Способ соединения многоуровневых полупроводниковых устройств

Способ соединения многоуровневых полупроводниковых устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления, описанные здесь, как правило, относятся к многоуровневому способу изготовления и электрическому межсоединению в микроэлектронных устройствах.

Уровень техники

Многоуровневые полупроводниковые приборы включают в себя множество кристаллов, установленные друг над другом и скрепленные электрическими соединениями, расположенными между ними. В одном примере, многоуровневое устройство образовано из двух или более пластин (включающие в себя множество кристаллов на них), которые соединены друг с другом на границе раздела между двумя или более пластин. Соединенные пластины разделены на кристаллы и соединены проволокой, образуя множество устройств.

В некоторых примерах, некоторые кристаллы (например, микросхемы на кристаллах) пластин неисправны и непригодны для использования. Эти дефектные кристаллы находятся в многоуровневых полупроводниковых приборах по причине наличия соединений между пластинами, что является причиной выхода из строя устройства, которое не может использоваться даже там, где многие другие кристаллы в устройстве являются полностью работоспособными. Соответственно, данный недостаток пластины уменьшает общий объем выпуска работоспособных многоуровневых устройств.

В других примерах, межсоединения между кристаллами в пределах многоуровневого полупроводникового устройства осуществляются посредством проводных соединений между различными уровнями. Например, два или более полупроводниковых кристалла установлены друг над другом (например, скреплены) на подложке и электрические провода проходят вдоль проводной контактной площадки полупроводникового кристалла подложки. На подложке электрические межсоединения дополнительное направляются в массив шариковых выводов на другой стороне подложки. Многоуровневый полупроводниковый кристалл запрессован для защиты как кристалла и электрических проводов. Электрические провода обеспечивают косвенное взаимодействие между двумя или более уровнями многоуровневого устройства. Косвенное взаимодействие между двумя или более уровнями посредством соединительных проводов ограничивает передачу данных и мощность (например, скорость передачи данных и соответствующие характеристики).

Кроме того, использование подложки и крышки отливной формы на уложенных друг на друга кристаллах, увеличивает высоту (высота z) многоуровневого устройства.

Таким образом, необходимо использовать улучшенные способы изготовления многоуровневых устройств и быстродействующие способы межсоединения уровней, что позволит решить эти и другие технические задачи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является видом в поперечном разрезе многоуровневого полупроводникового устройства, включающее в себя межуровневые соединения, простирающиеся через кромку, что латерально простираются из кристалла.

Фиг. 2 представляет собой детальный вид в разрезе многоуровневого полупроводникового устройства, показанного на фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему алгоритма, показывающую один пример способа изготовления многоуровневого полупроводникового устройства.

Фиг. 4 представляет собой таблицу, показывающую различия в высоте полупроводниковых приборов.

Фиг. 5 показывает блок-схему алгоритма, показывающую один пример способа изготовления многоуровневого полупроводникового устройства.

Фиг. 6 представляет собой таблицу сравнения Z высоты полупроводникового устройства, включающее в себя проводное соединение, и полупроводникового устройства, включающее в себя переходные отверстия в пределах латеральных кромок.

Фиг. 7 является блок-схемой алгоритма, показывающей другой пример способа изготовления многоуровневого полупроводникового устройства.

Фиг. 8 показывает блок-схему алгоритма, показывающую еще один пример способа для изготовления многоуровневого полупроводникового устройства.

Фиг. 9 представляет собой вид в поперечном сечении другого примера многоуровневого полупроводникового устройства, включающего в себя переходные отверстия, проходящие через одну или более латеральных кромок.

Фиг. 10 представляет собой блок-схему алгоритма, показывающую другой пример способа для изготовления многоуровневого полупроводникового устройства.

Фиг. 11 представляет собой принципиальную схему электронной системы, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

Описание вариантов осуществления

В следующем описании и на чертежах достаточно ясно проиллюстрированы конкретные варианты осуществления, чтобы дать возможность специалистам в данной области их реализовать. Другие варианты осуществления могут включать в себя структурные, логические, электрические, процессы и другие изменения. Части и признаки некоторых вариантов осуществления могут быть включены в состав или замещены на аналогичные из других вариантов осуществления. Варианты осуществления, изложенные в формуле изобретения, охватывают все доступные эквиваленты этих пунктов формулы изобретения.

На фиг. 1 показан пример полупроводникового устройства 100, включающее в себя множество кристаллов 102. Как показано, например, на фиг. 1, полупроводниковое устройство 100 включает в себя, по меньшей мере, первый кристалл 104 и второй кристалл 106. Как показано, первый и второй кристаллы 104, 106 соединены по верхней и нижней поверхностям соответствующего кристалла. Как дополнительно показано на фиг. 1, полупроводниковый прибор 100 включает в себя одну или несколько кромок 108, простирающиеся латерально, например, в соответствии с латеральным расстоянием 110 кромки от каждого из кристалла 102. В качестве примера, как показано по отношению к первому и второму кристаллам 104, 106, соответствующие кромки 108 простираются в поперечном направлении от соответствующих краев первого и второго кристаллов 104, 106.

В одном примере, кромки 108 выполнены, но не ограничиваясь этим, из полимерного материала, такого как диэлектрической формовочной массы, выполненной с возможностью покрывать первый и второй кристаллы 104, 106 и, соответственно, защитить кристаллы. В другом примере, первый и второй кристаллы 104, 106 выполнены, но не ограничиваясь этим, из более ударопрочных материалов, чем формовочная масса, используемая на кромке 108. Например, первый и второй кристалле 104, 106 изготовлены из кремния. В другом примере, кромки 108 выполнены из более мягкого полимера (например, низкомодульный упругий материал), выполненный с возможностью защищать первый и второй кристаллы 104, 106 полупроводникового устройства 100. Чем мягче полимерный материал кромки 108, тем легче его разрезать, как описано здесь (например, лазерным сверлом, механическим сверлом, FIB системой, травлением или тому подобное)

Обращаясь снова к фиг. 1, как показано, множество переходных отверстий 112 простираются через один или более кристаллов 102. Как будет описано в данном описании, проводящие переходные отверстия 112 обеспечивает возможность взаимодействия и передачи данных между каждым из кристаллов 102, а также внешней схемой, включающей в себя, но не ограничиваясь этим, массив 114 шариковых выводов, корпус LGA, матрицу штырьковых контактов или т.п., расположенные вдоль поверхности полупроводниковое устройство 100. Как показано на поперечном сечении, показанного на фиг. 1, множество переходных отверстий 112 находится на кромках 108, в отличие от первого и второго кристаллов 104, 106. Как будет описано здесь, переходные отверстия 112 в одном примере, образованы после укладки кристалла 102 друг на друга в конфигурации, показанной на фиг. 1. Например, переходные отверстия 112 просверлены в кромках 108, например, посредством одного или более механического, химического (литографией) или лазерного способа сверления.

Как будет описано дополнительно далее, каждый из кристаллов 102 в одном примере включает в себя уровень перераспределения, например структурированную последовательность из проводящих дорожек, расположенных смежно с каждым из кристаллов 102. Уровень перераспределения простирается по контуру кристалла 102 до кромки 108. Проводящие дорожки, образованные вдоль уровня перераспределения, выполнены с возможностью соединяться с переходными отверстиями 112. Соответственно, каждый из кристаллов 102 полупроводникового прибора 100 может взаимодействовать через переходные отверстия 112 с одним или несколькими другими кристаллами 102 и, возможно, с массивом 114 шариковых выводов. Предоставляя кромки 108 для каждого из кристалла 102 и соответствующих переходных отверстий 112 в нем, обеспечивается прямое соединение между одним или более кристаллом 102 и массивом 114 шариковых выводов, в отличие от косвенного соединения, которое обеспечивается проводным соединением с одним или более кристаллов, покрытых в формовочным колпачком (имеет такой размер, чтобы инкапсулировать свободные провода), и нижележащую подложку с массивом шариковых выводов. То есть, в одном примере кромки 108, выступающие из множества кристаллов 102 (например, в соответствии с размерностью бокового выступа 110 кромки) обеспечивает механизм для компактного приема множества переходных отверстий 112, которые позволяют обеспечить прямое соединение между кристаллами 102 полупроводникового устройства 100 без необходимости использования формовочного колпачка, покрывающего проводные соединения множества кристаллов 102 и подложки или тому подобное для обеспечения такой связи. Соответственно, высота полупроводникового прибора 100 (например, высота Z) существенно меньше, чем высота полупроводникового прибора, включающего в себя множество соединенных между собой кристаллов посредством проводного соединения, и затем инкапсулируются в формованном колпачке, и имеющее нижележащую подложку. Например, в некоторых примерах, высота Z обеспечивает уменьшение высоты полупроводникового прибора 100, имеющее переходные отверстия 112, находящиеся на кромке 108, может достигать 0,2 мм относительно сопоставимого устройства, имеющего проводные соединения. Обращаясь снова к фиг. 1, как дополнительно показано, полупроводниковый прибор 100 в одном примере включает в себя массив 114 шариковых выводов, включающий в себя множество припаечных шариков 116, расположенных вдоль одного или более кристаллов 102. В примере, показанном на фиг. 1, первый кристалл 104 (например, уровень перераспределения первого кристалла 104, описанного здесь) непосредственно соединен с припаечными шариками 116. Соответственно, передача данных для каждого из кристаллов 102 через переходные отверстия 112, соответственно осуществляется первым кристаллом 104 и любые другие кристаллы 102 через переходные отверстия 112. Припаечные шарики 116, предусмотренные в массиве 114 шариковых выводов, обеспечивают ввод и вывод в и из полупроводникового прибора 100, в то же время, избегая необходимости использовать подложку, лежащую в основе множества кристаллов 102 для приема информации и передачи информации из полупроводникового устройства. То есть, путем непосредственного соединения массива 114 шариковых выводов с уровнем перераспределения первого кристалла 104, нет необходимости использовать подложку, которая применяется в некоторых полупроводниковых приборах, для полупроводникового прибора 100, показанного на фиг. 1, таким образом, обеспечивается дополнительная экономия пространства и формируется более компактное устройство. Предоставляя множество переходных отверстий 112 через кромки 108 вместе с массивом 114 шариковых выводов, обеспечивая непосредственное соединение вдоль первого кристалла 104 для высокоскоростной передачи в пределах (и в и из) полупроводникового прибора 100, что уменьшает в то же время общую высоту полупроводникового устройства 100 до минимума.

Обращаясь теперь к фиг. 2, где показан более детальный вид в поперечном разрезе полупроводникового устройства 100, ранее показанного на фиг. 1. В подробном представлении на фиг. 2, множество кристаллов 102 снова показаны в многоуровневой конфигурации, и каждый из кристаллов 102 включают в себя соответствующую кромку 108, простирающуюся латерально, например, в соответствии с боковым выступом 110 кромки, от кристалла 102. В одном из примеров, каждый из кристаллов 102 является частью матрицы 201 в сборе, включающую в себя соответствующий кристалл 102, кромку 108 и уровень 202 перераспределения, как описано здесь (и, возможно, прессмассу 200).

Как показано на фиг. 2, предусмотрено множество переходных отверстий 112, расположенных на кромке 108, которые проходит непрерывно между кристаллами 102. В другом примере одно или более из переходных отверстий 112 простираются через одну или несколько из кромок 108 для обеспечения связи между двумя или более кристаллами 102 полупроводникового устройства 100 или между кристаллом 102 и массивом шариковых выводов (через уровень 202 перераспределения). То есть, переходные отверстия 112 расположены на кромках 108, простирающиеся частично или полностью через стек кристаллов в сборе 201. Другие переходные отверстия 112, предусмотренные на кромках 108, простираются через два или более кромок 108, чтобы соответствующим образом обеспечить связь между двумя или более кристаллами 102 многоуровневого полупроводникового прибора 100. Переходные отверстия 112 в одном из примеров, просверлены с обеих сторон кромки 108, например, через верхнюю поверхность 203 и нижнюю поверхность 205 полупроводникового устройства 100. В другом примере осуществления, множество переходных отверстий 112 просверлены с одной или обеих сторон 203, 205 полупроводникового прибора. В другом примере переходные отверстия 112 просверлены после укладки. Соответственно, переходные отверстия 112 легче выровнять по ранее уложенных кристаллах 102. Сверление выполняется посредством одной эффективной операции, которая объединяет конструкцию переходных отверстий, в один этап, в отличие от формирования множества отдельных переходных отверстий и затем укладки и выравнивания переходных отверстий (например, кристалл).

Как описано выше, каждая из матриц 201 в сборе включает в себя кристалл 102, а также уровень 202 перераспределения, образованного рядом с кристаллом 102. Как показано, уровень 202 перераспределения простирается за контур (например, боковой контур кристалла 102) и простирается в кромку 108. Например, в одном примере кристалл 102 инкапсулируется в формовочную массу 200, например, в панели корпуса, как описано здесь. После приема в пределах панели корпуса формовочная масса 200 вводится в панель корпуса и затвердевает вокруг каждого из кристаллов 102. Технология литографии используется для обеспечения проводящих дорожек уровня 202 перераспределения вдоль каждого из кристаллов 102. Как показано, например, на фиг. 2, уровень 202 перераспределения соответственно простирается в поперечном направлении из множества кристаллов 102 по и через множество кромок 108 каждой из матрицы 201 в сборе. Уровень 202 перераспределения, таким образом, обеспечивает конфигурацию "веера", которая обеспечивает распределенную взаимосвязь каждого из кристаллов 102 с другими кристаллами в пределах полупроводникового прибора 100, а также с массивов 114 шариковых выводов (например, посредством переходных отверстий 112). Кроме того, веерный уровень 202 перераспределения взаимодействует с множеством переходных отверстий 112, находящиеся на кромках 108, чтобы соответствующим образом снизить общую высоту полупроводникового прибора 100, в то же время, обеспечивая прямую связь между каждым из кристаллов 102, и соответствующие прямое соединение с массивом 114 шариковых выводов, лежащий в основе первого кристалла 104. Уровень перераспределения обеспечивает проводящие дорожки, которые простираются в поперечном направлении от кристалла, которые затем соединяются посредством переходных отверстий 112. Иначе говоря, переходные отверстия 108 и уровни 202 перераспределения обеспечивают взаимосвязи, которые размещены в пределах кромок 108, не требуя наличия большого формовочного колпачка (например, используемого для инкапсуляции свободных проводов).

Как дополнительно показано на фиг. 2, формовочная масса 200 (например, диэлектрическая смола, который образует соответствующий полимер) обеспечивается в поперечном направлении и поверх множества кристаллов 102 до укладки кристаллов друг на друга. В другом примере, формовочная масса 200 обеспечивается на сторонах множества кристаллов 102, в отличие от расположения вдоль верхней поверхности каждого из кристаллов 102. Формовочная масса 200 простирается в поперечном направлении с образованием кромки 108, имеющей боковой выступ 110 кромки относительно кристалла 102. Как описывалось ранее, после формовки множества кристаллов 102 (как описано здесь в плоской панели, имеющей конфигурацию пластины или панели), множество кристаллов 102 отрезают от панели, проверяют их работоспособность и затем укладываются в соответствии с конфигурацией, показанной на фиг. 2, например, как многоуровневая конфигурация полупроводникового устройства 100. В другом примере, множество кристаллов испытывается перед разделением пластин на кристаллы из исходной кремниевой пластины и формирования восстановленной панели кристалла (как описано здесь).

Каждый из кристаллов 102 соединен друг с другом посредством уровня адгезионного покрытия 204 или другого связующего вещества, расположенного между каждой матрицей 201 в сборе. Как показано на фиг. 2, адгезионное покрытие 204 выравнивает каждый из кристаллов 102 и поддерживает кристалл 102 в выровненной конфигурации. После укладки кристалла 102 друг на друга, в одном примере множество переходных отверстий 112 просверлены в полупроводниковом устройстве 100, чтобы тем самым обеспечить взаимосвязь между каждым из кристаллов 102 посредством уровня 202 перераспределения каждой из матрицы 201 в сборе.

В другом примере переходные отверстия 112 формируются отдельно в каждой из матриц 201 в сборе до укладки матриц в сборе друг на друга в конфигурации, показанной на фиг 2. Соответственно, переходные отверстия 112 выравниваются во время выполнения процедуру укладки друг на друга, чтобы соответствующим образом обеспечить взаимосвязь между каждой из матриц 201 в сборе (и массивом 114 шаровых выводов). В одном примере, переходные отверстия 112 заполняются проводящим материалом, таким как медь и т.п., распыленным или обеспечивается посредством осаждения паров для соединения каждого из кристаллов 102 полупроводникового прибора 100, а также соединения кристалла 102 с массивом 114 шаровых выводов.

Обращаясь снова к фиг. 2, как описано выше в данном документе, каждое из переходных отверстий 112, показанные на кромках 108, и латерально разнесенные относительно каждого кристалла 102. То есть кристаллы 102 соединены друг с другом посредством проводящих переходных отверстий 112 на латерально простирающихся кромках 108. Посредством обеспечения взаимосвязи между кристаллами 102 на латеральных частях каждой из матрицы 201 в сборе, соединения между каждым из кристаллов 102, а также массивом 114 шаровых выводов объединяются в переходных отверстиях 112, а также на уровне 202 перераспределения веером от каждого из кристалла 102 (например, боковых кромок 108). Соответственно, компоненты других полупроводниковых приборов, такие как проводная подложка, находящаяся под многоуровневыми кристаллами и формовочным колпачком для инкапсуляции и защиты кристалла, а также проводных соединений между каждым из кристаллов и основной подложки, соответственно, не используются. Вместо этого, в полупроводниковом устройстве 100 каждый из кристаллов 102 формуется с помощью формовочной массы, чтобы обеспечить латерально простирающуюся кромку 108 для уровней 202 перераспределения, а также пространство для латерально расположенных переходных отверстий 112. Соответственно, вертикальная высота или Z высота полупроводникового устройства 100 минимизируется по отношению к Z высоте других конфигураций полупроводниковых приборов, использующие проводные соединения и базовые подложки (а также соответствующие формовочные колпачки поверх проволочных соединений).

Кроме того, поскольку переходные отверстия 112 находятся на кромках 108, то переходные отверстия 112 более легко формируются в полупроводниковом приборе 100. Например, переходные отверстия, по меньшей мере, в некоторых примерах, образованы на кремнии кристалла 102. Кремний труднее просверлить, потому что он является хрупким и твердым материалом (например, имеет более высокий модуль упругости). Однако, полимер, используемый в формовочной массе 200 полупроводникового прибора 100, обеспечивает более мягкий материал (по отношению к кремнию) для сверления каждого из переходных отверстий 112. Чем мягче материал кромки 108, тем соответственно легче просверлить переходные отверстия 112 в полупроводниковом устройстве 100 и, соответственно, проводящий материал легко осаждается в пределах переходных отверстий 112 для соединения каждый из уровней 202 перераспределения соответствующего кристалла 102 матрицы 201 в сборе. Аналогично, благодаря более легкому способу формирования переходных отверстий 112 посредством использования формовочной массы кромок 108, повреждение полупроводникового устройства 100, например, до или после формирования многоуровневой конфигурации кристалла 102, таким образом, минимизируется. В противоположность этому, сверления кремниевого материала одного или более кремниевого кристалла является проблематичным, поскольку существует риск появления зазубрин или повреждения полупроводника в кристалле. Один из примеров формовочной массы 200 включает в себя, но не ограничивается этим, эпоксидную смолу, включающую в себя одну или более добавок, выполненных с возможностью регулировать свойства кромок 108 (например, корпус полупроводникового прибора 100), чтобы удовлетворить требования к упаковке. Например, эпоксидная смола содержит добавки для регулировки одного или более модуля упругости, коэффициента теплового расширения, температуры отверждения, времени отверждения, температуры стеклования, теплопроводности и тому подобное.

Фиг. 3 показывает технологическую схему процесса выполнения последовательности одного примера процесса для изготовления полупроводникового прибора, такого как полупроводникового прибора 100, показанного на фиг. 1 и 2. На первом этапе 301 множество кристаллов 302 показаны на монолитной полупроводниковой пластине 300. Например, множество кристаллов 302 формируются на кремниевой пластине, как известно в данной области техники (путем маскировки и травления пластины). Кристаллы 302 на кремниевой пластине 300 проверяются для определения работоспособных кристаллов (работоспособные кристаллы без производственных или функциональных ошибок). Полупроводниковая пластина 300 разделена соответствующим образом на отдельные кристаллы 302. Возможно, кристаллы 302 исследуются после разделения и затем отделяются.

Работоспособные кристаллы 306 отделены от остальных кристаллов 302 и на этапе 303 работоспособные кристаллы 306 располагаются на панели рамки 304. Как показано на фиг. 3, панель рамки 304 в одном примере имеет, по существу, аналогичную конфигурацию полупроводниковой пластины 300, показанной на этапе 301. В другом примере, как описано здесь, панель рамки 304 имеет другую форму, например, квадратную или прямоугольную. Множество работоспособных кристаллов 306 устанавливаются на панели рамки 304 и формируется восстановленная панель 308 кристалла. Например, формовочная масса, такая как смолы или тому подобное, которая затвердевает в диэлектрическом полимере, подается в панель рамки 304. Формовочная масса затвердевает вокруг каждого из работоспособных кристаллов 306, чтобы соответствующим образом образовать отдельную матрицу 201 в сборе, показанную на фиг. 2 (включающую в себя кристалл 102, а также соответствующую кромку 108). В конфигурации, показанной на этапе 303, восстановленная панель 308 кристалла готова для укладки друг на друга, например, для формирования одного или нескольких полупроводниковых приборов 100, описанных выше в данном документе.

В другом примере, после формирования восстановленной панели кристалла (например, после формования работоспособных кристаллов 306) образуются уровни 202 перераспределения для каждого из кристаллов 306. Например, используется изготовление и литография для травления проводящих дорожек уровней 202 перераспределения на формовочной массе 200 и кристалле 306. Как ранее описано, уровни 202 перераспределения имеют веерную конфигурацию, простирающиеся по контуру работоспособных кристаллов 306, а также кромок 108 (например, фиг. 2).

Обратимся теперь к этапу 305, восстановленные панели 308 кристалла показаны в разобранной конфигурации с каждой из множества панелей 310 кристалла, которые уложены друг на друга. Как показано, работоспособные кристаллы 306 каждой из множества восстановленной панели 310 кристалла показаны, по существу, аналогично конфигурации и, соответственно, выровнены между каждой из восстановленной панели 310 кристалла. То есть, работоспособные кристаллы 306 каждой из панелей 310 кристалла, например, включающая в себя первую и вторую восстановленную панели 312, 314 кристаллов, выровнены соответственно, для обеспечения многоуровневого полупроводникового прибора, при отделении (разделении) многоуровневых кристаллов на более позднем этапе процесса. Как описано выше, в одном примере, адгезионный материал 204 наносится между каждым из множества восстановленных панелей 310 кристаллов, чтобы обеспечить соединение между множеством восстановленных панелей 310 кристаллов, включающее в себя выравнивание в ней кристаллов.

На этапе 307 множество переходных отверстий 112 образованы в многоуровневых множествах восстановленных панелей 310 кристаллов. Например, как показано на этапе 307, многоуровневая панель 316 в сборе включает в себя множество восстановленных панелей 310 кристаллов в уложенной друг на друга и скрепленной конфигурации. Соответственно, множество кристаллов 102 (соответствующих работоспособным кристаллам 306) панелей 310 выровнены в конфигурации, соответствующей структуре устройства 100, показанного на фиг. 1 и 2. Проходные отверстия 112 формируются на кромках 108 (включающие в себя уровни 202 перераспределения, показанные на фиг. 2), простирающиеся в поперечном направлении от каждого из кристалла 102 (306 показано на фиг. 3).

В одном примере переходные отверстия 112 образуются при выполнении периодического процесса, например, включающий в себя сверление кромок 108 каждого из соответствующих кристаллов 102. То есть в многоуровневой панели 316 в сборе (до разделения) множества переходных отверстий 112 просверлены через многоуровневую панель 316 в сборе, что, соответственно, способствует ускоренному формированию переходных отверстий 112 в каждом из полупроводниковых приборов на одной стадии производства. В еще одном примере, многоуровневая панель 316 в сборе разделяется на множество полупроводниковых устройств 100. Множество разделенных полупроводниковых приборов 100 отдельно просверливаются для образования переходных отверстий 112, проходящие через кромки 108. После образования переходных отверстий 112, проводящий материал, такой как медь, распыляется или осаждается посредством пара в каналах переходных отверстий 112 для электрического соединения кристаллов 306 (например, через уровни 202 перераспределения кромок 108).

Как показано на этапе 309, массив 114 шариковых выводов (также показаны на фиг. 1 и 2) также предусмотрен. Аналогичным образом на этапе 307, в одном примере массив 114 шариковых выводов для каждого из полупроводниковых устройств 100, сформированный вдоль полупроводниковых устройств, все еще находится в пределах многоуровневой панели 316 в сборе, показанной на этапе 307. Возможно, массив 114 шариковых выводов образуется вдоль полупроводниковых приборов 100 после разделения, например, в полупроводниковом устройстве 100, показанного на этапе 309.

Обращаясь снова к этапу 309, окончательно сформированное полупроводниковое устройство 100 показано с многоуровневой структурой кристаллов 102 и проходными отверстиями 112, простирающиеся через кромки 108. Массив 114 шаровых выводов также показан на нижнем уровне полупроводникового устройства 100, например, соединенный с уровнем перераспределения, ассоциированный с первым кристаллом 104 (как показано на фиг. 2).

Процесс, показанный на фиг. 3, схематически обеспечивает множество полупроводниковых приборов 100, таких как, устройства, показанные на фиг. 1 и 2. В связи с тем, что каждая из панелей рамки 304 и соответствующая восстановленная панель 310 кристаллов включает в себя только работоспособные кристаллы 306, то полупроводниковые устройства 100, по существу, не включают в себя поврежденные или неисправные кристаллы 102. То есть, снова обращаясь к этапу 305, каждый из работоспособных кристаллов 306, инкорпорированные в каждое из множеств восстановленных панелей 310 кристаллов, предварительно проверены и являются работоспособными. Соответственно, полупроводниковые приборы 100, полученные посредством использования многоуровневой панели 316 в сборе, соответственно являются работоспособными. Процесс, показанный на чертеже, сводит к минимуму или предотвращает нахождение дефектных или поврежденных полупроводников до момента изготовления, например, при использовании монолитной полупроводниковой подложки, имеющей в ней работоспособные, неисправные или поврежденные полупроводники. В предшествующих способах изготовления неисправные или поврежденные полупроводники были инкорпорированы в готовое устройство, что приводило к снятию с эксплуатации в остальном полностью исправного устройства. Иначе говоря, используя процесс, описанный в настоящем документе, один или несколько (например, множество) неисправных или поврежденных кристаллов 302, в других случаях находящиеся в одной или более полупроводниковых пластинах 300, не могут находиться в полностью исправных полупроводниковых приборах 100, изготовленных согласно описанному ранее способу.

Таким образом, процент выхода годных полупроводниковых приборов 100 значительно выше, чем с использованием других процессов, где применяются вся полупроводниковая пластина 300, включающая в себя как работоспособные, так и неисправные или поврежденные кристаллы. В дополнение, увеличивается выработка изделий посредством нахождения переходных отверстий 112, например, на кромках 108, что обеспечивает прямое взаимодействие между каждым из кристаллов 102, не требуя большего формовочного колпачка и подложки, которые в противном случае необходимы для полупроводниковых приборов с проволочными соединениями. Соответственно, полупроводниковый прибор 100, образующиеся в процессе, показанный на фиг. 3, имеет более высокую функциональную надежность, а также сводит к минимуму вертикальную высоту (высота Z) по сравнению с другими полупроводниковыми приборами, образованные путем проводных соединений вместе с подложками.

Обратимся теперь к фиг. 4, где обеспечиваются два дополнительных этапа 403, 405 в качестве альтернативы этапам 303 и 305, показанных на фиг. 3. Например, панель рамки 400, показанная на фиг. 4, имеет квадратные или прямоугольные (например, некруглые) конфигурации по отношению к конфигурации пластин панели рамки 304, показанной на этапе 303. Панель рамки 400 соответственно располагает работоспособные кристаллы 306 в виде сетки, имеющей квадратную прямоугольную конфигурацию. Восстановленная панель 402 кристаллов, показанная на этапе 403, затем укладывается на множество восстановленных панелей 404 кристаллов друг на друга, как показано на этапе 405 на фиг. 4. Как дополнительно показано на фиг. 4, множество восстановленных панелей 404 кристаллов включает в себя, по меньшей мере, первую и вторую восстановленную панели 406, 408 кристаллов.

Процесс, описанный ранее на фиг. 3, затем выполняется, по существу, аналогичным образом с множеством восстановленных панелей 404 кристаллов, предусмотренных в многоуровневой конфигурации. То есть, переходные отверстия 112 находятся, в одном примере, на множестве кромок 108, проходящих в поперечном направлении от каждого из кристаллов 102. В одном примере переходные отверстия 112 формируются на кромках 108, когда как кристаллы 102 удерживаются в многоуровневой конфигурации (например, до разделения). Аналогичным образом, массив 114 шариковых выводов также применяется к первой восстановленной панели 406 кристаллов, когда как первая восстановленная панель 406 кристаллов полупроводникового устройства 100 остается в многоуровневой структуре панелей в сборе, как показано на фиг. 3 на этапе 307. В другом примере, как описано выше, переходные отверстия 112 и массив 114 шариковых выводов образованы на отделенном полупроводниковом устройстве 100, например, после отделения полупроводникового устройства 100 от многоуровневого множества восстановленных панелей 404 кристаллов.

Фиг. 5 показывает один поперечный разрез полупроводникового устройства 500, включающее в себя нижележащую подложку 506 и проводные соединения между кристаллом 502 устройства 500. Как показано дополнительно на фиг. 5, каждый из кристаллов 502 соединен с подложкой 506 посредством одного или нескольких проводов 504 и простирающиеся через полупроводниковое устройство 500, например, через формовочный колпачок 510. Как показано, по меньшей мере, некоторые из множества проводов 504 обеспечивают взаимосвязь между каждым из кристаллов 502 сначала, проходя от соответствующего кристалла 502 к подложке 506 (подложка включает в себя множество проводящих дорожек) и затем проходит от подложки 506 с использованием дополнительных проводов 504 к одному или более других кристаллов 502. Как дополнительно показано на фиг. 5, массив 508 шариковых выводов предусмотрен вдоль противоположной поверхности подложки 506 и соединен с кристаллами посредством проводов 504, проходящих от подложки 506 к кристаллам 502.

В отличие от сборки, показанной на фиг. 5, полупроводниковое устройство 100, описанное здесь (фиг. 1 и 2), включает в себя множество кристаллов 102 многоуровневой конфигурации, включающей в себя множество латерально простирающихся кромок 108 (например, см. латеральный выступ 110) от каждого из кристаллов 102. Кромки 108 формируются формовочной массой, смолой и т.п., выполненные с возможностью быть просверленными для формирования переходных отверстий 112 в них. Как описано выше, каждая матрица 201 кристаллов выполнена с уровнем 202 перераспределения, например, для обеспечения веерной конфигурации проводящих дорожек, простирающиеся за пределы горизонтального контура каждого из кристаллов 102. Соответственно, посредством переходных отверстий 112, проходящие через уровни 202 перераспределения, обеспечиваются электрические соединения между каждым из кристаллов 102 на компактной боковой позиции относительно кристалла 102 (например, на кромке 108). Взаимосвязь между кристаллами обеспечивается в боковых пространствах, прилегающих к каждому из кристаллов 102, не требуя большого формовочного колпачка 510 для размещения множества проводов 504 полупроводникового прибора 500, показанного на фиг. 5. Дополнительно, переходные отверстия 112 простираются между каждым из кристаллов 102. Например, переходные отверстия 112 простираются между двумя или более кристаллов 102, чтобы обеспечить прямые связи между кристаллами 102 и, соответственно, избегая необходимости использования промежуточной подложки 506, как показано на фиг. 5.

Кроме того, полупроводниковое устройство 100, показанное на фиг. 1 и 2, не требует подложки 506 для ввода или вывода из устройства 100. Вместо этого, устройство 100, включающее в себя соединенные между собой кристаллы 102 посредством переходных отверстий 112 и уровней 202 перераспределения, выполнены с возможностью обеспечивать ввод и вывод через массив 114 шариковых выводов, соединенный с уровнем 202 перераспределения первого кристалла 104. Иначе говоря, нет необходимости использовать подложку 506 и формовочный колпачок 510, как показано на фиг. 5, в полупроводниковом устройстве 100, показанном на фиг. 1 и 2. Вместо этого, кромки 108, простирающиеся латерально от кристалла 102, обеспечивают пространство, как для уровня 202 перераспределения, включающий в себя проводящие дорожки, так и для переходных отверстий 112, просверленные через кромки 108. Соответственно, посредством использования полупроводникового устройства 100 обеспечивается экономия пространства в вертикальном направлении (Z высота) по отношению к полупроводниковому устройству 500, показанному на фиг. 5 (требующее большого формово