板上的部件之間傳 輸數(shù)據(jù)。
[0003] 插入層通常由硅基板形成。然而，由硅晶圓形成的插入層可能是易碎的。因此，可 能需要復(fù)雜的制造工藝來生產(chǎn)此類插入層。在硅插入層中可能嵌入有源器件和無源器件。 然而，它們通常具有較差的信號傳輸特性（例如，較差的插入損耗和較差的返回損耗）。因 此，娃插入層可能不適合高頻應(yīng)用。
[0004] 可以用來形成插入層的另一類型的晶圓是玻璃晶圓（或非半導(dǎo)體晶圓）。玻璃插 入層不包括任何硅基板材料，并且與硅插入層相比，可以展現(xiàn)出更優(yōu)的信號傳輸特性。然 而，有源電路（即，晶體管）不能被嵌入在玻璃插入層中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在此描述的實施例包括混合插入層和制造該混合插入層的方法。應(yīng)該理解，實施 例可以以許多方式實現(xiàn)，例如過程、裝置、系統(tǒng)、器件或方法。以下描述了若干實施例。
[0006] 在一個實施例中，描述了一種插入層。該插入層包括娃基板層、玻璃基板層和至少 一個貫通插入層通孔。在玻璃基板層的頂部上形成硅基板層。插入層也可以被稱為混合插 入層，因為它包括兩種不同類型的基板層，它們形成了一個插入層。貫通插入層通孔被形成 為穿過硅基板層和玻璃基板層。
[0007] 在另一個實施例中，在以上實施例中描述的插入層可以用于形成集成電路封裝。 集成電路封裝包括安裝在插入層上的多個集成電路。
[0008] 此外，描述了制造具有玻璃晶圓的混合插入層的方法。該方法包括在玻璃晶圓上 形成硅晶圓的步驟。接下來，該方法包括形成用于混合插入層的多個微凸點的步驟。最后， 該方法包括形成用于混合插入層的多個倒裝芯片凸點的步驟。
[0009] 從附圖和優(yōu)選實施例的以下詳細描述，本發(fā)明的進一步特征、其本質(zhì)和各種優(yōu)點 將更顯而易見。
【附圖說明】
[0010] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的集成電路封裝的說明性圖示。
[0011] 圖2A-圖21為根據(jù)本發(fā)明的實施例的在不同制造階段處的混合插入層的說明性 圖示。
[0012] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于制造混合插入層的說明性步驟的流程 圖。
[0013] 圖4示出說明性圖表，其描繪根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的傳輸通過混合插入層中 的貫通插入層通孔的信號的插入損耗性能。
【具體實施方式】
[0014] 以下實施例描述了混合插入層和制造該混合插入層的方法。然而，對本領(lǐng)域技術(shù) 人員顯而易見的是，本示例性實施例可以在沒有這些具體細節(jié)中的一些或全部的情況下實 踐。在其它實例中，沒有詳細描述眾所周知的操作，以便不會不必要地掩蓋本實施例。
[0015] 圖1意在說明性而非限制性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的集成電路封裝。集 成電路封裝100包括集成電路130和140、插入層150和封裝基板160。集成電路封裝100 進一步包括在封裝基板160的底表面上的焊球170。
[0016] 集成電路封裝100可以被放置在印刷電路板（PCB)上。集成電路封裝100上的每 個焊球170可以耦合到PCB上的焊盤（未示出）。在一個實施例中，通過耦合到焊球170的 信號通道，集成電路封裝100可以將信號傳輸?shù)桨惭b在PCB上的器件。
[0017] 集成電路封裝100可以形成無線系統(tǒng)、有線系統(tǒng)或其它類型系統(tǒng)的一部分。因此， 集成電路封裝100可以包括執(zhí)行定義系統(tǒng)的各種功能的電路。
[0018] 在一個實施例中，集成電路封裝100可以是專用集成電路（ASIC)器件或?qū)Ｓ脴藴?產(chǎn)品（ASSP)器件，例如存儲器控制器器件。存儲器控制器器件可以用于控制在存儲器器件 和其它器件（例如，微處理器器件）之間的數(shù)據(jù)傳送。為了支持數(shù)據(jù)傳送，集成電路封裝 100可以包括處理不同協(xié)議標準的電路。
[0019] 替換地，集成電路封裝100可以是可編程邏輯器件（PLD)，例如，現(xiàn)場可編程門陣 列（EPGA)器件。應(yīng)該注意，PLD可以被配置為實現(xiàn)不同的用戶設(shè)計或應(yīng)用。在一個示例性 實施例中，PLD可以被配置為存儲器控制器。在另一個示例性實施例中，PLD可以被配置為 算術(shù)邏輯單元（ALU)。
[0020] 集成電路封裝100也可以是多芯片封裝或系統(tǒng)封裝（SoP)器件，其中在集成電路 封裝100內(nèi)具有多于一個集成電路。雖然圖1中示出兩個集成電路130和140,但是應(yīng)該理 解，在諸如集成電路封裝100的多芯片封裝中可以有多于兩個集成電路。
[0021] 仍參考圖1，集成電路130和140可以執(zhí)行集成電路封裝100的核心功能。在一個 實施例中，集成電路130和140可以包括有源電路（例如，晶體管電路）。集成電路130和 140內(nèi)的有源電路可以包括執(zhí)行各種功能的存儲器元件、可編程邏輯元件或算術(shù)邏輯單元。
[0022] 在一個實施例中，集成電路130和140可以分別是不同類型的器件，例如，F(xiàn)PGA管 芯和存儲器管芯。替換地，集成電路130和140可以是相似類型的器件，例如FPGA管芯。應(yīng) 該理解，將不同類型的集成電路130和140進行組合可以為集成電路封裝100產(chǎn)生不同的 功能。
[0023] 仍參考圖1，集成電路130和140可以經(jīng)由微凸點（y-凸點）110安裝在插入層 150上。插入層150可以經(jīng)由凸點120耦合到封裝基板160的頂表面。在一個實施例中， 凸點120可以為C4凸點、微凸點（y-凸點）或倒裝芯片凸點。凸點120的直徑可以大于 y-凸點110的直徑。插入層150可以包括使集成電路130和140能夠彼此通信的信號通 道（未示出）。在一個實施例中，使用插入層150上的信號通道中的一個，從集成電路130 傳輸?shù)男盘柨梢詮募呻娐?30上的y-凸點110傳播到集成電路140上的對應(yīng)的y-凸 點 110〇
[0024] 如上所述，與封裝基板160相比，由于在插入層150上可實現(xiàn)的信號通道的寬度 更細（未示出），所以集成電路130和140附連到插入層150,而不是直接附連到封裝基板 160。應(yīng)該注意，插入層150可以具有更細寬度（例如，3-5微米（ym))的信號通道，因為可 用于插入層150的制造工藝通常比可用于封裝基板160的制造工藝更先進。此外，信號通 道的細寬度也可以被實現(xiàn)的原因是，插入層150的介電常數(shù)可以大于封裝基板160的介電 常數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，對于特定特性的阻抗，信號通道的寬度可以與介電常數(shù)的值 成反比。因此，插入層150的較高介電常數(shù)可以允許制造更細的信號通道（對于特定特性 的阻抗）。
[0025] 仍參考圖1，插入層150可以是混合插入層。在一個實施例中，混合插入層可以包 括金屬間電介質(zhì)aMD)層151、硅層152和玻璃層153。MD層151可以用于將來自集成電 路130和140中的任意一個