SEMICONDUCTOR DEVICE INTERCONNECTION SYSTEMS AND METHODS
Techniques are disclosed for facilitating interconnecting semiconductor devices (305, 310), related systems and devices are also disclosed. In one example, a method of interconnecting a first substrate (320) to a second substrate (335) is provided. The method includes forming a first plurality of co...
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| Format: | Patent |
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| creator | HUANG, Edward K BORNFREUND, Richard E |
| description | Techniques are disclosed for facilitating interconnecting semiconductor devices (305, 310), related systems and devices are also disclosed. In one example, a method of interconnecting a first substrate (320) to a second substrate (335) is provided. The method includes forming a first plurality of contacts (415A-C) on the first substrate (320). The method further includes forming an insulative layer (330A-D, 1200) on the first substrate (320) to form a first semiconductor device (305). Each of the first plurality of contacts (415A-C) sits in a cavity (hole) (1205A-C) defined in the insulative layer (330A-D, 1200). The method further includes forming a second plurality of contacts (420A-C, 505A-C) on the second substrate (335) to form a second semiconductor device (310). The method further includes joining the second plurality of contacts (420A-C, 505A-C) to the first plurality of contacts (415A-C) (e.g., by pressing) to form interconnects (315A-C) between the first substrate (320) and the second substrate (335). When the first and second substrates (320, 335) are joined, at least a portion of each of the interconnects (315A- C) is surrounded by the insulative layer (330A-D, 1200). The insulative layer (330A-D, 1200) may prevent squeeze-out of the contacts (415A- C, 420A-C, 505A-C) of the semiconductor devices (305, 310) as the semiconductor devices (305, 310) are joined together (e.g., pressed against each other) and/or prevent the contacts (415A-C, 420A-C, 505A-C) from slipping and causing shorting interconnections between different portions of one or both of the semiconductor devices (305, 310). The insulative layer (330A-D, 1200) may be utilized as a spacer to facilitate the joining of the semiconductor devices (305, 310) to determine when to stop pressing the semiconductor devices (305, 310) together to prevent one semiconductor device from crushing the other semiconductor device, or vice versa. A height/ depth of the cavity (1205A-C) can facilitate definition of a uniform hybridization gap and prevent over-squeeze. Each of the first plurality of contacts (415A-C) may provide a substantially flat surface to receive a corresponding one of the second plurality of contacts (420A- C, 505A-C), wherein each of the second plurality of contacts (420A-C, 505A-C), e.g., formed of plated indium, is harder than a corresponding one of the first plurality of contacts (415A-C), e.g., formed from deposited indium, to penetrate the substantially flat surface of the corr |
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L'invention concerne des techniques pour permettre l'interconnexion de dispositifs à semi-conducteurs (305, 310), ainsi que des systèmes et des dispositifs associés. Selon un exemple, l'invention concerne un procédé d'interconnexion d'un premier substrat (320) à un second substrat (335). Le procédé consiste à former une première pluralité de contacts (415A-C) sur le premier substrat (320). Le procédé consiste en outre à former une couche isolante (330A-D, 1200) sur le premier substrat (320) pour former un premier dispositif à semi-conducteurs (305). Chacun de la première pluralité de contacts (415A-C) repose dans une cavité (trou) (1205A-C) défini dans la couche isolante (330A-D, 1200). Le procédé consiste en outre à former une seconde pluralité de contacts (420A-C, 505A-C) sur le second substrat (335) pour former un second dispositif à semi-conducteurs (310). Le procédé consiste en outre à assembler la seconde pluralité de contacts (415A-C, 505A-C) à la première pluralité de contacts (415A-C) (par ex., par pression) pour former des interconnexions (315A-C) entre le premier substrat (320) et le second substrat (335). Lorsque les premier et second substrats(320, 335) sont assemblés, au moins une partie de chacune des interconnexions (315A-C) est entourée par la couche isolante (330A-D, 1200). La couche isolante (330A-D, 1200) peut empêcher l'écrasement des contacts (415A- C, 420A-C, 505A-C) des dispositifs à semiconducteurs (305, 310) lorsque les dispositifs à semiconducteurs (305, 310) sont assemblés (par ex., pressés l'un contre l'autre) et/ou empêchent les contacts (415A-C, 420A-C, 505A-C) de glisser et d'entraîner un raccourcissement d'interconnexions entre différentes parties de l'un ou des deux dispositifs à semi-conducteurs (305, 310). La couche isolante (330A-D, 1200) peut être utilisée comme espaceur pour permettre l'assemblage des dispositifs à semi-conducteurs (305, 310) pour déterminer quand arrêter de presser les dispositifs à semi-conducteurs (305, 310) ensemble pour empêcher un dispositif à semi-conducteurs d'écraser l'autre dispositif à semi-conducteurs, ou vice versa. Une hauteur/profondeur de la cavité (1205A-C) peut permettre une définition d'un entrefer d'hybridation uniforme et empêcher un sur-écrasement. Chaque contact de la première pluralité de contacts (415A-C) peut former une surface sensiblement plane pour recevoir un contact correspondant de la seconde pluralité de contacts (420A- C, 505A-C), chaque contact de la seconde pluralité de contacts (420A-C, 505A-C), par ex., constitué d'indium plaqué, étant plus dur qu'un contact correspondant de la première pluralité de contacts (415A-C), par ex., constitué d'indium déposé, pour pénétrer la surface sensiblement plane du contact correspondant de la pluralité de contacts (415A-C) pendant l'assemblage. La couche isolante (1200) peut en outre comprendre une pluralité de canaux (1210A-D) définis à l'intérieur, chaque canal de la pluralité de canaux (1210A-D) pouvant s'étendre depuis et/ou entre au moins une de la pluralité de cavités (1205A-C). Les canaux (1210A-D) peuvent constituer des chemins de sous-remplissage par effet de mèche (par ex., époxy) pour permettre la traversée/l'écoulement de sous-remplissage entre les premier et second substrats à semi-conducteurs (320, 335). Le premier substrat (320) peut faire partie d'un circuit détecteur et le second substrat (335) faire partie d'un circuit de lecture d'un système d'imagerie.</description><language>eng ; fre</language><subject>BASIC ELECTRIC ELEMENTS ; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR ; ELECTRICITY ; SEMICONDUCTOR DEVICES</subject><creationdate>2020</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=20201230&DB=EPODOC&CC=WO&NR=2020264037A1$$EHTML$$P50$$Gepo$$Hfree_for_read</linktohtml><link.rule.ids>230,308,776,881,25542,76289</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=20201230&DB=EPODOC&CC=WO&NR=2020264037A1$$EView_record_in_European_Patent_Office$$FView_record_in_$$GEuropean_Patent_Office$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>HUANG, Edward K</creatorcontrib><creatorcontrib>BORNFREUND, Richard E</creatorcontrib><title>SEMICONDUCTOR DEVICE INTERCONNECTION SYSTEMS AND METHODS</title><description>Techniques are disclosed for facilitating interconnecting semiconductor devices (305, 310), related systems and devices are also disclosed. In one example, a method of interconnecting a first substrate (320) to a second substrate (335) is provided. The method includes forming a first plurality of contacts (415A-C) on the first substrate (320). The method further includes forming an insulative layer (330A-D, 1200) on the first substrate (320) to form a first semiconductor device (305). Each of the first plurality of contacts (415A-C) sits in a cavity (hole) (1205A-C) defined in the insulative layer (330A-D, 1200). The method further includes forming a second plurality of contacts (420A-C, 505A-C) on the second substrate (335) to form a second semiconductor device (310). The method further includes joining the second plurality of contacts (420A-C, 505A-C) to the first plurality of contacts (415A-C) (e.g., by pressing) to form interconnects (315A-C) between the first substrate (320) and the second substrate (335). When the first and second substrates (320, 335) are joined, at least a portion of each of the interconnects (315A- C) is surrounded by the insulative layer (330A-D, 1200). The insulative layer (330A-D, 1200) may prevent squeeze-out of the contacts (415A- C, 420A-C, 505A-C) of the semiconductor devices (305, 310) as the semiconductor devices (305, 310) are joined together (e.g., pressed against each other) and/or prevent the contacts (415A-C, 420A-C, 505A-C) from slipping and causing shorting interconnections between different portions of one or both of the semiconductor devices (305, 310). The insulative layer (330A-D, 1200) may be utilized as a spacer to facilitate the joining of the semiconductor devices (305, 310) to determine when to stop pressing the semiconductor devices (305, 310) together to prevent one semiconductor device from crushing the other semiconductor device, or vice versa. A height/ depth of the cavity (1205A-C) can facilitate definition of a uniform hybridization gap and prevent over-squeeze. Each of the first plurality of contacts (415A-C) may provide a substantially flat surface to receive a corresponding one of the second plurality of contacts (420A- C, 505A-C), wherein each of the second plurality of contacts (420A-C, 505A-C), e.g., formed of plated indium, is harder than a corresponding one of the first plurality of contacts (415A-C), e.g., formed from deposited indium, to penetrate the substantially flat surface of the corresponding one of the first plurality of contacts (415A-C) during the joining. The insulative layer (1200) may further comprise a plurality of channels (1210A-D) defined therein, wherein each of the plurality of channels (1210A-D) may extend from and/or between one or more of the plurality of cavities (1205A-C). The channels (1210A-D) may provide wicking underfill (e.g., epoxy) paths to allow traverse/flow of underfill between the first and second semiconductor substrate (320, 335). The first substrate (320) may be part of a detector circuit and the second substrate (335) part of a readout circuit of an imaging system.
L'invention concerne des techniques pour permettre l'interconnexion de dispositifs à semi-conducteurs (305, 310), ainsi que des systèmes et des dispositifs associés. Selon un exemple, l'invention concerne un procédé d'interconnexion d'un premier substrat (320) à un second substrat (335). Le procédé consiste à former une première pluralité de contacts (415A-C) sur le premier substrat (320). Le procédé consiste en outre à former une couche isolante (330A-D, 1200) sur le premier substrat (320) pour former un premier dispositif à semi-conducteurs (305). Chacun de la première pluralité de contacts (415A-C) repose dans une cavité (trou) (1205A-C) défini dans la couche isolante (330A-D, 1200). Le procédé consiste en outre à former une seconde pluralité de contacts (420A-C, 505A-C) sur le second substrat (335) pour former un second dispositif à semi-conducteurs (310). Le procédé consiste en outre à assembler la seconde pluralité de contacts (415A-C, 505A-C) à la première pluralité de contacts (415A-C) (par ex., par pression) pour former des interconnexions (315A-C) entre le premier substrat (320) et le second substrat (335). Lorsque les premier et second substrats(320, 335) sont assemblés, au moins une partie de chacune des interconnexions (315A-C) est entourée par la couche isolante (330A-D, 1200). La couche isolante (330A-D, 1200) peut empêcher l'écrasement des contacts (415A- C, 420A-C, 505A-C) des dispositifs à semiconducteurs (305, 310) lorsque les dispositifs à semiconducteurs (305, 310) sont assemblés (par ex., pressés l'un contre l'autre) et/ou empêchent les contacts (415A-C, 420A-C, 505A-C) de glisser et d'entraîner un raccourcissement d'interconnexions entre différentes parties de l'un ou des deux dispositifs à semi-conducteurs (305, 310). La couche isolante (330A-D, 1200) peut être utilisée comme espaceur pour permettre l'assemblage des dispositifs à semi-conducteurs (305, 310) pour déterminer quand arrêter de presser les dispositifs à semi-conducteurs (305, 310) ensemble pour empêcher un dispositif à semi-conducteurs d'écraser l'autre dispositif à semi-conducteurs, ou vice versa. Une hauteur/profondeur de la cavité (1205A-C) peut permettre une définition d'un entrefer d'hybridation uniforme et empêcher un sur-écrasement. Chaque contact de la première pluralité de contacts (415A-C) peut former une surface sensiblement plane pour recevoir un contact correspondant de la seconde pluralité de contacts (420A- C, 505A-C), chaque contact de la seconde pluralité de contacts (420A-C, 505A-C), par ex., constitué d'indium plaqué, étant plus dur qu'un contact correspondant de la première pluralité de contacts (415A-C), par ex., constitué d'indium déposé, pour pénétrer la surface sensiblement plane du contact correspondant de la pluralité de contacts (415A-C) pendant l'assemblage. La couche isolante (1200) peut en outre comprendre une pluralité de canaux (1210A-D) définis à l'intérieur, chaque canal de la pluralité de canaux (1210A-D) pouvant s'étendre depuis et/ou entre au moins une de la pluralité de cavités (1205A-C). Les canaux (1210A-D) peuvent constituer des chemins de sous-remplissage par effet de mèche (par ex., époxy) pour permettre la traversée/l'écoulement de sous-remplissage entre les premier et second substrats à semi-conducteurs (320, 335). 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When the first and second substrates (320, 335) are joined, at least a portion of each of the interconnects (315A- C) is surrounded by the insulative layer (330A-D, 1200). The insulative layer (330A-D, 1200) may prevent squeeze-out of the contacts (415A- C, 420A-C, 505A-C) of the semiconductor devices (305, 310) as the semiconductor devices (305, 310) are joined together (e.g., pressed against each other) and/or prevent the contacts (415A-C, 420A-C, 505A-C) from slipping and causing shorting interconnections between different portions of one or both of the semiconductor devices (305, 310). The insulative layer (330A-D, 1200) may be utilized as a spacer to facilitate the joining of the semiconductor devices (305, 310) to determine when to stop pressing the semiconductor devices (305, 310) together to prevent one semiconductor device from crushing the other semiconductor device, or vice versa. A height/ depth of the cavity (1205A-C) can facilitate definition of a uniform hybridization gap and prevent over-squeeze. Each of the first plurality of contacts (415A-C) may provide a substantially flat surface to receive a corresponding one of the second plurality of contacts (420A- C, 505A-C), wherein each of the second plurality of contacts (420A-C, 505A-C), e.g., formed of plated indium, is harder than a corresponding one of the first plurality of contacts (415A-C), e.g., formed from deposited indium, to penetrate the substantially flat surface of the corresponding one of the first plurality of contacts (415A-C) during the joining. The insulative layer (1200) may further comprise a plurality of channels (1210A-D) defined therein, wherein each of the plurality of channels (1210A-D) may extend from and/or between one or more of the plurality of cavities (1205A-C). The channels (1210A-D) may provide wicking underfill (e.g., epoxy) paths to allow traverse/flow of underfill between the first and second semiconductor substrate (320, 335). The first substrate (320) may be part of a detector circuit and the second substrate (335) part of a readout circuit of an imaging system.
L'invention concerne des techniques pour permettre l'interconnexion de dispositifs à semi-conducteurs (305, 310), ainsi que des systèmes et des dispositifs associés. Selon un exemple, l'invention concerne un procédé d'interconnexion d'un premier substrat (320) à un second substrat (335). Le procédé consiste à former une première pluralité de contacts (415A-C) sur le premier substrat (320). Le procédé consiste en outre à former une couche isolante (330A-D, 1200) sur le premier substrat (320) pour former un premier dispositif à semi-conducteurs (305). Chacun de la première pluralité de contacts (415A-C) repose dans une cavité (trou) (1205A-C) défini dans la couche isolante (330A-D, 1200). Le procédé consiste en outre à former une seconde pluralité de contacts (420A-C, 505A-C) sur le second substrat (335) pour former un second dispositif à semi-conducteurs (310). Le procédé consiste en outre à assembler la seconde pluralité de contacts (415A-C, 505A-C) à la première pluralité de contacts (415A-C) (par ex., par pression) pour former des interconnexions (315A-C) entre le premier substrat (320) et le second substrat (335). Lorsque les premier et second substrats(320, 335) sont assemblés, au moins une partie de chacune des interconnexions (315A-C) est entourée par la couche isolante (330A-D, 1200). La couche isolante (330A-D, 1200) peut empêcher l'écrasement des contacts (415A- C, 420A-C, 505A-C) des dispositifs à semiconducteurs (305, 310) lorsque les dispositifs à semiconducteurs (305, 310) sont assemblés (par ex., pressés l'un contre l'autre) et/ou empêchent les contacts (415A-C, 420A-C, 505A-C) de glisser et d'entraîner un raccourcissement d'interconnexions entre différentes parties de l'un ou des deux dispositifs à semi-conducteurs (305, 310). La couche isolante (330A-D, 1200) peut être utilisée comme espaceur pour permettre l'assemblage des dispositifs à semi-conducteurs (305, 310) pour déterminer quand arrêter de presser les dispositifs à semi-conducteurs (305, 310) ensemble pour empêcher un dispositif à semi-conducteurs d'écraser l'autre dispositif à semi-conducteurs, ou vice versa. Une hauteur/profondeur de la cavité (1205A-C) peut permettre une définition d'un entrefer d'hybridation uniforme et empêcher un sur-écrasement. Chaque contact de la première pluralité de contacts (415A-C) peut former une surface sensiblement plane pour recevoir un contact correspondant de la seconde pluralité de contacts (420A- C, 505A-C), chaque contact de la seconde pluralité de contacts (420A-C, 505A-C), par ex., constitué d'indium plaqué, étant plus dur qu'un contact correspondant de la première pluralité de contacts (415A-C), par ex., constitué d'indium déposé, pour pénétrer la surface sensiblement plane du contact correspondant de la pluralité de contacts (415A-C) pendant l'assemblage. La couche isolante (1200) peut en outre comprendre une pluralité de canaux (1210A-D) définis à l'intérieur, chaque canal de la pluralité de canaux (1210A-D) pouvant s'étendre depuis et/ou entre au moins une de la pluralité de cavités (1205A-C). Les canaux (1210A-D) peuvent constituer des chemins de sous-remplissage par effet de mèche (par ex., époxy) pour permettre la traversée/l'écoulement de sous-remplissage entre les premier et second substrats à semi-conducteurs (320, 335). Le premier substrat (320) peut faire partie d'un circuit détecteur et le second substrat (335) faire partie d'un circuit de lecture d'un système d'imagerie.</abstract><oa>free_for_read</oa></addata></record> |
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