CN111682009B 集成电路芯片及其制造方法、集成电路封装和显示装置 （三星电子株式会社）

2014.07.242011.11.032017.12.142017.07.202010.09.302016.06.23,,,,,ConferenceonElectronicPa一种集成电路(IC)芯片包括在穿过基板和形成凸块下金属(UBM)层；以及形成第一连接金连接金属层覆盖通孔内的UBM层，第二连接金属2连接焊盘衬层，一体地连接到所述过孔接触衬层，所述连接焊盘且贯通绝缘部分，在所述横向方向上与所述过孔接触衬层间隔开的接触衬层的至少一部分，所述贯通绝缘部分穿过所述基板并且在所述竖直方向上纵向延第二集成电路部分，包括第二基板和形成在所述第二基板上的过孔接触部分，包括过孔接触插塞，所述过孔接触插塞沿着连接焊盘衬层，电连接到所述过孔接触部分，所述连接焊盘衬层3且其中，所述虚设凸块结构包括一体地连接到所述金插塞的贯通绝缘部分，在所述横向方向上与所述过孔接触部分间隔开的连接焊盘衬层，一体地连接到所述过孔接触衬层，所述连接焊盘衬层4且其中，所述虚设凸块结构的至少一部分在所述竖直方向上的第一器件被配置为以比包括在所述第二器件层内的第二器件操作的功率模式更低的功率第二集成电路部分，包括第二基板和形成在所述第二基板上的过孔接触插塞，在穿过所述第二基板和所述第二器件层的通孔内连接焊盘衬层，一体地连接到所述过孔接触衬层，所述连接焊盘衬层其中，所述凸块结构直接连接到所述多个导电线中的制备集成电路部分，所述集成电路部分包括从所述基板的底面形成通孔，所述基板的底面与所述基板的有源表形成过孔接触衬层和连接焊盘衬层，其中所述过孔接触衬层覆盖所述且所述连接焊盘衬层一体地连接到所述过孔接触衬层并且沿着所述基板的底面在横向方5形成凸块下金属UBM层以覆盖所述通孔内部的所述过孔接触衬层并覆盖所述通孔外部形成第一连接金属层、第二连接金属层和第三连接金属层，其中所述覆盖所述通孔内部的所述UBM层，所述第二连接金属层一体地连接到所述第一连接金属层金属层间隔开并且覆盖所述连接焊盘衬层上的所述制备第一集成电路部分，所述第一集成电路部分制备第二集成电路部分，所述第二集成电路部分包将所述第一集成电路部分和所述第二集成电路部分彼此接合，使得从所述第二基板的底面形成通孔，所述底面与所述第二基板的有源表面述通孔穿过所述第二基板和所述第一器件层并且使包括在所述第一器件层内的至少一个形成过孔接触衬层和连接焊盘衬层，其中所述过孔接触衬层覆盖且所述连接焊盘衬层一体地连接到所述过孔接触衬层并且沿着所述第二基板的底面在横形成凸块下金属UBM层以覆盖所述通孔内部的所述过孔接触衬层并覆盖所述通孔外部形成第一连接金属层、第二连接金属层和第三连接金属层，其中所述覆盖所述通孔内部的所述UBM层，所述第二连接金属层一体地连接到所述第一连接金属层6[0002]本申请要求于2019年3月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-IC芯片的方法以及包括该IC芯片在内的IC[0005]本发明构思提供了一种集成电路(IC)芯片以及包括IC芯片在内的IC封装和显示[0006]本发明构思还提供了一种通过使用简化工艺三维地堆叠具有不同功能的各种IC第二基板与第一器件层之间的第二器件层，其中第一器件层在第二基板与第一基板之间；7[0024]图12是根据示例实施例的图11中示出的多个IC芯片中的任何一个的配置的平面[0025]图13A是根据示例实施例的IC封装的示意性平面图，并且图13B是沿图13A的线B-[0029]图1A是根据示例实施例的集成电路(IC)芯片100的部分区域的平面图，并且图1B8IC部分ICP1和第二IC部分ICP2彼此接合以在竖直方向(Z方向)上彼此重叠。第一IC部分ICP1可以包括：第一基板110、以及形成在第一基板110的有源表面110F上的第一器件层和第二器件层DA2在第一基板110与第[0032]第一器件层DA1和第二器件层DA2均可以包括多种不同类型的单个器件(例如，单[0033]包括在第一器件层DA1内的多个单个器件132可以形成在第一基板110的有源表面[0034]包括在第二器件层DA2中的多个单个器件142可以形成在第二基板120的有源表面多个多层互连结构134和144中，对在竖直方向(Z方向)上顺序堆叠的互连层134A和144A的连结构134和144可以通过层间绝缘膜136和146而彼此绝缘。层间绝缘膜136和146可以包9和156B可以具有SiCN-SiCN彼此直接接合的结构。SiCN膜156A和156B的彼此直接接合的结至层间绝缘膜146而将第一IC部分ICP1接合至第二ICIC(DDI)所需的逻辑电路，该显示驱动器IC(DDI)用于驱动包括在诸如液晶显示器(LCD)和部分ICP2可以包括被配置为以高功率模式操[0041]IC芯片100可以包括：过孔接触部分BVC以及虚设凸块结构DBM，该过孔接触部分[0042]通孔BVH可以形成为从第二基板120的背侧(或底部)表面120B穿过第二基板120、管图1B示出了过孔接触部分BVC连接到第一器件层DA1的互连层134A和第二器件层DA2的互到第一器件层DA1的互连层134A或者仅连接到第层VCL可以与通孔BVH的内表面接触并且填充通孔BVH的内表面与过孔接触插塞VCP之间的[0044]过孔接触插塞VCP可以包括第一凸块下金属(UBM)层166A和第该第一连接金属层168A与第一UBM层166A接触并且填充第一UBM层166A上的通孔BVH的内焊盘衬层CPL可以一体地连接到包括在过孔接触部分BVC内的过孔接触衬层VCL。过孔接触衬层VCL和连接焊盘衬层CPL可以构成导电衬层，该导电衬层可以从通孔BVH的内部连续地包括与连接焊盘衬层CPL的第二上导电层164B相同的材料。第二下导电层162B可以一体地[0050]虚设凸块结构DBM可以位于通孔BVH的外部，并且从第二基板120的背面120B向第构DBM的第二UBM层166B相同的材料。过孔接触插塞VCP的第一连接金属层168A可以包括与虚设凸块结构DBM的第二连接金属层168向)上与虚设凸块结构DBM分开的位置处。凸块结构BM与虚设凸块结构DBM之间在横向方向[0052]凸块结构BM可以包括第三UBM层166C和第三连接金属层168C，该第三连接金属层凸块结构DBM的第二UBM层166B以及凸块结构BM的第三UBM层166C可以包括相同的材料。过设凸块结构DBM由形成这种凸块结构BM的相同的导电层(例如，如图15I中示出的UBM层166块结构DBM与凸块结构BM同时形成。IC芯片100中的虚设凸块结构DBM不用作用于使信号传过第二基板120并且在横向方向(例如，平行于X-Y平面的方向)上与过孔接触部分BVC分开向)上与过孔接触部分BVC分开的位置处围绕过孔接触衬层VCL的至少一部分。绝缘衬层部分170B可以设置在第二基板120的背面120B与连接焊盘衬层CPL之间。绝缘膜170可以包括孔接触部分BVC可以穿过绝缘衬层部分170背面120B上的连接焊盘衬层CPL。钝化图案180可以覆盖虚设凸块结构DBM与凸块结构BM之[0060]第二基板120的背面120B、虚设凸块结构DBM的顶面DBT以及凸块结构BM的顶面BT构DBM可以包括在竖直方向(Z方向)上的厚度比凸块结构BM在竖直方向(Z方向)上的厚度更[0062]在一些实施例中，虚设凸块结构DBM和凸块结构BM可以具有不同的顶部轮廓。例如，距第二基板120的背面120B最远的虚设凸块结构DBM的顶面DBT的最高水平面与距第二基板120的背面120B最近的虚设凸块结构DBM的顶面DBT的最低水平面之间的差ΔLV1可以大于距第二基板120的背面120B最远的凸块结构BM的顶面BT的最高水平面与距第二基板向)上虚设凸块结构DBM的最高水平面可以比凸块结构BM的最高水平面更靠近第二基板120以小于凸块结构BM的最高水平面与背面120B之间在结构BM内的第三连接金属层168C可以包括相同的金属。过孔接触衬层VCL围绕的过孔接触除了例如IC芯片200可以包括具有处于同一水平面的顶面DBT2和BT2的虚设凸块结构DBM2具有相同竖直水平面的顶面DBT2和BT2的虚设凸块结构DBM2和凸块结构BM2。在这种情况与参照图1A和图1B描述的虚设凸块结构DBM和凸块结构BM除了例如IC芯片300可以包括过孔接触部分BVC3以及虚设凸块结构DBM3，其中该过孔接触部分BVC3沿着形成为穿过第一IC部分ICP1和接合结构BS的通孔BVH3在竖直方向(Z方向)上端向通孔BVH3的外部突出。过孔接触部分BVC3可以不连接到第二器件层DA2的互连层144ADBT3具有凹形形状，并且虚设凸块结构DBM3的至少一部分可以在竖直方向(Z方向)上具有比凸块结构BM2的厚度更小的厚度的部分。过孔接触部分BVC3和虚设凸块结构DBM3的详细配置可以与参照图1A和图1B描述的过孔接触部分BVC和虚设凸块结构DBM的配置附近形成的蚀刻延迟膜420和接触插塞焊盘422、以及与接触插塞焊盘422接触的过孔接触[0071]蚀刻延迟膜420可以掩埋在第二基板120中。可以当在第二基板120上形成层间绝在形成层间绝缘膜146之前，接触插塞焊盘422可以与蚀刻延迟膜420对准地形成在蚀刻延[0072]形成在通孔BVH4中的过孔接触部分BVC4越接近虚设凸块结构DBM，过孔接触部分BVC4在横向方向上的宽度可以变得越大。过孔接触部分BVC4的宽度可以在过孔接触部分分BVC4穿过接触插塞焊盘422的位置处，过孔接触部分BVC4的横向宽度可以相对急剧地减除了例如IC芯片500可以包括过孔接触部分BVC5，该过孔接触部分BVC5沿着形成为穿过第二IC部分ICP2的一部分的通孔BVH5在竖直方向(Z方向)上延伸。过孔接触部分BVC5可以不构DBM可以一体地连接到过孔接触部分BVC5并且从过孔接触部分BVC5的一端向通孔BVH5的外部突出。过孔接触部分BVC5的详细配置可以与参照图1A和图1B描述的过孔接触部分BVC分BVC61和BVC62可以由具有环形形状的一个贯通绝缘部分670A围绕。过孔接触部分BVC61和BVC62中的每一个的详细配置可以与参照图1A和图1B描述的过孔接触部分BVC的详细配1B描述的虚设凸块结构DBM和贯通绝缘部分170A的配[0078]图6示出了过孔接触部分BVC61和BVC62、虚设凸块结构DBM6以及贯通绝缘部分670A中的每一个具有矩形平面形状的示例，但是本发明构思并不限于此。过孔接触部分圆形和多边形的各种平面形状中的一种。尽管图6示出了两个过孔接触部分BVC61和BVC62除了例如IC芯片700可以包括彼此相邻地定位的三个过孔接触部分BVC71、BVC72和BVC73，触部分BVC71、BVC72和BVC73中的每一个的详细配置可以与参照图1A和图1B描述的过孔接触部分BVC的详细配置基本相同。虚设凸块结构DBM7和贯通绝缘部分770A的详细配置可以分别与参照图1A和图1B描述的虚设凸块结构DBM和贯通绝缘部分170A的配该虚设凸块结构不同于连接到从三个过孔接触部分BVC71、BVC72和BVC73中选出的其他一或两个过孔接触部分可以是不与另一外部导体电连接的一个或两个虚设过孔除了例如IC芯片800可以包括彼此相邻地定位并以矩阵形式布置的多个过孔接触部分详细配置可以与参照图1A和图1B描述的过孔接触部分BVC的详细配置基本相同。虚设凸块结构DBM8和贯通绝缘部分870A的详细配置可以与参照图1A和图1B描述的虚设凸块结构DBM多个过孔接触部分BVC8中选出的一些过孔接触部分BVC8可以是不与另一外部导体电连接如在IC芯片900中，多个过孔接触部分BVC8可以分别连接到多个虚设凸块结构(例如，DBM83和DBM84可以由具有环形形状的一个贯通绝缘部分870A围绕。多个虚设凸块结构[0087]参照图10，IC芯片1000可以具有与图1A和图1B中示出的IC芯片100基本相同的配[0089]参照图11，堆叠结构ST可以具有第一基板110和第二基板120在竖直方向(Z方向)出的多个IC芯片1100可以仍处于多个IC芯片1100彼此分离并且通过锯切工艺分割之前的状态。多个IC芯片1100中的每一个可以具有参照图1A、图1B以及图2至图10描述的IC芯片[0091]图12是根据示例实施例的图11中示出的多个IC芯片1100中的任何一个的配置的[0093]多个驱动电路单元1122中的每一个可以通过多个互连图案电连接到多个连接部(PCB))通过输入电极焊盘CA1来施加的驱动控制信号和电源信号而生成用于驱动显示面板(例如，图14中示出的显示面板2300)的数据信号，并且将数据信号输出至输出电极焊盘110上的第一器件层DA1以及形成在第二基板120上的第二器件层DA2。第一器件层DA1可以包括被配置为以与包括在第二器件层DA2内的器件相比更低的功率[0094]多个输入电极焊盘CA1可以与输入连接端子一起构成IC芯片1100的输入部分，并且多个输出电极焊盘CA2可以与输出连接端子一起构成IC芯片1100的输出部分。在一些实[0095]图13A是根据示例实施例的IC封装1200的示意性平面图，并且图13B是沿图13A的栅极驱动芯片(或栅极驱动器)被配置为产生包括晶体管的导通/截止信号的扫描信号，并入互连部分1232将多个输入电极焊盘CA1连接到位于支撑基板1210上的输入互连电极1250。可以通过输出互连部分1234将多个输出电极焊盘CA2连接到位于支撑基板1210上的[0103]多个连接部分CA和多个导电线1230的可以在竖直方向(Z方向)上与IC芯片1100重电线1230的由IC芯片1100覆盖的部分从上每一个包括具有相对低电阻率的Au时，可以进一步减小过孔接触部分BVC、BVC3、BVC4和[0107]AP2100可以控制显示装置2000的整体操作并且响应于时钟信号ECLK而接收和输[0108]DDI芯片2200可以从AP2100接收数据分组并且输出水平同步信号Hsync、垂直同2100的HSSI，DDI芯片2200可以缓冲数据分组并且输出显示数据而不使用GRAM。DDI芯片示面板2300可以包括有机发光显示(OLED)面板、液晶显示(LCD)面板、等离子体显示面板[0111]图15A至图15J是根据示例实施例的制造IC芯片100的方法的工艺序列的截面图。将参照图15A至图15J描述根据示例实施例的制造图1A和图1B中示出的IC芯片100的方法。[0112]参照图15A，可以在第一基板110的有源表面110F上形成第一器件层DA1以形成第TEOS膜154B和SiCN膜156B顺序地堆叠在第二器件层D一基板110与第二基板120相对地定位，其中第一器件层DA1和第二器件层DA2在第一基板[0114]参照图15B，可以使形成在第一IC部分ICP1上的SiCN膜156A与形成在第二IC部分以在选自约180℃至约450℃的温度范围的温度下执行退火工艺。[0117]可以使用第一掩模图案M1作为蚀刻掩模来各向异性地蚀刻通过第一开口H1暴露[0120]第二掩模图案M2可以包括光刻胶图案。通孔BVH可以形成在由贯通绝缘部分170A层160以覆盖通孔BVH的内底面和侧壁以及绝缘衬层部[0123]参照图15G，可以在图15F的组合结构中图案化导电层160，以形成过孔接触衬层VCL和连接焊盘衬层CPL。过孔接触衬层VCL可以包括导电层160的保留在通孔BVH内部的部接触衬层VCL可以包括第一下导电层162A和第一上导电层164A，该第一下导电层162A和第一上导电层164A分别包括下导电层162的一部分和上导电层164的一部分。连接焊盘衬层CPL可以包括第二下导电层162B和第二上导电层164B，该第二下导电层162B和第二上导电层164B分别包括下导电层162的另一部分和上导电层164的BVH连通的第一开口180A以及使连接焊盘衬层CPL的顶面暴露出来的第二开口且第三掩模图案M3可以不形成在多个开口所在[0126]UBM层166可以形成为覆盖通孔BVH内部的过孔接触衬层VCL并且覆盖通孔BVH外部[0127]参照图15I，可以通过将通过第三掩模图案M3暴露出来的UBM层166用作种子层来二连接金属层168B可以一体地连接到第一连接金属层168A并且从第一连接金属层168A向[0128]在形成第一连接金属层168A、第二连接金属层168B和第三连第一连接金属层168A和第二连接金属层168B可以包括使用在位于通孔BVH内部的相对低水平面处的UBM层166上执行的电镀工艺而形成的部分。可以使用在位于通孔BVH外部的连接焊盘衬层CPL上的相对高水平面处的UBM层166上执行的电镀工艺来形成第三连接金属层168B和第三连接金属层168C作为蚀刻掩模来蚀刻UBM层166的在去除第三掩模图案M3之后暴露出来的部分，从而使钝化图案180的顶面在第二连接金属层168B和第三连接金属层[0130]在钝化图案180的顶面暴露出来之后，可以从UBM层166的未被去除的剩余部分中[0131]在根据本文中公开的实施例的制造IC芯片100的方法中，可以同时形成过孔接触接触部分BVC的第一连接金属层168A和凸块结构BM的第三连接金属层168C，除了第三掩模[0132]虽然已经参照图15A至图15J描述了图1A和图1B中示出的制造IC芯片100的方法，[0133]尽管已经参照本发明构思的实施例具体示出并描述了本发明构思，但是将会理