本發(fā)明涉及一種面朝面半導(dǎo)體組體及其制作方法，尤指一種將半導(dǎo)體元件面朝面地接置于第一路由電路上的面朝面半導(dǎo)體組體，其中半導(dǎo)體元件還可通過第一路由電路而電性連接至散熱座上的第二路由電路。

背景技術(shù)：

多媒體裝置的市場趨勢傾向于更迅速且更薄型化的設(shè)計需求。其中一種方法是以面朝面(face-to-face)方式以互連兩芯片，俾使兩芯片間具有最短的路由距離。由于迭置的芯片間可直接相互傳輸，以降低延遲，故可大幅改善組體的信號完整度，并節(jié)省額外的耗能。因此，面朝面半導(dǎo)體組體可展現(xiàn)三維集成電路堆疊(3D IC stacking)幾乎所有的優(yōu)點，且無需于堆疊芯片中形成成本高昂的硅穿孔(Through-Silicon Via)。如美國專利申請案號2014/0210107即揭露了具有面朝面設(shè)置結(jié)構(gòu)的堆疊式芯片組體。然，由于其底部芯片未受到保護(hù)，且底部芯片的厚度又必須比用于外部連接的焊球薄，故該組體可靠度不佳且無法實際應(yīng)用上。美國專利案號8,008,121、8,519,537及8,558,395則揭露各種具有中介層的組體結(jié)構(gòu)，其將中介層設(shè)于面朝面設(shè)置的芯片間。雖然其無需于堆疊芯片中形成硅穿孔(TSV)，但中介層中用于提供芯片間電性路由的硅穿孔會導(dǎo)致工藝復(fù)雜、生產(chǎn)良率低及高成本。此外，由于半導(dǎo)體元件易于高操作溫度下發(fā)生效能劣化現(xiàn)象，因此若面朝面的堆疊式芯片未進(jìn)行適當(dāng)散熱，則會使元件的熱環(huán)境變差，導(dǎo)致操作時可能出現(xiàn)立即失效的問題。

為了上述理由及以下所述的其他理由，目前亟需發(fā)展一種具新式的面朝面半導(dǎo)體組體，以達(dá)到高封裝密度、較佳信號完整度及高散熱性的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種面朝面半導(dǎo)體組體，其將頂部半導(dǎo)體元件及底部半導(dǎo)體元件面朝面地接置于第一扇出路由電路上，以縮短頂部半導(dǎo)體元件與底部半導(dǎo)體元件間的互連長度，便可確保組體具有優(yōu)異的電性效能。

本發(fā)明的另一目的是提供一種面朝面半導(dǎo)體組體，其中第一扇出路由電路與第二扇出路由電路電性耦接，以提供階段式的扇出路由，俾可改善生產(chǎn)良率并降低成本。

本發(fā)明的再一目的是提供一種面朝面半導(dǎo)體組體，其將底部半導(dǎo)體元件貼附至散熱座，使底部半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱可通過散熱座有效散逸，俾可改善組體的熱效能。

依據(jù)上述及其他目的，本發(fā)明提供一種將次組體電性耦接至散熱增益型構(gòu)件的散熱增益型面朝面半導(dǎo)體組體，其中該次組體包含一第一半導(dǎo)體元件、一平衡層及一第一路由電路，而該散熱增益型構(gòu)件包含一第二半導(dǎo)體元件、一散熱座及設(shè)置于散熱座上的一第二路由電路。在一較佳實施例中，第一半導(dǎo)體元件電性耦接至第一路由電路的頂側(cè)，且平衡層側(cè)向環(huán)繞第一半導(dǎo)體元件；第二半導(dǎo)體元件通過第一凸塊電性耦接至第一路由電路的底側(cè)，因而通過該第一路由電路而與第一半導(dǎo)體元件相互面朝面地電性連接；第一路由電路對第一半導(dǎo)體元件及第二半導(dǎo)體元件提供初級的扇出路由及最短的互連距離；第二路由電路形成于散熱座上，并通過側(cè)向環(huán)繞第二半導(dǎo)體元件的第二凸塊電性耦接至第一路由電路的底側(cè)，以提供進(jìn)一步的扇出路由；且散熱座與第二半導(dǎo)體元件熱性導(dǎo)通，使散熱座對第二路由電路所側(cè)向環(huán)繞的第二半導(dǎo)體元件提供散熱途徑。

在另一實施方式中，本發(fā)明提供一種內(nèi)建散熱座的散熱增益型面朝面半導(dǎo)體組體，其包括：一次組體，其包含一第一半導(dǎo)體元件、一平衡層及具有第一表面及相對第二表面的一第一路由電路，其中第一半導(dǎo)體元件是由第一路由電路的第一表面電性耦接至第一路由電路，且具有面向第一路由電路的有源面及相對于有源面的非有源面，而平衡層側(cè)向環(huán)繞第一半導(dǎo)體元件并覆蓋第一路由電路的第一表面；以及一散熱增益型構(gòu)件，其電性耦接至該次組體，并包含一第二半導(dǎo)體元件、一散熱座及設(shè)置于該散熱座上的一第二路由電路，其中(i)第二半導(dǎo)體元件貼附至散熱座，并被第二路由電路側(cè)向環(huán)繞，且通過一系列第一凸塊電性耦接至第一路由電路，(ii)第二路由電路通過一系列第二凸塊電性耦接至第一路由電路，且(iii)第一凸塊及第二凸塊設(shè)置于第一路由電路的第二表面。

在又一實施方式中，本發(fā)明提供一種內(nèi)建散熱座的散熱增益型面朝面半導(dǎo)體組體制作方法，其包括下述步驟：提供一次組體，其包含：(i)提供一第一路由電路，其可拆分式地接置于一犧牲載板上，(ii)將一第一半導(dǎo)體元件由該第一路由電路的一第一表面電性耦接至該第一路由電路，其中第一半導(dǎo)體元件具有面向第一路由電路的有源面及相對于有源面的非有源面，(iii)提供一平衡層，其側(cè)向環(huán)繞該第一半導(dǎo)體元件且覆蓋該第一路由電路的第一表面，及(iv)移除該犧牲載板，以顯露該第一路由電路的相對于該第一表面的一第二表面；通過一系列第一凸塊，將一第二半導(dǎo)體元件由該第一路由電路的第二表面，電性耦接至次組體的第一路由電路；提供一互連板，其包含一散熱座及設(shè)置于散熱座上的一第二路由電路；以及通過一系列第二凸塊，將互連板的第二路由電路由第一路由電路的第二表面電性耦接至次組體的第一路由電路，并使第二半導(dǎo)體元件貼附至散熱座。

在再一實施方式中，本發(fā)明提供另一種內(nèi)建散熱座的散熱增益型面朝面半導(dǎo)體組體制作方法，其包括下述步驟：提供一次組體，其包含：(i)將一第一半導(dǎo)體元件貼附至一加強層，其中該第一半導(dǎo)體元件具有面向加強層的非有源面及相對于非有源面的有源面，(ii)提供一平衡層，其側(cè)向環(huán)繞該第一半導(dǎo)體元件，及(iii)形成一第一路由電路于該第一半導(dǎo)體元件的有源面及該平衡層上，并使第一半導(dǎo)體元件由第一路由電路的一第一表面電性耦接至該第一路由電路；通過一系列第一凸塊，將一第二半導(dǎo)體元件由該第一路由電路的相對于該第一表面的一第二表面，電性耦接至次組體的第一路由電路；提供一互連板，其包含一散熱座及設(shè)置于散熱座上的一第二路由電路；以及通過一系列第二凸塊，將互連板的第二路由電路由第一路由電路的第二表面電性耦接至次組體的第一路由電路，并使第二半導(dǎo)體元件貼附至散熱座。

除非特別描述或必須依序發(fā)生的步驟，上述步驟的順序并無限制于以上所列，且可根據(jù)所需設(shè)計而變化或重新安排。

本發(fā)明的面朝面半導(dǎo)體組體及其制作方法具有許多優(yōu)點。舉例來說，將第一及第二半導(dǎo)體元件面朝面地電性耦接至第一路由電路的兩相反側(cè)，可提供第一及第二半導(dǎo)體元件間的最短互連距離。將次組體電性耦接至散熱座上的第二路由電路是特別具有優(yōu)勢的，其原因在于，散熱座可提供第二半導(dǎo)體元件散熱的途徑，同時可作為次組體及第二路由電路的支撐平臺。此外，通過兩階段步驟以形成第一及第二半導(dǎo)體元件的布線基板是有利的，其原因在于，第一路由電路可提供初級的扇出路由，而第二路由電路可提供進(jìn)一步的扇出路由，且當(dāng)需形成多層路由電路時，此作法可避免發(fā)生嚴(yán)重的彎曲問題。

附圖說明

參考隨附圖式，本發(fā)明可通過下述較佳實施例的詳細(xì)敘述更加清楚明了，其中：

圖1及2分別為本發(fā)明第一實施方式中，在加強層上形成定位件的剖視圖及底部立體示意圖；

圖3及4分別為本發(fā)明第一實施方式中，將第一半導(dǎo)體元件貼附至圖1及2加強層上的剖視圖及底部立體示意圖；

圖5為本發(fā)明第一實施方式中，圖3結(jié)構(gòu)上形成平衡層的剖視圖；

圖6為本發(fā)明第一實施方式中，自圖5結(jié)構(gòu)移除平衡層底部區(qū)域的剖視圖；

圖7及8分別為本發(fā)明第一實施方式中，圖6結(jié)構(gòu)上形成初級導(dǎo)線的剖視圖及底部立體示意圖；

圖9為本發(fā)明第一實施方式中，圖8結(jié)構(gòu)上形成第一介電層及第一盲孔的剖視圖；

圖10及11分別為本發(fā)明第一實施方式中，圖9結(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)線的剖視圖及底部立體示意圖；

圖12及13分別為本發(fā)明第一實施方式中，第二半導(dǎo)體元件通過第一凸塊電性耦接至圖10及11結(jié)構(gòu)上的剖視圖及底部立體示意圖；

圖14為本發(fā)明第一實施方式中，圖12結(jié)構(gòu)上設(shè)置第二凸塊的剖視圖；

圖15及16分別為本發(fā)明第一實施方式中，圖14的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割后的剖視圖及底部立體示意圖；

圖17為本發(fā)明第一實施方式中，對應(yīng)于圖15切離單元的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖18為本發(fā)明第一實施方式中，圖6結(jié)構(gòu)上形成第一介電層及第一盲孔的剖視圖；

圖19為本發(fā)明第一實施方式中，圖18結(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)線的剖視圖；

圖20為本發(fā)明第一實施方式中，第二半導(dǎo)體元件電性耦接至圖19結(jié)構(gòu)上的剖視圖；

圖21為本發(fā)明第一實施方式中，圖20的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割后的剖視圖；

圖22及23分別為本發(fā)明第一實施方式中，散熱座的剖視圖及頂部立體示意圖；

圖24為本發(fā)明第一實施方式中，圖22結(jié)構(gòu)上形成第二介電層、金屬層及第二盲孔的剖視圖；

圖25為本發(fā)明第一實施方式中，圖24結(jié)構(gòu)上形成第二導(dǎo)線的剖視圖；

圖26為本發(fā)明第一實施方式中，圖25結(jié)構(gòu)上形成第三介電層、金屬層及第三盲孔的剖視圖；

圖27及28分別為本發(fā)明第一實施方式中，圖26結(jié)構(gòu)上形成第三導(dǎo)線，以制作完成互連板的剖視圖及頂部立體示意圖；

圖29及30分別為本發(fā)明第一實施方式中，圖17結(jié)構(gòu)接置于圖27及28互連板上，以制作完成面朝面半導(dǎo)體組體的剖視圖及頂部立體示意圖；

圖31為本發(fā)明第二實施方式中，在犧牲載板上沉積初級導(dǎo)線的剖視圖；

圖32為本發(fā)明第二實施方式中，圖31結(jié)構(gòu)上形成第一介電層及第一盲孔的剖視圖；

圖33為本發(fā)明第二實施方式中，圖32結(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)線的剖視圖；

圖34為本發(fā)明第二實施方式中，將第一半導(dǎo)體元件電性耦接至圖33結(jié)構(gòu)上的剖視圖；

圖35為本發(fā)明第二實施方式中，圖34結(jié)構(gòu)上形成平衡層的剖視圖；

圖36為本發(fā)明第二實施方式中，自圖35結(jié)構(gòu)移除平衡層頂部區(qū)域的剖視圖；

圖37為本發(fā)明第二實施方式中，圖36結(jié)構(gòu)上設(shè)置加強層的剖視圖；

圖38及39分別為本發(fā)明第二實施方式中，自圖37結(jié)構(gòu)移除犧牲載板的剖視圖及底部立體示意圖；

圖40及41分別為本發(fā)明第二實施方式中，將第二半導(dǎo)體元件電性耦接至圖38及39結(jié)構(gòu)的剖視圖及底部立體示意圖；

圖42為本發(fā)明第二實施方式中，圖40的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割后的剖視圖；

圖43為本發(fā)明第二實施方式中，對應(yīng)于圖42切離單元的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖44為本發(fā)明第二實施方式中，圖43結(jié)構(gòu)接置于圖27互連板上，以制作完成面朝面半導(dǎo)體組體的剖視圖；

圖45為本發(fā)明第三實施方式中，第一路由電路于犧牲載板上的剖視圖；

圖46為本發(fā)明第三實施方式中，圖45結(jié)構(gòu)上設(shè)置第一半導(dǎo)體元件及加強層的剖視圖；

圖47為本發(fā)明第三實施方式中，圖46結(jié)構(gòu)上形成平衡層的剖視圖；

圖48為本發(fā)明第三實施方式中，自圖47結(jié)構(gòu)移除平衡層頂部區(qū)域及犧牲載板的剖視圖；

圖49為本發(fā)明第三實施方式中，第二半導(dǎo)體元件電性耦接至圖48結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖50為本發(fā)明第三實施方式中，圖49的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割后的剖視圖；

圖51為本發(fā)明第三實施方式中，對應(yīng)于圖50切離單元的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖52為本發(fā)明第三實施方式中，圖51結(jié)構(gòu)接置于圖27互連板上，以制作完成面朝面半導(dǎo)體組體的剖視圖；

圖53為本發(fā)明第四實施方式中，散熱座上形成第二介電層的剖視圖；

圖54為本發(fā)明第四實施方式中，圖53結(jié)構(gòu)上形成第二導(dǎo)線的剖視圖；

圖55為本發(fā)明第四實施方式中，圖54結(jié)構(gòu)上形成第三介電層及第三盲孔的剖視圖；

圖56為本發(fā)明第四實施方式中，圖55結(jié)構(gòu)上形成第三導(dǎo)線，以制作完成互連板的剖視圖；以及

圖57為本發(fā)明第四實施方式中，面朝面構(gòu)件接置于圖56連板上，以制作完成面朝面半導(dǎo)體組體的剖視圖。

【附圖標(biāo)記說明】

次組體 10

面朝面半導(dǎo)體組體 100、200、300、400

第一表面 101

第二表面 103

加強層 11

定位件 12

第一半導(dǎo)體元件 13

有源面 131、171

非有源面 133、173

凸塊 135、185

黏著劑 14

平衡層 15

第一路由電路 16

初級導(dǎo)線 161

第一介電層 163

第一盲孔 164

第一導(dǎo)線 165

第一導(dǎo)電盲孔 167

第一接觸墊 168

第二接觸墊 169

第二半導(dǎo)體元件 17

第一凸塊 181

第二凸塊 183

犧牲載板 19

支撐板1 91

阻擋層 192

互連板 20

凹穴 205

散熱座 21

凹陷部 211

金屬層 22、23

第二介電層 223

第二盲孔 224

第二導(dǎo)線 225

第二導(dǎo)電盲孔 227

第三介電層 233

第三盲孔 234

第三導(dǎo)線 235

第三導(dǎo)電盲孔 237

第一端子墊 238

第二端子墊 239

第二路由電路 24

導(dǎo)熱材料 29

切割線 L

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

在下文中，將提供一實施例以詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。本發(fā)明的優(yōu)點以及功效將通過本發(fā)明下述內(nèi)容而更為顯著。在此說明所附的圖式是簡化過且作為例示用。圖式中所示的元件數(shù)量、形狀及尺寸可依據(jù)實際情況而進(jìn)行修改，且元件的配置可能更為復(fù)雜。本發(fā)明中也可進(jìn)行其他方面的實踐或應(yīng)用，且不偏離本發(fā)明所定義的精神及范疇的條件下，可進(jìn)行各種變化以及調(diào)整。

[實施例1]

圖1-30為本發(fā)明第一實施方式中，一種面朝面半導(dǎo)體組體的制作方法圖，其包括一加強層11、一定位件12、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15、一第一路由電路16、一第二半導(dǎo)體元件17、一散熱座21及一第二路由電路24。

圖1及2分別為加強層11上具有多組定位件12的剖視圖及底部立體示意圖。加強層11一般是由導(dǎo)熱材料所制成，如金屬、合金、硅、陶瓷或石墨，但亦可使用其他非導(dǎo)熱材料，如模制材料(mold compound)。加強層11的厚度范圍較佳為0.1至1.0毫米。定位件12由加強層11的底部表面凸起，其厚度可為5至200微米。在本實施方式中，該加強層11具有0.5毫米厚度，而定位件12具有50微米厚度。定位件12可經(jīng)由各種技術(shù)進(jìn)行圖案化沉積而形成，如電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍或其組合，并同時使用光刻技術(shù)，或者通過薄膜沉積而后進(jìn)行金屬圖案化步驟而形成。金屬圖案化技術(shù)包括濕蝕刻、電化學(xué)蝕刻、激光輔助蝕刻及其組合，并使用蝕刻光罩(圖未示)，以定義出定位件12。就具導(dǎo)電性的加強層11而言，一般是通過金屬(如銅)電鍍方式沉積，以形成定位件12?；蛘?，若是使用非導(dǎo)電的加強層11，則可使用阻焊(solder mask)或光阻材料以形成定位件12。如圖2所示，每組定位件12由多個凸柱所組成，并與隨后設(shè)置的半導(dǎo)體元件的四角相符。然而，定位件的圖案不限于此，其可具有防止隨后設(shè)置的半導(dǎo)體元件發(fā)生不必要位移的其他各種圖案。舉例來說，定位件12可由一連續(xù)或不連續(xù)的凸條所組成，并與隨后設(shè)置的半導(dǎo)體元件的四側(cè)邊、兩對角、或四角相符?；蛘?，定位件12可側(cè)向延伸至加強層11的外圍邊緣，并具有與隨后設(shè)置的半導(dǎo)體元件外圍邊緣相符的內(nèi)周圍邊緣。

圖3及4分別為第一半導(dǎo)體元件13通過黏著劑14貼附至加強層11的剖視圖及底部立體示意圖。就具導(dǎo)熱性的加強層11而言，該黏著劑14通常為導(dǎo)熱黏著劑。每一第一半導(dǎo)體元件13(繪制成裸芯片)包含有凸塊135，所述凸塊135位于第一半導(dǎo)體元件13的有源面131，且第一半導(dǎo)體元件13以非有源面133朝向加強層11的方式貼附至加強層11。每組定位件12側(cè)向?qū)?zhǔn)并靠近每一第一半導(dǎo)體元件13的外圍邊緣。定位件12可控制元件置放的準(zhǔn)確度。定位件12朝向下方向延伸超過第一半導(dǎo)體元件13的非有源面133，并且位于第一半導(dǎo)體元件13的四角外，同時在側(cè)面方向上側(cè)向?qū)?zhǔn)第一半導(dǎo)體元件13的四角。由于定位件12側(cè)向靠近且符合第一半導(dǎo)體元件13的四角，故其可避免第一半導(dǎo)體元件13在黏著劑固化時發(fā)生任何不必要的位移。定位件12與第一半導(dǎo)體元件13間的間隙較佳在約5至50微米的范圍內(nèi)。此外，第一半導(dǎo)體元件13的貼附步驟亦可不使用定位件12。

圖5為第一半導(dǎo)體元件13、定位件12及加強層11上形成平衡層15的剖視圖，其中該平衡層15可通過如樹脂-玻璃層壓、樹脂-玻璃涂布或模制(molding)方式形成。該平衡層15由下方覆蓋第一半導(dǎo)體元件13、定位件12及加強層11，并環(huán)繞、同形披覆且覆蓋第一半導(dǎo)體元件13的側(cè)壁，同時自第一半導(dǎo)體元件13側(cè)向延伸至結(jié)構(gòu)的外圍邊緣。

圖6為第一半導(dǎo)體元件13的凸塊135自下方顯露的剖視圖?？赏ㄟ^研磨、拋光或激光方式，將平衡層15的下部區(qū)域移除。在部分移除平衡層15后，平衡層15的底部表面與凸塊135的外表面呈實質(zhì)上共平面。

圖7及8分別為通過金屬沉積及金屬圖案化工藝形成初級導(dǎo)線161的剖視圖及底部立體示意圖。初級導(dǎo)線161通常由銅制成，其側(cè)向延伸于平衡層15上，且電性耦接至第一半導(dǎo)體元件13的凸塊135。

初級導(dǎo)線161可通過各種技術(shù)沉積為單層或多層，如電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍或其組合。舉例來說，首先通過將該結(jié)構(gòu)浸入活化劑溶液中，使平衡層15與無電鍍銅產(chǎn)生觸媒反應(yīng)，接著以無電電鍍方式被覆一薄銅層作為晶種層，然后以電鍍方式將所需厚度的第二銅層形成于晶種層上?；蛘撸诰ХN層上沉積電鍍銅層前，該晶種層可通過濺鍍方式形成如鈦/銅的晶種層薄膜。一旦達(dá)到所需的厚度，即可使用各種技術(shù)圖案化被覆層，以形成初級導(dǎo)線161，其包括濕蝕刻、電化學(xué)蝕刻、激光輔助蝕刻及其組合，并使用蝕刻光罩(圖未示)，以定義出初級導(dǎo)線161。因此，初級導(dǎo)線161可提供X及Y方向的水平信號路由，以作為第一半導(dǎo)體元件13的電性連接。

圖9為具有第一介電層163及第一盲孔164的剖視圖，其中第一介電層163位于平衡層15及初級導(dǎo)線161上，而第一盲孔164在第一介電層163中。第一介電層163一般可通過層壓或涂布方式沉積而成，其接觸平衡層15及初級導(dǎo)線161，并由下方覆蓋且側(cè)向延伸于平衡層15及初級導(dǎo)線161上。第一介電層163通常具有50微米的厚度，且可由環(huán)氧樹脂、玻璃環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、或其類似物所制成。在沉積第一介電層163后，可通過各種技術(shù)形成第一盲孔164，其包括激光鉆孔、等離子體蝕刻、及光刻技術(shù)，且通常具有50微米的直徑?？墒褂妹}沖激光提高激光鉆孔效能?；蛘撸墒褂脪呙杓す馐?，并搭配金屬光罩。第一盲孔164延伸穿過第一介電層163，并對準(zhǔn)初級導(dǎo)線161的選定部分。

圖10及11分別為第一介電層163上形成第一導(dǎo)線165的剖視圖及底部立體示意圖，其中第一導(dǎo)線165通過金屬沉積及金屬圖案化工藝形成。第一導(dǎo)線165自初級導(dǎo)線161朝下延伸，并填滿第一盲孔164，以形成直接接觸初級導(dǎo)線161的第一導(dǎo)電盲孔167，同時側(cè)向延伸于第一介電層163上。如圖11所示，第一導(dǎo)線165包括有第一接觸墊168及第二接觸墊169。第二接觸墊169的墊尺寸及墊間距大于第一接觸墊168的墊尺寸及墊間距。因此，第一接觸墊168可提供另一半導(dǎo)體元件連接用的電性接點，而第二接觸墊169可提供連接下一級互連結(jié)構(gòu)的電性接點。

此階段已完成次組體10的制作，其包括一加強層11、定位件12、第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。在此圖中，第一路由電路16包括初級導(dǎo)線161、第一介電層163及第一導(dǎo)線165。

圖12及13分別為第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至第一路由電路16的剖視圖及底部立體示意圖。所述第二半導(dǎo)體元件17(繪制為裸芯片)的有源面171面向第一路由電路16，并可通過熱壓、回焊、或熱超音波接合技術(shù)，將第二半導(dǎo)體元件17經(jīng)由第一凸塊181電性耦接至第一導(dǎo)線165的第一接觸墊168。

圖14為第一路由電路16上設(shè)置第二凸塊183的剖視圖。第二凸塊183接置于第一導(dǎo)線165的第二接觸墊169上，其高度大于第一凸塊181的高度，但小于第一凸塊181與第二半導(dǎo)體元件17的相加高度。

圖15及16分別為將圖14的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割成個別單件的剖視圖及底部立體示意圖。如圖所示，沿著切割線“L”，將面板尺寸結(jié)構(gòu)單離成個別的單件，其中每一單件將第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至具有切割后尺寸的次組體10。

圖17為具有第二半導(dǎo)體元件17及次組體10的個別單件剖視圖，其中該次組體10包括一加強層11、一定位件12、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。在此圖中，該第一路由電路16為一多層增層電路，其包含有側(cè)向延伸超過第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17外圍邊緣的初級導(dǎo)線161及第一導(dǎo)線165。第一半導(dǎo)體元件13由第一路由電路16的第一表面101電性耦接至第一路由電路16，并被加強層11及平衡層15所包覆。第二半導(dǎo)體元件17由第一路由電路16的第二表面103電性耦接至第一路由電路16，并通過第一路由電路16而面朝面地電性連接至第一半導(dǎo)體元件13。

圖18-21為第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至次組體10的另一制作方法剖視圖。

圖18為提供第一介電層163并形成第一盲孔164的剖視圖，其中第一介電層163層壓/涂布于第一半導(dǎo)體元件13及平衡層15上，而第一盲孔164形成于第一介電層163中。第一介電層163接觸第一半導(dǎo)體元件13的凸塊135及平衡層15，并由下方覆蓋且側(cè)向延伸于第一半導(dǎo)體元件13的凸塊135及平衡層15上。第一盲孔164延伸穿過第一介電層163，并對準(zhǔn)第一半導(dǎo)體元件13的凸塊135。

圖19為通過金屬沉積及金屬圖案化工藝于第一介電層163上形成第一導(dǎo)線165的剖視圖。第一導(dǎo)線165自第一半導(dǎo)體元件13的凸塊135朝下延伸，并填滿第一盲孔164，以形成直接接觸凸塊135的第一導(dǎo)電盲孔167，同時側(cè)向延伸于第一介電層163上。

圖20為第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至第一路由電路16的剖視圖。第二半導(dǎo)體元件17通過第一凸塊181而電性耦接至第一導(dǎo)線165。

圖21為將圖20的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割成個別單件的剖視圖。如圖所示，沿著切割線“L”，將面板尺寸結(jié)構(gòu)單離成具有第一半導(dǎo)體組件17及次組體10的個別單件。

圖22及23分別為散熱座21的剖視圖及頂部立體示意圖。該散熱座21可由任何具有高導(dǎo)熱率的材料制成，如銅、鋁、不銹鋼、硅、陶瓷、石墨或其他金屬或合金材料，并形成有一凹陷部211。該散熱座21的厚度范圍可為0.5至2.0毫米。在此實施方式中，該散熱座21的厚度為1.0毫米。

圖24為具有第二介電層223/金屬層22及第二盲孔224的剖視圖，其中第二介電層223及金屬層22由上方層壓/涂布于散熱座21凹陷部211外的區(qū)域，而第二盲孔224在第二介電層223/金屬層22中。第二介電層223接觸散熱座21及金屬層22，并夾置于散熱座21與金屬層22之間。第二介電層223可由環(huán)氧樹脂、玻璃環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、或其類似物所制成，且通常具有50微米的厚度。金屬層22則通常為具有25微米厚度的銅層。第二盲孔224延伸穿過金屬層22及第二介電層223，以由上方顯露散熱座21的選定部分。如第一盲孔164所述，第二盲孔224亦可通過各種技術(shù)形成，如激光鉆孔、等離子體蝕刻、及光刻技術(shù)，且通常具有50微米的直徑。

參考圖25，通過金屬沉積及金屬圖案化工藝，在第二介電層223上形成第二導(dǎo)線225。第二導(dǎo)線225自散熱座21朝上延伸，并填滿第二盲孔224，以形成直接接觸散熱座21的第二導(dǎo)電盲孔227，同時側(cè)向延伸于第二介電層223上。

圖26為具有第三介電層233/金屬層23及第三盲孔234的剖視圖，其中第三介電層233及金屬層23由上方層壓/涂布于第二介電層223/第二導(dǎo)線225上，而第三盲孔234于第三介電層233/金屬層23中。第三介電層233接觸第二介電層223、第二導(dǎo)線225及金屬層23，并夾置于第二介電層223與金屬層23之間及第二導(dǎo)線225與金屬層23之間。第三介電層233可由環(huán)氧樹脂、玻璃環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、或其類似物所制成，且通常具有50微米的厚度。金屬層23則通常為具有25微米厚度的銅層。第三盲孔234延伸穿過金屬層23及第三介電層233，以由上方顯露第二導(dǎo)線225的選定部分。如第一盲孔164及第二盲孔224所述，第三盲孔234亦可通過各種技術(shù)形成，如激光鉆孔、等離子體蝕刻、及光刻技術(shù)，且通常具有50微米的直徑。

圖27及28分別為第三介電層233上形成第三導(dǎo)線235的剖視圖及頂部立體示意圖，其中第三導(dǎo)線235通過金屬沉積及金屬圖案化工藝形成。第三導(dǎo)線235自第二導(dǎo)線225朝上延伸，并填滿第三盲孔234，以形成直接接觸第二導(dǎo)線225的第三導(dǎo)電盲孔237，同時側(cè)向延伸于第三介電層233上。如圖28所示，第三導(dǎo)線235包括有第一端子墊238及第二端子墊239。第一端子墊238的墊尺寸及墊間距大于第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17的墊尺寸及墊間距，并與第一路由電路16的第二接觸墊169相符。第二端子墊239的墊尺寸及墊間距大于第一端子墊238的墊尺寸及墊間距，并與下一級互連結(jié)構(gòu)(如印刷電路板)相符。

此階段已完成互連板20的制作，其具有一凹穴205并包含有一散熱座21及一第二路由電路24。在此圖中，該第二路由電路24多層增層電路，其包括一第二介電層223、第二導(dǎo)線225、一第三介電層233及第三導(dǎo)線235，且電性耦接至散熱座21，以作為接地連接。該凹穴205延伸穿過第二路由電路24，以由上方顯露散熱座21的一選定部分。

圖29及30分別為圖17結(jié)構(gòu)接置于圖27互連板20上的剖視圖及頂部立體示意圖。將第二半導(dǎo)體元件17插入互連板20的凹穴205中，并通過導(dǎo)熱材料29(通常為導(dǎo)熱黏著劑)，將第二半導(dǎo)體元件17的非有源面173貼附至互連板20的散熱座21。通過與第二接觸墊169及第一端子墊238接觸的第二凸塊183，使互連板20的第二路由電路24電性耦接至次組體10的第一路由電路16。因此，第一凸塊181與第二半導(dǎo)體元件17的相加高度接近于凹穴205深度加上第二凸塊183高度的總和。

據(jù)此，如圖29及30所示，已完成的面朝面半導(dǎo)體組體100包括有一次組體10及將第二半導(dǎo)體元件17熱性導(dǎo)通至互連板20的散熱增益型構(gòu)件，其中該次組體10包括一加強層11、一定位件12、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16，而該互連板20包括一散熱座21及一第二路由電路24。

第一半導(dǎo)體元件13貼附至加強層11，且定位件12位于其非有源面133周圍，并與第一半導(dǎo)體元件13的四角相符。第一路由電路16電性耦接至第一半導(dǎo)體元件13，并側(cè)向延伸超過第一半導(dǎo)體元件13的外圍邊緣，同時側(cè)向延伸于平衡層15上，且平衡層15側(cè)向環(huán)繞第一半導(dǎo)體元件13。第二半導(dǎo)體元件17通過第一路由電路16及與第一路由電路16接觸的第一凸塊181，而與第一半導(dǎo)體元件13以面朝面的方式相互電性連接。如此一來，第一路由電路16可提供第一半導(dǎo)體元件13與第二半導(dǎo)體元件17間的最短互連距離，并對第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17提供第一級的扇出路由。第二路由電路24包括有側(cè)向延伸超過第一路由電路16外圍邊緣的第二導(dǎo)線225及第三導(dǎo)線235，并通過第二凸塊183電性耦接至第一路由電路16，以對第一路由電路16提供第二級的扇出路由。因此，第二路由電路24通過第一凸塊181、第一路由電路16及第二凸塊183，電性連接至第二半導(dǎo)體元件17。散熱座21不僅可作為第二路由電路24沉積于上的平臺，其亦可對第二半導(dǎo)體元件17提供散熱途徑。

[實施例2]

圖31-44為本發(fā)明第二實施方式的面朝面半導(dǎo)體組體制作方法圖，其形成另一方式的次組體。

為了簡要說明的目的，上述實施例1中任何可作相同應(yīng)用的敘述皆并于此，且無須再重復(fù)相同敘述。

圖31為犧牲載板19上形成初級導(dǎo)線161的剖視圖，其中初級導(dǎo)線161通過金屬沉積及金屬圖案化工藝形成。在此圖中，該犧牲載板19為單層結(jié)構(gòu)。該犧牲載板19通常由銅、鋁、鐵、鎳、錫、不銹鋼、硅或其他金屬或合金制成，但亦可使用任何其他導(dǎo)電或非導(dǎo)電材料制成。在本實施方式中，該犧牲載板19由含鐵材料所制成。

圖32為具有第一介電層163及第一盲孔164的剖視圖，其中第一介電層163層壓/涂布于犧牲載板19及初級導(dǎo)線161上，而第一盲孔164在第一介電層163中。第一介電層163接觸犧牲載板19及初級導(dǎo)線161，并由上方覆蓋且側(cè)向延伸于犧牲載板19及初級導(dǎo)線161上。第一盲孔164延伸穿過第一介電層163，并對準(zhǔn)初級導(dǎo)線161的選定部分。

圖33為第一介電層163上形成第一導(dǎo)線165的剖視圖，其中第一導(dǎo)線165通過金屬沉積及金屬圖案化工藝形成。第一導(dǎo)線165自初級導(dǎo)線161朝上延伸，并填滿第一盲孔164，以形成直接接觸初級導(dǎo)線161的第一導(dǎo)電盲孔167，同時側(cè)向延伸于第一介電層163上。

此階段已完成于犧牲載板19上形成第一路由電路16的工藝。在此圖中，第一路由電路16包括初級導(dǎo)線161、第一介電層163及第一導(dǎo)線165，并在其相對的第一表面101及第二表面103處提供電性接點。

圖34為第一半導(dǎo)體元件13由第一路由電路16的第一表面101電性耦接至第一路由電路16的剖視圖。所述第一半導(dǎo)體元件13的有源面131面向第一路由電路16，并可通過熱壓、回焊、或熱超音波接合技術(shù)，將第一半導(dǎo)體元件13經(jīng)由凸塊185電性耦接至第一路由電路16。

圖35為第一半導(dǎo)體元件13及第一路由電路16上形成平衡層15的剖視圖。該平衡層15由上方覆蓋第一半導(dǎo)體元件13及第一路由電路16，且環(huán)繞、同形披覆并覆蓋第一半導(dǎo)體元件13的側(cè)壁。

圖36為移除平衡層15上部區(qū)域后的剖視圖。由此，第一半導(dǎo)體元件13的非有源面133由上方顯露，并與平衡層15的頂部表面呈實質(zhì)上共平面。

圖37為加強層11貼附至第一半導(dǎo)體元件13上的剖視圖。加強層11通過黏著劑14，貼附于第一半導(dǎo)體元件13的非有源面133及平衡層15的頂部表面上。

圖38及39分別為移除犧牲載板19后的剖視圖及底部立體示意圖，其顯露第一路由電路16的第二表面103。犧牲載板19可通過各種方式移除，包括使用酸性溶液(如氯化鐵、硫酸銅溶液)或堿性溶液(如氨溶液)的濕蝕刻、電化學(xué)蝕刻、或在機械方式(如鉆孔或端銑)后再進(jìn)行化學(xué)蝕刻。在此實施方式中，由含鐵材料所制成的犧牲載板19可通過化學(xué)蝕刻溶液移除，其中化學(xué)蝕刻溶液于銅與鐵間具有選擇性，以避免移除犧牲載板19時導(dǎo)致銅形成的初級導(dǎo)線161遭蝕刻。如圖39所示，初級導(dǎo)線161包括有第一接觸墊168及第二接觸墊169。第二接觸墊169的墊尺寸及墊間距大于第一接觸墊168的墊尺寸及墊間距。因此，第一接觸墊168可提供另一半導(dǎo)體元件連接用的電性接點，而第二接觸墊169可提供連接下一級互連結(jié)構(gòu)的電性接點。

此階段已完成次組體10的制作，其包括一加強層11、第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。

圖40及41分別為第二半導(dǎo)體元件17由第一路由電路16的第二表面103電性耦接至第一路由電路16的剖視圖及底部立體示意圖。所述第二半導(dǎo)體元件17的有源面171面向第一路由電路16，并通過第一凸塊181電性耦接至初級導(dǎo)線161的第一接觸墊168。

圖42為圖40的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割成個別單件的剖視圖。如圖所示，沿著切割線“L”，將面板尺寸結(jié)構(gòu)單離成個別的單件，其中每一單件將第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至具有切割后尺寸的次組體10。

圖43為具有第二半導(dǎo)體元件17及個別次組體10的個別單件剖視圖，其中該次組體10包括一加強層11、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17以相互面朝面的方式，分別接置于第一路由電路16的相對第一表面101及第二表面103。第一路由電路16可提供第一半導(dǎo)體元件13與第二半導(dǎo)體元件17間的最短互連距離，并對第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17提供第一級的扇出路由。

圖44為圖43結(jié)構(gòu)接置于圖27互連板20上的剖視圖。將第二半導(dǎo)體元件17插入互連板20的凹穴205中，并通過導(dǎo)熱材料29(通常為導(dǎo)熱黏著劑)，將第二半導(dǎo)體元件17的非有源面173貼附至互連板20的散熱座21。通過與第二接觸墊169及第一端子墊238接觸的第二凸塊183，使互連板20的第二路由電路24電性耦接至次組體10的第一路由電路16。

據(jù)此，如圖44所示，已完成的面朝面半導(dǎo)體組體200包括一加強層11、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15、一第一路由電路16、一第二半導(dǎo)體元件17及一互連板20。

第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17通過覆晶接合方式，面朝面地分別接置于第一路由電路16的相對第一表面101及第二表面103。第一路由電路16不僅提供第一半導(dǎo)體元件13與第二半導(dǎo)體元件17間的最短互連距離，其亦對第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17提供初級的扇出路由。平衡層15覆蓋第一半導(dǎo)體元件13的側(cè)壁及第一路由電路16的第一表面101。加強層11貼附至第一半導(dǎo)體元件13及平衡層15，并提供機械支撐力，以避免次組體10發(fā)生彎翹情況。在使用具高導(dǎo)熱率的加強層11的實施方式中，該加強層11還可對第一半導(dǎo)體元件13提供散熱?；ミB板20具有一凹穴205，以容置第二半導(dǎo)體元件17，且包括有一散熱座21及一第二路由電路24，該散熱座21與第二半導(dǎo)體元件17熱性導(dǎo)通，而該第二路由電路24由第一路由電路16的第二表面103電性耦接至第一路由電路16。第二路由電路24可提供進(jìn)一步的扇出路由/互連，以放大第一路由電路16的墊尺寸及墊間距，俾可與下一級組體相符。

[實施例3]

圖45-52為本發(fā)明第三實施方式的面朝面半導(dǎo)體組體制作方法圖，其形成另一實施方式的次組體。

為了簡要說明的目的，上述實施例中任何可作相同應(yīng)用的敘述皆并于此，且無須再重復(fù)相同敘述。

圖45為第一路由電路16可拆分地接置于犧牲載板19上的剖視圖。在此圖中，該犧牲載板19為雙層結(jié)構(gòu)，其包括一支撐板191及沉積于支撐板191上的一阻擋層192。該第一路由電路16與圖33所示結(jié)構(gòu)相同，并形成于阻擋層192上。阻擋層192可具有0.001至0.1毫米的厚度，且可為一金屬層，其中該金屬層可在化學(xué)移除支撐板191時抵抗化學(xué)蝕刻，并可在不影響初級導(dǎo)線161下移除該金屬層。舉例說明，當(dāng)支撐板191及初級導(dǎo)線161由銅制成時，該阻擋層192可由錫或鎳制成。此外，除了金屬材料外，阻擋層192亦可為一介電層，如可剝式積層膜(peelable laminate film)。在此實施例中，支撐板191為銅板，且阻擋層192為厚度5微米的鎳層。

圖46為第一半導(dǎo)體元件13電性耦接至第一路由電路16且加強層11貼附至第一半導(dǎo)體元件13上的剖視圖。第一半導(dǎo)體元件13通過凸塊185電性耦接至第一路由電路16。加強層11通過黏著劑14貼附于第一半導(dǎo)體元件13上。

圖47為加強層11及第一路由電路16上形成平衡層15的剖視圖。該平衡層15由上方覆蓋加強層11及第一路由電路16，且環(huán)繞、同形披覆并覆蓋第一半導(dǎo)體元件13及加強層11的側(cè)壁。

圖48為移除平衡層15上部區(qū)域及犧牲載板19后的剖視圖。加強層11由上方顯露，并與平衡層15在頂部表面處呈實質(zhì)上共平面。在此，可通過堿性蝕刻溶液來移除由銅制成的支撐板191，接著，可通過酸性蝕刻溶液來移除由鎳制成的阻擋層192，以由下方顯露第一路由電路16。在阻擋層192為可剝式積層膜(peelable laminate film)的另一實施方式中，該阻擋層192可通過機械剝離或等離子體灰化(plasma ashing)方式來移除。

此階段已完成次組體10的制作，其包括加強層11、第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。

圖49為第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至第一路由電路16的剖視圖。第二半導(dǎo)體元件17通過第一凸塊181而電性耦接至初級導(dǎo)線161的第一接觸墊168。

圖50為將圖49的面板尺寸結(jié)構(gòu)切割成個別單件的剖視圖。如圖所示，沿著切割線“L”，將面板尺寸結(jié)構(gòu)單離成個別的單件，其中每一單件將第二半導(dǎo)體元件17電性耦接至具有切割后尺寸的次組體10。

圖51為具有第二半導(dǎo)體元件17及次組體10的個別單件剖視圖，其中該次組體10包括一加強層11、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17面朝面地分別接置于第一路由電路16的相對第一表面101及第二表面103。第一路由電路16提供第一半導(dǎo)體元件13與第二半導(dǎo)體元件17間的最短互連距離，且對第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17提供第一級的扇出路由。

圖52為圖51結(jié)構(gòu)接置于圖27互連板20上的剖視圖。將第二半導(dǎo)體元件17插入互連板20的凹穴205中，并通過導(dǎo)熱材料29(通常為導(dǎo)熱黏著劑)，將第二半導(dǎo)體元件17的非有源面173貼附至互連板20的散熱座21。通過與初級導(dǎo)線161及第三導(dǎo)線235接觸的第二凸塊183，使互連板20的第二路由電路24電性耦接至次組體10的第一路由電路16。

據(jù)此，如圖52所示，已完成的面朝面半導(dǎo)體組體300包括一次組體10、一第二半導(dǎo)體元件17及一互連板20。該第二半導(dǎo)體元件17及該互連板20電性耦接至該次組體10，且互連板20側(cè)向延伸超過次組體10的外圍邊緣。

次組體10包括一加強層11、一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15及一第一路由電路16。第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17通過覆晶接合方式，面朝面地分別接置于第一路由電路16的相對第一表面101及第二表面103。加強層11貼附至第一半導(dǎo)體元件13上。平衡層15側(cè)向環(huán)繞加強層11與第一半導(dǎo)體元件13的側(cè)壁，且覆蓋第一路由電路16的第一表面101。互連板20具有一凹穴205，且包含有一散熱座24及一第二路由電路24。第二半導(dǎo)體元件17位于凹穴205中，并與散熱座21熱性導(dǎo)通。第二路由電路24通過第一路由電路16電性連接至第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17。

[實施例4]

圖53-57為本發(fā)明第四實施方式的面朝面半導(dǎo)體組體制作方法圖，其包括有另一實施方式的次組體。

為了簡要說明的目的，上述實施例中任何可作相同應(yīng)用的敘述皆并于此，且無須再重復(fù)相同敘述。

圖53為第二介電層223層壓/涂布于散熱座21上的剖視圖。第二介電層223由上方接觸且覆蓋散熱座21的一選定部分。

圖54為通過金屬沉積及金屬圖案化工藝于第二介電層223上形成第二導(dǎo)線225的剖視圖。第二導(dǎo)線225側(cè)向延伸于第二介電層223上。

圖55為具有第三介電層233及第三盲孔234的剖視圖，其中第三介電層233層壓/涂布于第二介電層223/第二導(dǎo)線225上，而第三盲孔234于第三介電層233中。第三介電層233由上方接觸并覆蓋第二介電層223/第二導(dǎo)線225。第三盲孔234延伸穿過第三介電層233，以由上方顯露第二導(dǎo)線225的選定部分。

圖56為第三介電層233上形成第三導(dǎo)線235的剖視圖，其中第三導(dǎo)線235通過金屬沉積及金屬圖案化工藝形成。第三導(dǎo)線235自第二導(dǎo)線225朝上延伸，并填滿第三盲孔234，以形成直接接觸第二導(dǎo)線225的第三導(dǎo)電盲孔237，同時側(cè)向延伸于第三介電層233上。

此階段已完成互連板20的制作，其具有一凹穴205并包含有一散熱座21及一第二路由電路24。該凹穴205延伸穿過第二路由電路24，并可容置電性耦接至次組體10的第二半導(dǎo)體元件17。于此圖中，該第二路由電路24多層增層電路，其包括一第二介電層223、第二導(dǎo)線225、一第三介電層233及第三導(dǎo)線235。

圖57為一面朝面構(gòu)件接置于圖56互連板20上的剖視圖。該面朝面構(gòu)件可通過移除圖35中的犧牲載板19并將面板尺寸結(jié)構(gòu)切割成個別單件而獲得。將第二半導(dǎo)體元件17插入互連板20的凹穴205中，并通過導(dǎo)熱材料29(通常為導(dǎo)熱黏著劑)，將第二半導(dǎo)體元件17的非有源面173貼附至互連板20的散熱座21。通過與初級導(dǎo)線161及第三導(dǎo)線235接觸的第二凸塊183，使互連板20的第二路由電路24電性耦接至次組體10的第一路由電路16。

據(jù)此，如圖57所示，已完成的面朝面半導(dǎo)體組體400包括一第一半導(dǎo)體元件13、一平衡層15、一第一路由電路16、一第二半導(dǎo)體元件17、一散熱座21及一第二路由電路24。

第一路由電路16可對第一半導(dǎo)體元件13及第二半導(dǎo)體元件17提供初級扇出路由及最短互連距離。平衡層15包覆第一半導(dǎo)體元件13，并對第一半導(dǎo)體元件13及第一路由電路16提供高模數(shù)抗彎平臺。散熱座21提供第二半導(dǎo)體元件17散熱的途徑，并同時對次組體10及第二路由電路24提供另一高模數(shù)抗彎平臺。第二路由電路24側(cè)向延伸超過第一路由電路16的外圍邊緣，并電性耦接至第一路由電路16，以提供進(jìn)一步的扇出路由。

上述半導(dǎo)體組體僅為說明范例，本發(fā)明尚可通過其他多種實施例實現(xiàn)。此外，上述實施例可基于設(shè)計及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實施例混合搭配使用。接置于互連板上的次組體可包括多個第一半導(dǎo)體元件且可電性耦接至多個第二半導(dǎo)體元件，而第二半導(dǎo)體元件可獨自使用一凹穴，或與其他晶第二半導(dǎo)體元件共享一凹穴。舉例來說，一凹穴可容納單一第二半導(dǎo)體元件，且互連板可包括排列成陣列形狀的多個凹穴以容納多個第二半導(dǎo)體元件?；蛘?，單一凹穴內(nèi)能放置數(shù)個第二半導(dǎo)體元件。同樣地，次組體可獨自使用一互連板，或與其他次組體共享一互連板。例如，可將單一次組體電性連接至互連板?；蛘撸瑢?shù)個次組體耦接至一互連板。舉例來說，可將四枚排列成2x2陣列的次組體耦接至一互連板，并且該互連板的第二路由電路可包括額外的端子墊，以接收額外次組體接墊。

如上述實施方式所示，本發(fā)明建構(gòu)出一種獨特的面朝面半導(dǎo)體組體，其包括一第一半導(dǎo)體元件、一平衡層、一第一路由電路、一第二半導(dǎo)體元件、一選擇性加強層及一互連板，且該互連板具有一散熱座及位于該散熱座上的一第二路由電路。為方便下文描述，在此將第一路由電路第一表面所面向的方向定義為第一方向，而第一路由電路第二表面所面向的方向定義為第二方向。

第一及第二半導(dǎo)體元件通過兩者間的第一路由電路，以面朝面的方式相互電性連接。第一及第二半導(dǎo)體元件可為已封裝或未封裝的芯片。舉例來說，第一及第二半導(dǎo)體元件可為裸芯片，或是晶圓級封裝晶粒等。于一較佳實施方式中，可通過下述步驟制成將第一半導(dǎo)體元件電性耦接至第一路由電路的次組體：將第一半導(dǎo)體元件由第一路由電路的第一表面電性耦接至該第一路由電路，其中第一路由電路可拆分式地接置于一犧牲載板上；提供一平衡層于第一路由電路的第一表面上；以及移除犧牲載板，以顯露第一路由電路的第二表面。在此，可利用現(xiàn)有覆晶接合工藝(如熱壓或回焊等)，通過凸塊將第一半導(dǎo)體元件電性耦接至第一路由電路。同樣地，第二半導(dǎo)體元件亦可利用現(xiàn)有的覆晶接合工藝，通過設(shè)置于第一路由電路第二表面處的凸塊電性耦接至次組體。該犧牲載板可于形成平衡層后，通過化學(xué)蝕刻或機械剝離方式自第一路由電路移除。較佳為，該次組體以面板尺寸制備，接著再切割成個別單件。此外，可于提供平衡層前或提供平衡層后，通過黏著劑，將一加強層貼附至第一半導(dǎo)體元件。在散熱增益型的實施方式中，較佳使用導(dǎo)熱黏著劑，以將具導(dǎo)熱性的加強層貼附至第一半導(dǎo)體元件。據(jù)此，該加強層不僅可對次組體提供機械支撐力，其亦可提供第一半導(dǎo)體元件散熱的途徑。另外，該次組體亦可通過另一工藝方式制備，其包括下述步驟：通過黏著劑，將第一半導(dǎo)體元件貼附至加熱層(若使用具導(dǎo)熱性的加強層，該黏著劑通常為導(dǎo)熱黏著劑)；提供平衡層于加強層上；以及形成第一路由電路于第一半導(dǎo)體元件及平衡層上，并使第一半導(dǎo)體元件由第一路由電路的第一表面電性耦接至第一路由電路。在此工藝中，第一路由電路可直接通過增層工藝而電性耦接至第一半導(dǎo)體元件。此外，可提供定位件以確保第一半導(dǎo)體元件置放于加強層上的準(zhǔn)確度。更具體地說，定位件由加強層的一表面凸起，而第一半導(dǎo)體元件利用定位件側(cè)向?qū)?zhǔn)第一半導(dǎo)體元件外圍邊緣的方式貼附至加強層上。由于定位件朝第二方向延伸超過第一半導(dǎo)體元件的非有源面，并且靠近第一半導(dǎo)體元件的外圍邊緣，因而可避免第一半導(dǎo)體元件發(fā)生不必要位移。由此，可確保第一路由電路互連至第一半導(dǎo)體元件時有較高的生產(chǎn)良率。

定位件可具有防止第一半導(dǎo)體元件發(fā)生不必要位移的各種圖案。舉例來說，定位件可包括一連續(xù)或不連續(xù)的凸條、或是凸柱陣列。或者，定位件可側(cè)向延伸至加強層的外圍邊緣，且其內(nèi)周圍邊緣與第一半導(dǎo)體元件的外圍邊緣相符。具體來說，定位件可側(cè)向?qū)?zhǔn)第一半導(dǎo)體元件的四側(cè)邊，以定義出與第一半導(dǎo)體元件形狀相同或相似的區(qū)域，并且避免第一半導(dǎo)體元件的側(cè)向位移。舉例來說，定位件可對準(zhǔn)并符合第一半導(dǎo)體元件的四側(cè)邊、兩對角、或四角，以限制第一半導(dǎo)體元件發(fā)生側(cè)向位移。此外，定位件(位于第一半導(dǎo)體元件的非有源面周圍)較佳具有5至200微米的高度。

互連板側(cè)向延伸超過次組體的外圍邊緣，且較佳具有延伸穿過第二路由電路的凹穴，以顯露散熱座的一選定部分，并用以容納第二半導(dǎo)體元件。該散熱座可通過導(dǎo)熱材料貼附至第二半導(dǎo)體元件，以提供第二半導(dǎo)體元件散熱的途徑。第二路由電路可通過凸塊(而非直接通過增層工藝)電性耦接至第一路由電路。較佳為，與第二路由電路接觸的凸塊高度大于與第二半導(dǎo)體元件接觸的凸塊，但小于與第二半導(dǎo)體元件接觸的凸塊高度加上第二半導(dǎo)體元件高度的結(jié)合高度。更具體地說，與第二半導(dǎo)體元件接觸的凸塊高度加上第二半導(dǎo)體元件高度的結(jié)合高度，可實質(zhì)上相等于凹穴深度加上與第二路由電路接觸的凸塊高度。

第一及第二路由電路可為不具核心層的增層電路。此外，第一路由電路側(cè)向延伸超過第一及第二半導(dǎo)體元件的外圍邊緣，而第二路由電路則側(cè)向延伸超過第一路由電路的外圍邊緣。據(jù)此，第二路由電路的表面積可大于第一路由電路的表面積。較佳為，第一及第二路由電路為多層結(jié)構(gòu)的增層電路，且各自包括至少一介電層及導(dǎo)線，其中導(dǎo)線填滿介電層中的盲孔，并側(cè)向延伸于介電層上。介電層與導(dǎo)線連續(xù)輪流形成，且需要的話可重復(fù)形成。

第一路由電路可對第一及第二半導(dǎo)體元件提供扇出路由/互連及最短互連距離。具體地說，與第一及第二半導(dǎo)體元件的墊尺寸及墊間距相比，第一路由電路的第二表面處導(dǎo)線較佳具有較大的墊尺寸及墊間距。舉例來說，第一路由電路的第一表面處可包含有連接第一半導(dǎo)體元件的頂部導(dǎo)線，而第二表面處可包含有連接第二半導(dǎo)體元件及第二路由電路的底部導(dǎo)線。在此，頂部導(dǎo)線可通過導(dǎo)電盲孔或內(nèi)層導(dǎo)線而與底部導(dǎo)線電性連接。于一較佳實施例中，第二表面處的底部導(dǎo)線具有連接芯片用的第一接觸墊及連接下一級路由電路的第二接觸墊，其中第一接觸墊的墊尺寸及墊間距與第二半導(dǎo)體元件的I/O墊相符，而第二接觸墊的墊尺寸及墊間距則大于第一接觸墊及第一/第二半導(dǎo)體元件I/O墊的墊尺寸及墊間距，并與第二路由電路的第一端子墊相符。據(jù)此，第二半導(dǎo)體元件可電性耦接至第一接觸墊，而第二路由電路則互連至第二接觸墊?；蛘?，第一路由電路可包含接觸第一半導(dǎo)體元件的導(dǎo)線，其自第一半導(dǎo)體元件延伸，并填滿介電層中的盲孔，以形成與第一半導(dǎo)體元件電性接觸的導(dǎo)電盲孔，同時側(cè)向延伸于介電層上，以提供用于連接第二半導(dǎo)體元件的第一接觸墊及墊尺寸及墊間距大于第一/第二半導(dǎo)體元件的第二接觸墊。

第二路由電路可提供進(jìn)一步地扇出路由/互連，以放大第一路由電路的墊尺寸及墊間距。更具體地說，第二路由電路可包括一介電層及導(dǎo)線，其中介電層位于散熱座上，而導(dǎo)線側(cè)向延伸于第二路由電路的介電層上。第二路由電路的最外層導(dǎo)線可具有用于連接第一路由電路的第一端子墊以及用于連接下一級組體或另一電子元件的第二端子墊，其中第一端子墊的墊尺寸及墊間距與第一路由電路的第二接觸墊相符，而第二端子墊的墊尺寸及墊間距則大于第一端子墊的墊尺寸及墊間距。據(jù)此，第二路由電路的第一端子墊可電性耦接至第一路由電路的第二接觸墊，而第二端子墊則可容置導(dǎo)電接點，例如焊球，以與下一級組體或另一電子元件電性傳輸及機械性連接。此外，第二路由電路亦可通過直接接觸散熱座的導(dǎo)電盲孔，電性耦接至散熱座，以作為接地連接。

“覆蓋”一詞意指于垂直及/或側(cè)面方向上不完全以及完全覆蓋。例如，在凹穴朝上的狀態(tài)下，散熱座于下方覆蓋第二半導(dǎo)體元件，不論另一元件例如導(dǎo)熱材料是否位于第二半導(dǎo)體元件與散熱座之間。

“貼附于…上”一詞包括與單一或多個元件間的接觸與非接觸。例如，散熱座貼附于第二半導(dǎo)體元件的非有源面上，不論此散熱座是否與第二半導(dǎo)體元件以一導(dǎo)熱材料相隔。

“對準(zhǔn)”一詞意指元件間的相對位置，不論元件之間是否彼此保持距離或鄰接，或一元件插入且延伸進(jìn)入另一元件中。例如，當(dāng)假想的水平線與定位件及第一半導(dǎo)體元件相交時，定位件即側(cè)向?qū)?zhǔn)于第一半導(dǎo)體元件，不論定位件與第一半導(dǎo)體元件之間是否具有其他與假想的水平線相交的元件，且不論是否具有另一與第一半導(dǎo)體元件相交但不與定位件相交、或與定位件相交但不與第一半導(dǎo)體元件相交的假想水平線。同樣地，第二半導(dǎo)體元件對準(zhǔn)于互連板的凹穴。

“靠近”一詞意指元件間之間隙的寬度不超過最大可接受范圍。如本領(lǐng)域公知常識，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體元件以及定位件間之間隙不夠窄時，由于第一半導(dǎo)體元件于間隙中的側(cè)向位移而導(dǎo)致的位置誤差可能會超過可接受的最大誤差限制。在某些情況下，一旦第一半導(dǎo)體元件的位置誤差超過最大極限時，則不可能使用激光束對準(zhǔn)第一半導(dǎo)體元件的預(yù)定位置，而導(dǎo)致第一半導(dǎo)體元件以及路由電路間的電性連接失敗。根據(jù)第一半導(dǎo)體元件的接觸墊的尺寸，于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可經(jīng)由試誤法以確認(rèn)第一半導(dǎo)體元件以及定位件間的間隙的最大可接受范圍，以確保路由電路的導(dǎo)電盲孔與第一半導(dǎo)體元件的I/O墊對準(zhǔn)。由此，“定位件靠近第一半導(dǎo)體元件的外圍邊緣”的用語是指第一半導(dǎo)體元件的外圍邊緣與定位件間的間隙窄到足以防止第一半導(dǎo)體元件的位置誤差超過可接受的最大誤差限制。舉例來說，第一半導(dǎo)體元件與定位件間的間隙可約于5微米至50微米的范圍內(nèi)。

“電性連接”、以及“電性耦接”的詞意指直接或間接電性連接。例如，第二路由電路的最外層導(dǎo)線(背對散熱座)直接接觸并且電性連接至第一凸塊，而第二路由電路的最內(nèi)層導(dǎo)線(鄰近于散熱座)與第一凸塊保持距離，并且通過內(nèi)層導(dǎo)線而電性連接至第一凸塊。

“第一方向”及“第二方向”并非取決于半導(dǎo)體組體的定向，凡熟悉此項技藝的人士即可輕易了解其實際所指的方向。例如，第一路由電路的第一表面面朝第一方向，而第一路由電路的第二表面面朝第二方向，此與半導(dǎo)體組體是否倒置無關(guān)。因此，該第一及第二方向彼此相反且垂直于側(cè)面方向。再者，在凹穴朝上的狀態(tài)，第一方向為向上方向，第二方向為向下方向；在凹穴朝上下的狀態(tài)，第一方向為向下方向，第二方向為向上方向。

本發(fā)明的半導(dǎo)體組體具有許多優(yōu)點。舉例來說，將第一及第二半導(dǎo)體元件面朝面地接置于第一路由電路的相對兩側(cè)上，可于第一半導(dǎo)體元件與第二半導(dǎo)體元件間提供最短的互連距離。第一路由電路可對第一及第二半導(dǎo)體元件提供第一級的扇出路由/互連，而第二路由電路可提供第二級的扇出路由/互連。次組體的第一路由電路可通過凸塊接置于互連板的第二路由電路處，由于第二路由電路不是直接通過增層工藝電性耦接至第一路由電路，故此簡化的工藝步驟可降低制作成本。散熱座可提供第二半導(dǎo)體元件的散熱、電磁屏蔽、以及濕氣阻擋，并且提供次組體及第二路由電路的機械性支撐。通過此方法制備成的半導(dǎo)體組體為可靠度高、價格低廉、且非常適合大量制造生產(chǎn)。

本發(fā)明的制作方法具有高度適用性，且以獨特、進(jìn)步的方式結(jié)合運用各種成熟的電性及機械性連接技術(shù)。此外，本發(fā)明的制作方法不需昂貴工具即可實施。因此，相較于傳統(tǒng)技術(shù)，此制作方法可大幅提升產(chǎn)量、良率、效能與成本效益。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。