半導體封裝及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體封裝并且涉及用于制備半導體封裝的方法。
【背景技術】
[0002]半導體封裝可以包括半導體芯片以及用于電氣接觸半導體芯片的再分布結構。半導體封裝可以通過將單個管芯與晶片分離、將它們重新布置在載體上并且將它們包封在包封體中來制備。成本高效的半導體封裝及其制備方法在現(xiàn)有技術中是高度期望的。為此目的，以低開銷提供高產(chǎn)率的制造方法是合期望的。
【附圖說明】
[0003]附圖被包括以提供實施例的進一步理解并且被并入并構成本說明書的一部分。各圖圖示實施例并且與描述一起用于解釋實施例的原理。其它實施例和實施例的許多意圖的優(yōu)點將容易領會，因為通過參照以下詳細描述它們變得更好理解。
[0004]各圖的元素未必相對于彼此成比例。相同參考標號指定對應的類似部分。
[0005]圖1示出半導體封裝的實施例的橫截面視圖。
[0006]圖2A-2I示出根據(jù)制備半導體封裝的方法的實施例的各種產(chǎn)生階段中的半導體封裝的橫截面視圖。
[0007]圖3示出半導體封裝的另外實施例的橫截面視圖。
[0008]圖4A-4E示出根據(jù)制備半導體封裝的方法的實施例的各種產(chǎn)生階段中的另外的半導體封裝的橫截面視圖。
[0009]圖5示出根據(jù)本公開內容的半導體封裝的陣列的自頂向下視圖。
[0010]圖6示出根據(jù)本公開內容的制備半導體封裝的方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]在以下【具體實施方式】中，參照形成其部分的附圖，并且其中通過圖示的方式示出其中可以實踐本發(fā)明的具體實施例。在這方面，諸如“頂部”、“底部”、“前面”、“后面”、“前沿”、“后沿”等的方向性術語是參照所描述的(一個或多個)附圖的定向使用的。因為實施例的組件可以定位在數(shù)個不同定向中，所以方向性術語用于說明的目的并且絕不是限制性的。要理解到，可以利用其它實施例并且可以做出結構或邏輯改變而不脫離本發(fā)明的概念。因此，以下【具體實施方式】不應以限制性含義解釋，并且本發(fā)明的構思由隨附權利要求限定。
[0012]要理解到，本文描述的各種示例性實施例的特征可以與彼此組合，除非以其它方式具體指出。
[0013]如在本說明書中所采用的，術語“結合”、“附連”、“連接”、“耦合”和/或“電氣連接/電氣耦合”不意圖意味著元件或層必須直接接觸在一起；可以分別在“結合”、“附連”、“連接”、“耦合”和/或“電氣連接/電氣耦合”的元件之間提供介入元件或層。然而，依照本公開內容，以上提及的術語還可以可選地具有以下具體含義:元件或層直接接觸在一起，即在“結合”、“附連”、“連接”、“耦合”和/或“電氣連接/電氣耦合”的元件之間分別沒有介入元件或層。
[0014]另外，關于形成或位于表面“之上”的部分、元件或材料層所使用的詞語“之上”可以在本文中用于意指該部分、元件或材料層在所暗含的表面上“間接地”定位(例如放置、形成、沉積等)，其中一個或多個附加部分、元件或層布置在所暗含的表面與部分、元件或材料層之間。然而，關于形成或位于表面“之上”的部分、元件或材料層所使用的詞語“之上”可選地還可以具有以下具體含義:部分、元件或材料層在所暗含的表面上“直接地”定位(例如放置、形成、沉積等)，例如與其直接接觸。
[0015]下面描述包含半導體芯片的器件或封裝。半導體芯片可以具有不同類型，可以通過不同技術制造并且可以包括例如集成的電氣、電光或機電電路和/或無源件。半導體芯片可以例如設計為邏輯集成電路、模擬集成電路、混合信號集成電路、功率集成電路、存儲器電路或集成無源件。它們可以包括控制電路、微處理器或微機電組件。另外，它們可以配置為功率半導體芯片，諸如功率MOSFET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、JFET(結型柵場效應晶體管)、功率雙極型晶體管或功率二極管。特別地，可以涉及具有豎直結構的半導體芯片，也就是說，半導體芯片可以以使得電流可以在垂直于半導體芯片的主面的方向上流動的這種方式來制備。具有豎直結構的半導體芯片可以具有特別地在其兩個主面上的接觸元件，也就是說在其頂側和底側上。特別地，功率半導體芯片可以具有豎直結構。作為示例，功率MOSFET的源極電極和柵極電極可以位于一個主面上，而功率MOSFET的漏極電極布置在另一主面上。此外，以下描述的器件可以包括集成電路以控制其它半導體芯片的集成電路，例如功率半導體芯片的集成電路。半導體芯片不需要從諸如S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaAs之類的特定半導體材料制造，并且此外可以包含不是半導體的無機和/或有機材料，諸如例如絕緣體、塑料或金屬。
[0016]以下描述的器件包括封裝上的外部接觸元件或外部接觸焊盤。外部接觸焊盤可以表示半導體封裝的外部終端。它們可以從封裝外部可訪問并且可以因而允許從封裝外部做出與(一個或多個)半導體芯片的電氣接觸。此外，外部接觸焊盤可以是熱傳導的并且可以用作熱沉以用于耗散由嵌入在半導體封裝中的一個或多個半導體芯片所生成的熱量。外部接觸焊盤可以包括任何期望的導電材料，例如金屬，諸如銅、鋁或金、金屬合金或者導電有機材料。諸如焊料球或焊料凸塊之類的焊料材料可以沉積在外部接觸焊盤上。
[0017]半導體芯片或半導體芯片的至少部分覆蓋有包封材料(包封劑)以形成包封體(例如模塑體)，其可以是電氣絕緣的。包封劑可以包括或者是電介質材料并且可以由任何適當?shù)挠操|塑料、熱塑料或熱固性材料或層壓片(預浸料坯)制成。包封劑可以包含填充物材料。在其沉積之后，包封劑可以僅部分地硬化并且可以在應用能量(例如熱量、UV光等)之后完全硬化以形成包封體?？梢圆捎酶鞣N技術來利用包封覆蓋半導體芯片，例如壓縮模塑、噴射模塑、粉末模塑、液體模塑、分散或層壓。
[0018]半導體芯片可以提供有電氣再分布結構。電氣再分布結構可以包括一個或多個聚合物層。(一個或多個)聚合物層可以在晶片級處理期間應用，即在前端處理期間。作為示例，(一個或多個)聚合物層可以通過CVD (化學氣相沉積)工藝或者通過旋涂工藝應用。(一個或多個)聚合物層可以由光刻膠或任何其它抗蝕劑制成。例如，可以使用光酰亞胺。特別地，諸如例如有機或礦物質填充物材料之類的填充物材料可以包括在(一個或多個)聚合物層中。填充物材料可以改進CTE (熱膨脹系數(shù))以降低封裝的應力和翹曲并且可以改進(一個或多個)聚合物層對(一個或多個)聚合物層所覆蓋的半導體芯片表面的保護效果。
[0019]電氣再分布結構可以包括一個或多個傳導層，例如金屬層。傳導層可以例如用于形成再分布結構內的再分布層。(一個或多個)傳導層可以用作(一個或多個)布線層以從封裝外部做出與(一個或多個)半導體芯片的電氣接觸和/或做出與包含在封裝中的一個或多個半導體芯片和/或組件的電氣接觸。(一個或多個)傳導層可以利用任何期望的材料成分制造并且結構化成任何期望的幾何形狀。(一個或多個)傳導層可以例如包括導體跡線和/或焊盤，并且可以例如覆蓋(一個或多個)半導體芯片的覆蓋區(qū)的相當大面積。(一個或多個)傳導層可以用于提供封裝的外部接觸焊盤。任何期望的金屬，例如鋁、鎳、鈀、銀、錫、金或銅，或金屬合金可以被用作材料。傳導層不需要是同質的或者從僅一種材料制造，也就是說，包含在傳導層中的材料的各種成分和濃度是可能的?？梢詰帽∧ぜ夹g以生成和/或結構化傳導層。
[0020](—個或多個)傳導層可以布置在形成再分布結構的部分的電氣絕緣層(在本文中還稱為電介質層)之間或上方或下方。重疊傳導層的絕緣層，例如最上面的絕緣層，可以用作焊料停止層。
[0021]根據(jù)實施例，(一個或多個)傳導層可以直接布置在半導體晶片的硬鈍化層上方。根據(jù)另一實施例，再分布結構的另外的電介質層可以布置在硬鈍化層與(一個或多個)傳導層之間。另外的電介質層可以包括聚合物層。硬鈍化層是無機電介質層，諸如例如包括硅氧化物、硅氮化物或氧化物-氮化物合成物的層。
[0022]圖1示出半導體器件或半導體封裝100。半導體封裝100包括半導體芯片10、再分布結構20和包封體30。半導體芯片10可以包括第一主面12、與第一主面12相對的第二主面14、以及例如在第一與第二主面12、14之間延伸的四個側面16。再分布結構20可以布置在半導體芯