半導體裝置及其制造方法

文檔序號：6889445閱讀：308來源：國知局

專利名稱：半導體裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包含半導體芯片的半導體裝置和該半導體裝置的制造方法。
背景技術：
近年來，在諸如便攜式裝置的電子設備的尺寸減小、薄型化和高密度化方面已經(jīng)取得了快速發(fā)展。此外，由于半導體裝置的加速和功能化升級，導致端子的數(shù)目增加。因此，對裝配有半導體芯片的封裝的薄型化、小型化和高密度化存在需求。
通常，諸如積層基板的包括穿通孔的基板已經(jīng)稱為布線基板。然而，由于基板厚并且其穿通孔節(jié)距大，因此難以將基板薄型化、小型化和高密度化。另外，穿通孔的存在使得基板不適合高速信號傳輸。
雖然一致地使用諸如帶式基板的薄基板，但是由于基板的制造方法，導致基板限于單個或者兩個互連層。另外，帶的基材顯著地膨脹和收縮，并且因此，圖案的位置精度比積層基板的位置精度差。因而，難以使帶式基板密度增加。
當安裝半導體芯片時，使用利用焊料球的倒裝芯片互連、利用金線的引線接合互連等。然而，在這些互連方法的任一情況下，都難以將節(jié)距變窄。
在倒裝芯片互連中，半導體芯片和布線基板通過使用極小的焊料球等形成的凸塊來互連。然而，隨著半導體芯片的端子數(shù)目增加或者其節(jié)距變窄，越來越難以實現(xiàn)基于凸塊的互連。另外，由于凸塊本身的強度減小，所以連接點容易斷開。此外，在連接部分處，電阻值增大。因此，由于根據(jù)電流方向導致金屬原子的遷移而趨于出現(xiàn)空隙，并且因此可能發(fā)生連接故障。
在引線接合互連中，以金線為代表的引線如果為了使節(jié)距變窄而減小其直徑則變得易于斷裂。另外，連接條件的余量減小，因而使得難以實現(xiàn)穩(wěn)定的互連。
作為上述倒裝芯片互連的示例，專利文獻1 (日本專利特開
No.2001-185653)公開了一種半導體裝置，在該半導體裝置中，在其中
心具有開口并由金屬等制成的框架提供在包括互連層和通孔的多層有機絕緣基板上，并利用凸塊將半導體芯片安裝在開口中。另外，專利
文獻2 (日本專利特開>10.2001-144245)公開了一種半導體封裝，在該半導體封裝中，具有開口的框架型的金屬板提供在多層樹脂布線基板上，并且利用凸塊將半導體芯片安裝在開口中。
近來，已經(jīng)提出了一種根據(jù)適于半導體芯片的連接節(jié)距的設計規(guī) 則在半導體芯片上直接形成多層互連結構的技術，作為能夠高密度化的封裝技術。
專利文獻3 (日本專利特開No.2002-16173)公開了一種半導體裝置，該半導體裝置包括基板，其具有凹部并且由底板和樹脂框架材料組成；半導體芯片，其安裝在該凹部內；以及多層互連結構，其包括有機絕緣層、金屬通孔以及互連層，并且所述多層互連結構被提供為覆蓋半導體芯片和基板的表面。
專利文獻4 (日本專利特開No.2002-246506)公開了一種多層印刷布線板，該多層印刷布線板包括樹脂基板，其具有凹部；IC芯片，
其安裝在該凹部內；以及多層互連結構，其被提供成覆蓋該IC芯片和基板的表面。該專利文獻還公開了一種多層印刷布線板，在該多層印刷布線板中，基板由板型的熱沉和具有貫通的開口的樹脂層組成，ic 芯片安裝在該基板的開口中，以及多層互連結構提供在基板上。
專利文獻5 (日本專利特幵No.2004-335641)公開了一種制造包
含半導體元件的基板的方法，該方法包括將半導體芯片接合到第一
片(sheet);準備具有開口并且由絕緣樹脂組成的第二片，并放置第二片使得半導體芯片被容納在開口中；層壓由樹脂層和導電層組成的第三片，樹脂層位于導電層下方；將第一片、第二片和第三片一起熱壓接合；將半導體芯片的電極部分和第三片的導電層彼此電連接；以及對第三片的導電層進行圖案加工以形成互連。
專利文獻6 (日本專利特開No.2005-311249)公開了一種包含多
個部分的多層基板，該基板包括芯層，在該芯層中通過樹脂層層壓金屬層，并形成具有不同高度的幵口；電子組件，其安裝在該芯層的開口中；以及互連結構，其形成在芯層的兩個表面上。

發(fā)明內容
然而，上述的相關技術具有下述的問題。
在專利文獻1和2描述的技術中，如上所述，難以安裝具有窄的端子節(jié)距的半導體芯片。另外，由于連接部分容易斷開，因此難以提供高良率、高可靠性以及高密度的半導體裝置。
在專利文獻3、 4和5描述的技術中，樹脂用作位于半導體芯片周圍的框架材料。在如上所述的這樣的結構中，如果特別為了變薄的目的包含樹脂絕緣層的互連結構只提供在一側表面上，則由于樹脂材料的收縮率的差，導致容易出現(xiàn)扭曲。如果發(fā)生扭曲，在半導體芯片和互連之間的連接部分中趨于出現(xiàn)缺陷。另外，變得難以將半導體芯片裝配的基板安裝到另一基板上。此外，在半導體芯片中，應力產(chǎn)生，因此可能造成裝置特性的劣化。如果為了試圖抑制這樣的扭曲將框架材料或具有凹部的基板加厚或者提供加固板，則變得難以將半導體芯片變薄。
除了如上所述的這樣的扭曲問題之外，具有由樹脂制成的框架材料的結構還具有如下問題由于作為熱產(chǎn)生源的半導體芯片由組成多層互連結構的樹脂和組成框架材料的樹脂圍繞，所以熱輻射性能差。
專利文獻6中描述的技術趨于將尺寸(高度)不同的電子組件構建到基板中，并且因此，用于容納電子組件的芯層被形成為由樹脂層和多個金屬層組成的層壓結構。因而，該技術不趨于實現(xiàn)變薄。此外，該技術具有的問題是由于在形成芯層的過程中需要層壓工藝，所以制造步驟的數(shù)目增加。
本發(fā)明的目的在于提供一種裝置特性和可靠性優(yōu)良的高密度、薄型的半導體裝置以及制造該半導體裝置的簡化方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了下述的半導體裝置和制造該半導體裝置的方法。
(1) 一種半導體裝置，包括金屬框架，其包括貫通的開口；
半導體芯片，其提供在開口內；
絕緣層，其提供在金屬框架的上表面上，使得絕緣層覆蓋半導體芯片的上表面，所述上表面是所述半導體芯片的電路形成表面；
互連層，其在插入所述絕緣層的絕緣材料的情況下只提供在所述金屬框架的上表面?zhèn)?，所述互連層電連接到所述半導體芯片的電路；
通孔導體，其提供在半導體芯片的上表面上，以將半導體芯片的電路與互連層彼此電連接；
樹脂層，其提供在金屬框架的下表面上。(2) 根據(jù)項(1)所述的半導體裝置，還包括由填充貫通樹脂層的開口的金屬制成的金屬圖案，其中，金屬圖案至少提供在半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域中。
(3) 根據(jù)項(2)所述的半導體裝置，其中，樹脂層從金屬框架的下表面延伸到半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域，以及金屬圖案只提供在半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域中。
(4) 根據(jù)項(2)所述的半導體裝置，其中，金屬圖案具有從半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域延伸到金屬框架的下表面上的圖案部分。
(5) 根據(jù)項(4)所述的半導體裝置，其中，樹脂層從金屬框架
的下表面延伸到半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域，以及金屬圖案包括在半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域內提供的圖案部分以及連接到所述圖案部分并延伸到所述金屬框架的下表面上的線性圖案部分。
(6) 根據(jù)項(4)所述的半導體裝置，其中，所述金屬圖案覆蓋在半導體芯片的下表面的正下方的整個區(qū)域以及在金屬框架的下表面中圍繞半導體芯片的周邊區(qū)域。
(7) 根據(jù)項(1)至(5)中的任何一項所述的半導體裝置，其中，樹脂層提供金屬框架的下表面以及半導體芯片的下表面的正下方的區(qū) 域中，以及半導體裝置包括在半導體芯片和樹脂層之間提供的粘附層，以將半導體芯片和樹脂層彼此接合。
(8) 根據(jù)項(1)至(7)中的任何一項所述的半導體裝置，包括填充層，所述填充層由在半導體芯片的側表面和金屬框架的開口內的側表面之間的間隙中填充的絕緣材料制成。(9) 根據(jù)項(8)所述的半導體裝置，其中，填充層的上表面、半導體芯片的上表面以及金屬框架的上表面相互齊平。
(10) 根據(jù)項(8)所述的半導體裝置，其中，填充層的上表面突出到半導體芯片的上表面和金屬框架的上表面上方。
(11) 根據(jù)項(8)所述的半導體裝置，其中，填充層的上表面凹進到半導體芯片的上表面和金屬框架的上表面下方。
(12) 根據(jù)項(1)至(11)中的任何一項所述的半導體裝置，還
包括
第一導電體，其提供在絕緣層內并且具有與半導體芯片的上表面的接觸；
第二導電體，其提供在絕緣層內并且具有與金屬框架的上表面的
接觸；以及
導熱路徑，其包括位于絕緣層上的導電體層，以將第一導電體和第二導電體彼此連接。
(13) 根據(jù)項(12)所述的半導體裝置，其中，用于導熱路徑的導電體層由與互連層相同的材料制成。
(14) 根據(jù)項(1)至(13)中的任何一項所述的半導體裝置，還包括電連接到金屬框架的互連層。
(15) 根據(jù)項(14)所述的半導體裝置，其中，金屬框架通過互連層電連接到電源線或地線。
(16) 根據(jù)項(1)至(15)中的任何一項所述的半導體裝置，其中，半導體芯片的上表面和金屬框架的上表面彼此齊平。(17) 根據(jù)項(1)至(15)中的任何一項所述的半導體裝置，其中，半導體芯片的上表面突出到金屬框架的上表面上方。
(18) 根據(jù)項(I)至(15)中的任何一項所述的半導體裝置，其中，半導體芯片的上表面凹進到所述金屬框架的上表面下方。
(19) 根據(jù)項(1)至(18)中的任何一項所述的半導體裝置，包
括一個或多個互連結構層，所述互連結構層包括上層側絕緣層，其提供在絕緣層的上表面?zhèn)龋?通孔導體，其提供在上層側絕緣層中；以及
互連層，其提供在上層側絕緣層的上表面上并且通過通孔導體電連接到下互連層，以及
其中，所述半導體裝置還包括
最上絕緣層，其構成最上層；
通孔導體，其提供在最上絕緣層中；以及
外部端子，其提供在最上絕緣層的上表面上并且通過通孔導體電連接到下互連層。
(20) —種制造如項(1)所述的半導體裝置的方法，包括在金屬基材的一個表面上形成樹脂層；
通過從金屬基材的另一表面?zhèn)鹊慕饘倩闹行纬砷_口，使得樹脂層被暴露來得到金屬框架；
在半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安裝在開口內；
形成覆蓋金屬框架和半導體芯片的絕緣層；
形成與半導體芯片的上表面的導電部分連接的通孔導體；以及形成電連接到通孔導體的互連層。
(21) —種用于制造如項(2)所述的半導體裝置的方法，包括
14在金屬基材的一個表面上形成金屬圖案；形成覆蓋金屬圖案的樹脂層；
通過在從金屬基材的另一表面?zhèn)鹊慕饘倩闹行纬砷_口，使得金屬圖案保留來得到金屬框架；
在半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安裝在開口內；
形成覆蓋金屬框架和半導體芯片的絕緣層；
形成連接到半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；
形成電連接到通孔導體的互連層；以及
去除樹脂層，使得金屬圖案被暴露。
(22) —種用于制造如項(1)所述的半導體裝置的方法，包括在插入樹脂層的情況下，將支撐基板和金屬基材彼此接合；通過在金屬基材中形成開口，使得樹脂層被暴露來得到金屬框架；在半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安
裝在開口內；
形成絕緣層，以便覆蓋金屬框架和半導體芯片；形成要被連接到半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；形成要被電連接到通孔導體的互連層；以及將樹脂層和支撐基板彼此分離。
(23) —種用于制造如項(1)所述的半導體裝置的方法，包括在支撐基板上形成樹脂層和包括開口的金屬框架；在半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安
裝在金屬框架的開口內；
形成覆蓋金屬框架和半導體芯片的絕緣層；形成連接到半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；形成電連接到通孔導體的互連層；以及將樹脂層和支撐基板彼此分離。(24) 根據(jù)項(22)或(23)所述的用于制造半導體裝置的方法,
包括在支撐基板上或者在樹脂層上提供分離層，使得支撐基板通過分離層接合到樹脂層。
(25) 根據(jù)項(20)至(24)中的任何一項所述的用于制造半導體裝置的方法，其中，在安裝半導體芯片時，在插入粘附層的情況下安裝半導體芯片。
(26) 根據(jù)項(20)至(25)中的任何一項所述的用于制造半導體裝置的方法，包括在開口內安裝的半導體芯片的側表面和金屬框架的開口內的側表面之間的間隙中填充絕緣材料。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供了一種裝置特性和穩(wěn)定性優(yōu)良的高密度、薄型半導體裝置以及用于制造該半導體裝置的簡易方法。

圖1是示出本發(fā)明的半導體裝置的第一示例性實施例的一個示例的示意性橫截面圖2是示出本發(fā)明的半導體裝置的第一示例性實施例的另一示例的示意性橫截面圖3是示出本發(fā)明的半導體裝置的第一示例性實施例的又一示例的示意性橫截面圖4是示出本發(fā)明的半導體裝置的第一示例性實施例的又一示例的示意性橫截面圖5是示出本發(fā)明的半導體裝置的第一示例性實施例的又一示例的示意性橫截面圖6是示出本發(fā)明的半導體裝置的第一示例性實施例的又一示例的示意性橫截面圖7是示出本發(fā)明的半導體裝置的第二示例性實施例的一個示例的示意性橫截面圖；圖8A是示出本發(fā)明的半導體裝置的第三示例性實施例的一個示例的示意性橫截面圖8B是示出本發(fā)明的半導體裝置的第三示例性實施例的示例的示意性立體圖9A是示出本發(fā)明的半導體裝置的第三示例性實施例的另一示例的示意性橫截面圖9B是示出本發(fā)明的半導體裝置的第三示例性實施例的示例的示意性立體圖9C是示出本發(fā)明的半導體裝置的第三示例性實施例的另一示例的示意性立體圖IOA是示出本發(fā)明的半導體裝置的第四示例性實施例的一個示例的示意性橫截面圖10B是示出本發(fā)明的半導體裝置的第四示例性實施例的示例的示意性立體圖10C是示出本發(fā)明的半導體裝置的第四示例性實施例的另一示例的示意性立體圖IOD是示出本發(fā)明的半導體裝置的第四示例性實施例的又一示例的示意性立體圖10E是示出本發(fā)明的半導體裝置的第四示例性實施例的又一示例的示意性立體圖ll是示出用于制造本發(fā)明的半導體裝置的方法的一個示例的橫截面工藝圖12是示出用于制造本發(fā)明的半導體裝置的方法的另一示例的橫截面工藝圖13是示出用于制造本發(fā)明的半導體裝置的方法的又一示例的橫截面工藝圖14是示出用于制造本發(fā)明的半導體裝置的方法的又一示例的橫截面工藝圖；以及
圖15是示出用于制造本發(fā)明的半導體裝置的方法的又一示例的橫截面工藝圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。
第一示例性實施例
圖1是示出本發(fā)明的半導體裝置的構造的一個示例的示意性橫截面圖。在圖1中所示的構造中，半導體芯片4通過粘附層15安裝在由金屬框架11和樹脂層12組成的基材13的凹部內。在該半導體芯片
14和金屬框架11之間的溝槽中填充絕緣材料，并且因而形成填充層 16。另外，在其中安裝半導體芯片14的基材13上提供互連結構21。
在該互連結構21中，通過插入絕緣層18來形成互連層17，以及上層側互連和下層側互連通過通孔彼此電連接。半導體芯片的外部端子1通過通孔19a電連接到上層側互連層17。外部端子20提供在互連結構21的最上表面上。該外部端子20通過在絕緣層18內提供的通孔 19和互連層17，電連接到半導體芯片14。
在該構造中，組成半導體芯片14的外圍的框架11只由剛性方面優(yōu)于樹脂的金屬構成。另外，在金屬框架的下表面?zhèn)忍峁┑臉渲瑢幽?夠減輕由于在金屬框架的上表面?zhèn)壬咸峁┑慕^緣層18的收縮所導致的應力。這抑制了在制造的過程中或者完成了制造之后半導體裝置的扭曲和波動。由于在制造過程中可以抑制扭曲和波動，所以可以精確地形成要被提供在絕緣層中的互連層和通孔。另外，由于可以抑制完成后的半導體裝置的扭曲和波動，所以能夠提高可靠性。還可以將半導體芯片精確地安裝在另一基板等上。結果，可以將半導體裝置變薄。
另外，由于框架ll由金屬組成，所以可以改進熱輻射性能，由此穩(wěn)定元件的操作。
此外，半導體裝置具有的結構為半導體芯片14的導電部分(外
18部端子l)和通孔19a直接彼此連接而不使用諸如焊料的任何連接材料，由此將半導體芯片14電連接到互連層17。因此，可以容易地安裝具有
窄的端子節(jié)距、高密度電路的半導體芯片。另外，可以抑制連接電阻并且防止連接故障。
用于制成金屬框架11的金屬的示例包括銅、鎳、鋁、金、銀、鈀、
鉑、鐵、不銹鋼、鋅、鎂、鈦、42-合金、鉻、釩、銠、鉬和鈷。根據(jù)
需要，可以使用從這些金屬中選擇的僅一種金屬或者多個材料，并且金屬框架可以具有單層結構或者由多個金屬構成的層壓結構。在這些金屬之中，從成本、可加工性等觀點看，優(yōu)選銅或銅合金。如果擔心在半導體元件中會造成性能劣化的金屬污染，可以使用諸如鎳的具有
阻擋特性的材料?？商孢x地，可以提供具有阻擋特性的這樣材料制成的覆蓋層。
根據(jù)將要安裝的半導體芯片14的厚度，可以適當?shù)剡x擇金屬框架 11的厚度。如果如圖1中所示半導體芯片14的電路形成表面(上表面) 和金屬框架11的上表面幾乎彼此齊平，則在提供互連結構21時的穩(wěn) 定性得以提高，因而使得容易形成微小的連接和互連。如果如圖2所示的半導體芯片14的上表面突出到金屬框架11的上表面上方，則可以形成極小的電連接，由此滿足將節(jié)距變窄的需要。另外，當將半導體芯片14安裝在基材13中時所使用的工具對金屬框架11沒有干涉。因而，可以改進安裝精度。如果如圖3所示半導體芯片14的上表面凹進到金屬框架11的上表面下方，則容易防止半導體芯片14的邊緣的破片和分離。
通過將有機樹脂層i2提供在金屬板上，然后通過蝕刻形成開口，可以得到金屬框架11。
在本示例中，通過插入15jim厚的粘附層15來將110(am厚的半導體芯片14安裝在由125jim厚的銅膜制成的金屬框架11的開口中。脂、BCB (苯并環(huán)丁烯)、PBO (聚苯并卩惡唑)、聚降冰片烯樹脂或者通過用這些樹脂中的任何樹脂浸漬由玻璃布或芳綸纖維形成的織物或非織物中而制成的材料，來作為有機材料。具體來說，由于聚酰亞胺
樹脂、PBO或者通過用樹脂浸漬織物或非織物中制成的材料在諸如膜
強度、拉伸模量和斷裂時的拉伸百分比的機械性能方面優(yōu)良，并且因此可以獲得高的可靠性，所以這些材料是可優(yōu)選的。
雖然在圖1中，有機樹脂層12被提供成覆蓋金屬框架11的整個
下表面，但是本示例性實施例不限于此。可替選地，根據(jù)期望的效果，
金屬框架11的下表面可以不被完全覆蓋。在本示例中，使用10pm厚的聚酰亞胺樹脂，并且有機樹脂層被提供成與金屬框架11的尺寸相同的尺寸。
在本示例性實施例中，與半導體芯片14的電路形成表面(上表面) 相反的半導體芯片14的相反表面(下表面)通過插入粘附層15而接合到有機樹脂層12。根據(jù)需要，通過研磨半導體芯片14的后表面，半導體芯片14在使用之前可以變薄。在本示例中，使用110)im厚的半導體芯片14。
粘附層15用于將半導體芯片14和有機樹脂層12接合在一起。對于粘附層，可以使用諸如環(huán)氧基、聚酰亞胺基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基或環(huán)氧丙烯酸酯基材料的有機材料或者包含銀膏或焊料材料作為主要組份的材料。如圖4中所示，如果有機樹脂層12本身具有接合能力，則半導體芯片14可以直接接合到有機樹脂層12上?？梢允褂镁?br> 有熱塑性的有機材料或者在還沒有經(jīng)受硬化反應的狀態(tài)中的有機樹脂作為具有接合能力的有機樹脂層12。在本示例中，形成由聚酰亞胺基材料制成的15pm厚的粘附層。
填充層16由在半導體芯片14的側表面與金屬框架11的開口的內
表面之間存在的間隙中填充的絕緣材料制成。形成該間隙，以便避免
當將半導體芯片14安裝在金屬框架11的開口內時受到工具干涉?？?br> 以使用諸如環(huán)氧基、聚酰亞胺基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基或環(huán)氧丙烯酸酯基樹脂的有機材料或者通過將以二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等作為代表的無機填充劑添加到這些有機材料中任意的有機材料中制成
的材料作為該絕緣材料。如果可以用用于互連結構21的絕緣層18的材料來填充該間隙，則可以利用該材料來形成填充層。
在圖1中，填充層16的上表面與半導體芯片14的上表面齊平。可替選地，如圖6中所示，填充層16的上表面可以突出到半導體芯片的上表面上方，或者如圖5中所示，填充層16的上表面可以凹進到半導體芯片的上表面下方。如果填充層16的上表面突出，則可以保護半導體芯片14的邊緣，從而防止邊緣的破片或分離。還可以減輕由互連結構21施加到半導體芯片14的應力，從而提高了可靠性。另一方面，如果填充層16的上表面凹進到半導體芯片14的上表面下方，則變得容易控制將要填充的絕緣材料的量。因而，可以以穩(wěn)定的方式來制造半導體裝置。在圖2和圖3中所示的結構中，可以具有如下結構填充層16的上表面突出到半導體芯片和金屬框架的上表面上方，以及填充層16的上表面凹進到半導體芯片和金屬框架的上表面下方。在這些情況下，可以得到合并各個結構的優(yōu)點的效果。在本示例中，不含填充劑的環(huán)氧基有機材料用作絕緣材料以形成填充層，該填充層的上表面位于比半導體芯片的上表面低大致3pm。
互連結構21由絕緣層、絕緣層上的互連層、絕緣層中提供的通孔以及互連結構的最上表面上提供的外部端子20組成，其中，互連層17 和絕緣層18交替地層壓。半導體芯片14的端子I到外部端子20通過在絕緣層18內提供的通孔和互連層相互電連接。半導體芯片的端子1
2直接連接到絕緣層內的通孔19a而不用通過凸塊。
可以提及諸如銅、金、鎳、鋁、銀、鈀等的導電材料作為用于互連層17的材料?？梢詥为毷褂眠@些材料中的一種或者使用組合的多種材料。從電阻值和成本的觀點來看，銅或銅合金是可優(yōu)選的。另外，鎳能夠防止諸如絕緣材料的其他材料與互連材料的界面反應。鎳通過利用其作為磁性物質的特性的優(yōu)點還可以用作阻性互連或來用作感應
器。在本示例中，利用下述的半添加法(利用濺射法來形成供電層) 來形成10inm厚的銅互連。
對于絕緣層18，可以使用與上述的有機樹脂層12的有機材料相同的材料。具體來說，由于聚酰亞胺樹脂、PBO或者通過用樹脂浸漬織物或非織物中制成的材料的諸如膜強度、拉伸模量和斷裂時的拉伸百分比的機械特性方面優(yōu)良并且因此可以獲得高的可靠性，所以這些材料是可優(yōu)選的。在本示例中，由聚酰亞胺樹脂制成的l(Him厚的絕緣層形成在金屬框架和互連層之間、半導體芯片和互連層之間、下層側互連層和上層側互連層之間以及互連層和外部端子之間。
通孔19和19a提供在絕緣層18內，以將半導體芯片的端子1連接到互連層、將下層側互連層連接到上層側互連層以及將互連層連接到外部端子20。通過在絕緣層中形成通路孔，然后當形成用于形成互連層的導電膜時在通路孔中填充導電材料，可以形成通孔。通過在通路孔中填充導電材料或通過沿著通路孔的內壁表面形成導電材料來也可以形成通孔，從而與互連層的形成分開。作為另一方法，在將要形成通孔的位置中先形成電鍍柱(plated post)，然后在其上方形成絕緣膜。然后，通過拋光的方式來研磨絕緣膜的表面，以便暴露出電鍍柱。因而可以得到通孔。根據(jù)該電鍍柱方法，不需要在絕緣層中先形成通路孔?？商孢x地，可以應用如下結構通過采用電感性耦合、電容性耦合等迸行電連接，作為用于通孔的替代方式。還可替選地，開口可以形成在將要提供有互連層的絕緣層中，其中，絕緣層是傾斜的，然后可以在上互連層和下互連層之間以及在半導體芯片和互連層之間進行直接連接。還可替選地，半導體芯片14和互連層之間的部分連接可以通過光耦合的方式來進行。在這種情況下，光學互連可以用作互連層。在本示例中，利用電鍍柱方法來形成由銅制成的通孔。
外部端子20提供在互連結構的最上表面上，并且通過通孔和互連層而電連接到半導體芯片14。
外部端子20可以由層壓了多個層的層壓體來形成?？紤]到例如在外部端子20的表面上提供的焊料球的可濕性或與接合引線的連接性，
外部端子的表面可優(yōu)選地由從金、銀、銅、錫和焊料材料組成的組中選擇的至少一種類型的金屬或其合金形成。
雖然在圖1中，在互連結構上沒有提供任何的阻焊劑，但是在互
連結構上可以提供阻焊劑，使得在互連結構中暴露外部端子20的至少一部分。如果提供阻焊劑，則只有阻焊劑的開口內的外部端子20的表面可以由從金、銀、銅、錫和焊料材料組成的組中選擇的至少一種類型的金屬或其合金形成。
外部端子可以形成為如下結構形成阻焊劑的圖案，然后將外部
端子提供成覆蓋阻焊劑的開口。
在本示例中，10pm厚的銅圖案被形成為外部端子20，然后形成阻焊劑(未示出)。然后，只在阻焊劑的開口內的銅膜上沉積3pm厚的鎳膜(未示出)和0.5pm厚的金膜(未示出)，使得最上表面由金形成。
如圖中所示出的，本示例性實施例示出其中提供有兩個互連層和三個絕緣層的情況。然而，本示例性實施例不限于此?；ミB層的數(shù)目和絕緣層的數(shù)目可以被適當?shù)卦O定。另外，互連層可以提供在其上提供有外部端子20的絕緣層上?？梢栽谛纬赏獠慷俗拥耐瑫r，形成該互連層。
根據(jù)本示例性實施例的結構，可以得到抑制扭曲和波動的穩(wěn)定構造。因此，可以密集地提供極小的互連，并且由此得到薄的半導體裝置。另外，由于半導體芯片由金屬框架、有機樹脂層以及互連結構覆蓋，所以當半導體裝置安裝在另一基板等上時出現(xiàn)的應力沒有直接施加到半導體芯片。因此，提高了二次封裝的可靠性。此外，半導體芯片和互連結構彼此連接，而在其間沒有插入諸如焊料的任何連接材料。因此，與被稱為一次封裝的條件不同，可以得到穩(wěn)定的耦合結構。由于連接部分的電阻小并且連接故障被抑制，所以可以穩(wěn)定用于半導體元件的電源供應。
第二示例性實施例
圖7是示出本發(fā)明的半導體裝置的構造的另一示例性實施例的示意性橫截面圖。本示例性實施例與第一示例性實施例的不同之處在于，金屬框架11電連接到互連結構21的互連層。構造的剩余部分與第一示例性實施例的相同。另外，如在第一示例性實施例中所描述的，該
構造可以與圖2至圖6中所示的構造中的任意構造組合。
在互連結構21中，金屬框架ll、半導體芯片14的電路和外部端子20通過在絕緣層18內提供的通孔19和19b以及互連層相互電連接。
例如以下面的方式，可以形成用于電連接金屬框架11和互連結構 21的通孔19b。 S卩，通過執(zhí)行電鍍法、蝕刻法、機械加工法、印刷法、形成具有接合引線的立柱凸塊的方法和轉印膏材料的方法等，在金屬框架11上，以期望的位置和期望的形狀來提供導電體。此后，提供絕緣層，并且通過加工絕緣層來暴露導電體?？商孢x地，通過在形成絕緣層后形成通路孔，然后在通路孔中提供導電體，可以形成通孔。如果此時感光材料用于絕緣層，則通過光刻的方式可以形成通孔。如果此時非感光材料(或者具有低的圖案分辨率的感光材料)用于絕緣層，則可以利用激光加工法、干蝕刻法或噴砂法來形成通孔。除了這些方法之外，可以采用與第一示例性實施例的互連結構的通孔的構造和形成方法相同的構造和形成方法。
根據(jù)本示例性實施例的構造，除了第一示例性實施例的優(yōu)點之外，可以向金屬框架11增加諸如電源和接地的電功能。因而，可以改善半導體裝置的電特性。此外，由于在互連結構21中提供的電源電路和接地電路等的面積可以減小，所以可以減小互連結構21的互連層的數(shù)目。結果，可以實現(xiàn)低成本和高良率。
第三示例性實施例
圖8A、 8B、 9A、 9B和9C是示出本發(fā)明的半導體裝置的另一示例性實施例的示意性說明圖。圖8A和圖9A是橫截面圖，而圖8B、圖 9B和圖9C是從半導體裝置的下表面?zhèn)瓤吹牧Ⅲw圖。本示例性實施例與第一示例性實施例的不同之處在于，在有機樹脂層12中提供貫通的金屬圖案22。對于本示例性實施例的剩余部分，可以應用與第一示例性實施例和第二示例性實施例的構造相同的構造。另外，如第一示例性實施例中所描述的，該構造可以與圖2至圖6中所示的構造中的任意構造組合。
在圖8A和圖8B中，提供了由單個正方形或矩形圖案構成的金屬圖案22。在圖9A、 9B和9C中，提供了由多個正方形或矩形圖案構成的金屬圖案22。
金屬圖案22被提供為處于如下狀態(tài)金屬圖案22的至少一部分在其膜厚度方向上貫通有機樹脂層12。因而，半導體裝置具有在有機絕緣層12的兩個表面處暴露金屬圖案22的結構。該金屬圖案22能夠改善半導體裝置14的熱輻射性能。
25用于制成金屬圖案的金屬的示例包括銅、鎳、鋁、金、銀、鈀、鉑、鐵、不銹鋼、鋅、鎂、鈦、42-合金、鉻、釩、銠、鉬和鈷。根據(jù) 需要，可以使用從這些金屬中選擇的僅一種金屬或者多個材料，并且金屬框架可以具有單層結構或者由多個金屬構成的層壓結構。在這些金屬之中，從成本、可加工性等觀點看，銅或銅合金是可優(yōu)選的。如果擔心在半導體元件中會造成性能劣化的金屬污染，金屬圖案可以由諸如鎳的具有阻擋特性的材料形成。可替選地，暴露于半導體芯片的金屬圖案22的表面可以由具有阻擋特性的材料覆蓋。
通過在被機器制造成金屬框架ll之前首先在金屬板的下表面上的期望位置形成期望形狀的金屬圖案，然后提供有機樹脂層12并加工該
有機樹脂層以暴露金屬圖案，可以形成該金屬圖案22?？商孢x地，通過在形成有機樹脂層18之后形成開口圖案，然后在開口圖案內提供導
電體，可以形成金屬圖案。
如圖8A和圖8B中所示，根據(jù)熱輻射性能的需要，金屬圖案可以被形成為具有適于半導體芯片14的安裝區(qū)域的形狀的單個圖案。可替選地，如圖9B和圖9C中所示，金屬圖案可以被形成為由多個圖案部分的組合構成的圖案。
從防止在制造時的缺陷的觀點看，如金屬圖案的局部缺乏，半導體裝置可以具有金屬圖案的一部分被有機樹脂層12覆蓋的結構。另外，可以提供由金屬或有機樹脂制成的停止層，使得有機樹脂層12和金屬圖案22之間的邊界的至少一部分被停止層覆蓋。
在本示例中，形成由鎳制成的10pm厚的金屬圖案22，以及金屬圖案22被用作有機樹脂層22的聚酰亞胺樹脂覆蓋，然后，利用拋光法來暴露金屬圖案22。
為了進一步增強熱輻射性能，可以將散熱器板或熱沉提供成與金屬圖案22接觸。
如果在半導體芯片14和有機樹脂層12之間提供粘附層15，則除
了先前提及的諸如環(huán)氧基、聚酰亞胺基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基或環(huán)氧丙烯酸酯基材料的有機材料以及包含銀膏或焊料材料作為主要組份的材料之外，可以使用通過將由金屬材料或無機材料制成的填充劑添加到諸如環(huán)氧基、聚酰亞胺基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基或環(huán)氧丙烯酸酯基材料的有機材料來改善熱輻射性能的材料。
根據(jù)本示例性實施例的結構，除了第一示例性實施例的優(yōu)點和/或第二示例性實施例的優(yōu)點之外，還可以改善半導體裝置的熱輻射性能，從而穩(wěn)定元件的操作。此外，由于半導體芯片的安裝區(qū)沒有完全被有機樹脂層覆蓋，所以可以減小由于有機樹脂層的收縮導致的應力，從而提高元件的可靠性。
第四示例性實施例
圖IOA至圖IOE是示出本發(fā)明的半導體裝置的另一示例性實施例的示意性說明圖。圖10A是橫截面圖，而圖IOB至圖IOE是從半導體裝置的下表面?zhèn)瓤吹牧Ⅲw圖。本示例性實施例與第三示例性實施例的不同之處在于金屬圖案22的形狀和布局。對于本示例性實施例的剩余部分，可以應用與第三示例性實施例的構造相同的構造。
在上述的第三示例性實施例中，只在半導體芯片的安裝區(qū)內提供金屬圖案。與此不同，在本示例性實施例中，金屬圖案被提供為其范圍從半導體芯片的安裝區(qū)到金屬框架。根據(jù)該結構，可以有效地將半
導體芯片的熱釋放到金屬框架，從而進一步改善熱輻射性能。
在圖10A至圖10C中，在半導體芯片的安裝區(qū)內，提供了多個小的多邊形(矩形、正方形等)圖案或者多個小的圓形圖案，并且多個線性圖案連接到這些小圖案并延伸到金屬框架上。在這些圖中，多個小圖案以矩陣形式的方式來布置，以及線性圖案連接到最外周的小圖案。具體在圖10C中，相鄰的小圖案相互連接，因而形成從內部小圖案通過外部小圖案導向金屬框架的熱輻射路徑，從而增強熱輻射的效果。
在圖10D中，在半導體芯片的安裝區(qū)內，提供具有適于半導體芯片的安裝區(qū)的形狀的單個圖案部分，以及多個線性圖案連接到該圖案部分并延伸到金屬框架上。
在圖10E中，提供單個圖案來覆蓋半導體芯片的整個安裝區(qū)以及在半導體芯片的安裝區(qū)的外圍的金屬框架的一部分。
在圖IOA至圖IOD所示的金屬圖案中，從半導體芯片到金屬框架
的熱輻射路徑由線性圖案構成。另外，在半導體芯片的外周和金屬框架的開口的內周之間的邊界沒有完全被金屬圖案覆蓋。因而，可以減小在該邊界周圍引起的應力。
圖10E中所示的金屬圖案具有大面積的、從半導體芯片到金屬框架的熱輻射路徑。因此，可以得到甚至更大的熱輻射效果。
第五示例性實施例
在本示例性實施例中，除了在互連結構21中半導體裝置包括要被連接到半導體芯片的上表面的第一通孔、要被連接到金屬框架的上表面的第二通孔以及要被連接到這些通孔的導電體層之外，可以應用與第一示例性實施例至第四示例性實施例的構造相同的構造。
可以以與第一示例性實施例中說明的要被連接到半導體芯片的端子的通孔相同的方式來形成第一通孔。同樣，可以以與第二示例性實施例中說明的要被連接到金屬框架的通孔相同的方式來形成第二通孔?？梢砸耘c互連層相同的方式來形成將連接到第一通孔和第二通孔的導電體層。
根據(jù)本示例性實施例的結構，由于形成了由第一通孔、導電體層和第二通孔構成的熱輻射路徑，所以可以改善半導體裝置的熱輻射性
在此前描述的每個示例性實施例中，用作電路噪聲濾波器的電容器可以提供在金屬框架11或互連結構21的期望位置處。用于構成電
容器的電介質材料的示例包括諸如氧化鈦、氧化鉭、A1203、 Si02、Zr02、 Hf02或Nb205的金屬氧化物、諸如BST (BaxSrKxTi03) 、 PZT (PbZrxTVx03)或PLZT (Pb卜yLayZrxTi!.x03)的l丐鈦礦基材料(O蕓x Sl， 0<y<l)以及諸如SrBi2Ta209的Bi基層形式的化合物?？商孢x地，可以使用通過將這些無機材料或磁性材料中的任意材料與有機材料混合來制成的材料。另外，可以利用具有9或更大的介電常數(shù)的材料來形成單個絕緣層18或多個絕緣層，可以在與金屬框架11、互連層17 或外部端子20相對的位置來形成相對電極，從而提供用作電路噪聲濾波器的電容器?？梢允褂蒙鲜鲭娊橘|材料中的一種來作為用于構成這樣的電容器的電介質材料。
制造的示例1
圖11 (a)至圖11 (f)示出了用于說明制造圖1中所示的半導體裝置的方法的橫截面工藝圖。
首先，如圖ll (a)中所示，準備用作金屬框架11的金屬板23, 以及金屬板23的表面根據(jù)需要經(jīng)受諸如濕法清洗、干法清洗、平坦化或粗糙化的處理?？梢允褂蒙鲜鲇糜诮饘倏蚣艿慕饘俨牧现械囊环N來作為金屬板23的材料。在本示例中，125pin厚的銅板用作該金屬板。
接著，如圖ll (b)中所示，在金屬板23的一個表面上形成有機樹脂層12。可以使用上述有機材料中的一種作為用于有機樹脂層12的
29材料。如果使用液態(tài)有機材料，則可以使用旋涂法、管芯涂敷法、落簾涂敷法、阿爾法涂敷法和印刷法等來形成有機樹脂層。如果干膜、樹脂涂敷的銅箔以及預浸材料等用作有機材料，則可以利用層壓法、按壓法、真空氣氛下的層壓法和真空氣氛下的按壓法等來形成有機樹脂層。如果使用熱固材料或含溶劑的材料，則在形成樹脂的過程中或
者在該過程后執(zhí)行用于固化和干燥的熱處理。在本示例中，形成由10pm
厚的聚酰亞胺樹脂制成的有機樹脂層。
接著，如圖11 (C)中所示，在金屬板23中提供開口以形成金屬板11。可以使用濕蝕刻法、干蝕刻法、機械加工法、激光加工法或其組合來形成開口。在濕蝕刻法或干蝕刻法中，使用具有適于要被形成開口的開口圖案的蝕刻掩模(未示出)以選擇性地蝕刻金屬板的、沒
有被掩模覆蓋的開口部分。在完成蝕刻之后，蝕刻掩模可以被去除或者可以被留下。當需要去除蝕刻掩模時，使用蝕刻液體來去除蝕刻掩
模，而沒有蝕刻金屬框架11和有機樹脂層12。如果難以通過蝕刻去除
蝕刻掩模，則可以通過拋光的方式去除蝕刻掩模。
如果擔心會造成半導體芯片14的性能劣化的金屬污染，則可以使
用諸如鎳的具有阻擋特性的材料來作為金屬框架的材料?？商孢x地，在形成開口之后，可以用阻擋材料來覆蓋金屬框架11的表面。用于形成涂層的方法的示例包括電解電鍍法、非電解電鍍法、濺射法、溶膠-
凝膠法、氣相沉積法以及CVD (化學氣相沉積)法。
在本示例中，通過利用環(huán)氧基抗蝕劑材料作為蝕刻掩模來濕蝕刻金屬板23，然后去除該蝕刻掩模，形成金屬框架ll。
注意的是，在將金屬框架固定到支撐基體或支撐構件的情況下可優(yōu)選地執(zhí)行在從形成開口的步驟到安裝半導體芯片的步驟的各個步驟中的處理，使得對開口的底部沒有造成損害。接著，如圖ll (d)中所示，在插入粘附層15的情況下，半導體芯片M在金屬框架11的開口內接合到有機樹脂層12上。如果當安裝半導體芯片14時需要對準標記，則可以利用蝕刻法、印刷法、電鍍法、激光加工法、噴砂法、機械加工法、濺射法、氣相沉積法或其組合，在金屬框架11和有機樹脂層12的一個或這兩者中形成對準標記。在
圖11中，半導體芯片14的電路形成表面和金屬框架11的表面基本上彼此齊平?？商孢x地，通過適當?shù)剡x擇半導體芯片14和粘附層15的厚度，可以形成其中半導體芯片14的電路形成表面突出到金屬框架11 的表面上方的結構(圖2)，或者可以形成其中半導體芯片14的電路形成表面凹進到金屬框架11的表面下方的結構(圖3)。
形成粘附層15，以便將半導體芯片14和有機樹脂層12彼此接合。在安裝半導體芯片14之前，可以在與半導體芯片14的電路形成表面相反的半導體芯片14的表面(下表面)上或者在基材13的開口內形成粘附層15。當在半導體芯片14上形成粘附層15時，可以使用其中在晶圓級在下表面上形成粘合劑層，然后將晶圓切割成多個芯片的方法。當在基材13內形成粘附層15時，可以提供粘性的膏狀或片狀的材料?？梢允褂弥T如環(huán)氧基、聚酰亞胺基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基或環(huán)氧丙烯酸酯基材料的有機材料或者主要包含銀膏或焊料材料作為
主要組份的材料，來作為粘附層15的材料?？梢酝ㄟ^加壓、熱處理或其組合的方式，利用粘附層15,將半導體芯片14和有機樹脂層12接合在一起。另外，根據(jù)需要，可以進行濕法清洗或干法清洗。
如圖4中所示，如果有機樹脂層12本身具有接合能力，則半導體芯片14可以直接接合到有機樹脂層12上。為了使有機樹脂層本身具有接合能力，可以使用具有熱塑性的有機材料或者處于還沒有經(jīng)受熱固化反應的狀態(tài)下的有機樹脂作為有機樹脂層的材料。通過將半導體芯片提供在如上所述的這樣的有機樹脂層上，然后進行加壓、熱處理或者其組合，可以執(zhí)行接合步驟。另外，根據(jù)需要，可以進行濕法清洗或干法清洗。在本示例中，使用110pm厚的半導體芯片14，并且形成由聚酰亞胺基材料制成的15pm厚的粘附層15。
接著，如圖11 (e)中所示，在金屬框架11的開口內的側表面和半導體芯片14的側表面之間的間隙中填充絕緣材料，以形成填充層15。形成該間隙，以便避免當將半導體芯片14安裝在金屬框架11的開口內時的工具干擾?？梢允褂脤⒄承越^緣材料從噴嘴注入的方法、噴墨法、印刷法、轉印法和灌注法等來填充絕緣材料。可以使用諸如環(huán)氧基、聚酰亞胺基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基或環(huán)氧丙烯酸酯基材料的有機材料或者通過將以二氧化硅、氧化鋁和氧化鈦等作為典型的無機填充劑添加到這些有機材料中的任何一種中制成的材料，來作為絕緣材料。
在圖11中，填充層16的上表面與半導體芯片14的上表面齊平。可替選地，如圖6中所示，填充層的上表面可以突出到半導體芯片14 的上表面上方，或者如圖5中所示，填充層的上表面可以凹進到半導體元件14的上表面下方。
在本示例中，利用不含填充劑的環(huán)氧基有機材料作為絕緣材料，形成其上表面比半導體芯片的上表面低大致3pm的填充層。
接著，如圖ll (f)中所示地形成互連結構21?；ミB結構2I由絕緣層18、被提供有插入有絕緣層的互連層17、通孔1和19以及在互連結構的最上表面上提供的外部端子20構成，其中，互連層17和絕緣層18交替地層壓?；ミB層17或者絕緣層18可以根據(jù)需要首先形成在半導體芯片14的暴露表面上。當提供互連結構21時，在半導體芯片14上可以先形成用于對準的圖案，以進行與互連結構的對準。如果半導體芯片14和金屬框架11之間的對準精度令人滿意，則可以在金屬框架11中形成用于對準的圖案。利用蝕刻法、印刷法、電鍍法、激光加工法、噴砂法、機械加工法、濺射法、氣相沉積法或其組合，可以形成這些用于對準的圖案。
用于互連層17的材料的示例包括諸如銅、金、鎳、鋁、銀和鈀的導電材料。可以組合地使用從這些材料中選擇的僅一個材料或者多個材料。從電阻值和成本的觀點來看，銅或銅合金是可優(yōu)選的。另外，鎳能夠防止諸如絕緣材料的其他材料與互連材料的界面反應。鎳通過利用其作為磁性物質的特性的優(yōu)點還可以用作電阻互連或電感器。在本示例中，利用下述的半添加法(利用濺射法來形成供電層)來形成
10pm厚的銅互連。
可以使用減數(shù)法、半添加法、全添加法等作為形成互連層17的方
法。減數(shù)法是一種如下的方法在基板上提供的銅箔上形成具有預定圖案的抗蝕劑，然后在使用該抗蝕劑作為掩模蝕刻掉不需要的銅箔之后去除抗蝕劑，從而形成預定的互連圖案。半添加法是一種如下的方法在使用非電解電鍍法、濺射法、CVD (化學氣相沉積)法等形成供電層之后，形成具有預定圖案的抗蝕劑，使用電解電鍍法在供電層中沒有被該抗蝕劑覆蓋的部分上沉淀金屬，以及去除抗蝕劑和其下的供電層，從而得到預定的互連圖案。全添加法是一種如下的方法在將非電解電鍍催化劑吸附到基板上之后形成抗蝕劑圖案，利用該抗蝕劑作為掩模來活化催化劑，使用非電解電鍍法在沒有被該抗蝕劑覆蓋的區(qū)域中沉淀金屬，以及去除抗蝕劑，從而得到預定的互連圖案。作為另一方法，在絕緣層中提供具有與預定互連圖案相對應的圖案的凹部，以及在使用非電解電鍍法、濺射法、CVD法等形成供電層之后，使用非電解電鍍法或電解電鍍法形成金屬膜以便覆蓋凹部，以及將金屬膜的表面拋光以去除凹部外部的金屬。因而，可以得到在凹部中掩埋的互連層。
可以利用與上述有機樹脂層12的有機材料相同的材料，以通常的方式形成絕緣層18。具體來說，由于聚酰亞胺樹脂、PBO或者通過用
33樹脂浸漬織物或非織物而制成的材料的諸如膜強度、拉伸模量和斷裂時的拉伸百分比的機械特性優(yōu)良并且因而可以獲得高的可靠性，因此這些材料是可優(yōu)選的。在本示例中，由聚酰亞胺樹脂制成的I(HUTI厚的絕緣層形成在金屬框架和互連層之間、半導體芯片和互連層之間、下層側互連層和上層側互連層之間以及互連層和外部端子之間。
通過在絕緣層18中形成通路孔，然后在通路孔中填充導電材料，
可以形成通孔19和19a。即，通過使用電解電鍍法、非電解電鍍法、
噴墨法、印刷法等來在通路孔中填充導電材料，可以形成通孔。可替選地，通過沿著通路孔的內壁表面形成導電材料，可以形成通孔?？?br> 以與形成互連層17同時地形成通孔，或者可以單獨地形成通孔?？梢允褂勉~、金、銀、錫、鎳、焊料材料或其合金來作為用于通孔19的導
電材料。在通路孔中形成導電材料之前，為了去除通路孔底部的殘余物，可以使用濕蝕刻法、干蝕刻法或其組合來進行清潔。如果感光材料用于絕緣層，則可以通過光刻的方式來形成通孔。如果使用非感光材料(或具有低的圖案分辨率的感光材料)，則可以使用激光加工法、干蝕刻法或噴砂法來形成通路孔。作為通孔形成的另一方法，在要被形成通孔的位置中先形成電鍍柱，然后形成絕緣膜。然后，通過拋光的方式研磨絕緣膜的表面，以暴露電鍍柱。因而，可以得到通孔。根據(jù)該電鍍柱方法，不需用在絕緣層中先形成通路孔。當形成用于連接
金屬框架11和互連層17的通孔時，可以以單獨的步驟或者可以以相同的步驟來執(zhí)行該通孔的形成以及用于連接半導體芯片14的端子和互連層17的通孔的形成。當為了形成熱輻射路徑而形成用于連接半導體芯片的上表面和互連層(通過通孔連接到金屬框架的導電體層)的通孔時，可以以分開的步驟或者可以以相同的步驟來執(zhí)行該通孔的形成以及用于連接半導體芯片14的端子和互連層17的通孔的形成。
在本示例中，利用電鍍柱的方法來形成由銅制成的通孔。
外部端子20提供在互連結構的最上表面上，并且通過通孔和互連層電連接到半導體芯片14。
雖然在圖11中，在互連結構上沒有提供阻焊劑，但是阻焊劑可以被提供成使得半導體裝置具有其中外部端子20的至少一部分被暴露的結構。用于阻焊劑的材料的示例包括環(huán)氧基、丙烯酸基、氨基甲酸酯基和聚酰亞胺基有機材料。根據(jù)期望，可以將由無機材料或有機材料制成的填充劑添加到這些材料的任何一種中。如果阻焊劑的材料處于液態(tài)，則能夠使用旋涂法、管芯涂敷法、落簾涂敷法、阿爾法涂敷法、印刷法等來涂敷材料。如果阻焊劑的材料處于諸如干膜的膜狀態(tài)，則可以使用層壓法、按壓法、真空氣氛下的層壓法、真空氣氛下的按壓法等來層壓阻焊劑。如果使用熱固材料或含溶劑的材料，則在形成阻焊劑的過程中或者在該過程后進行用于固化和干燥的熱處理。如果使用感光有機材料，則可以使用光刻方法來形成阻焊劑的開口。如果使用非感光材料(或者具有低的圖案分辨率的感光材料)，則可以使用激光加工法、干蝕刻法或噴砂法來形成開口。另外，如果提供阻焊劑，則只有在阻焊劑的開口內的外部端子20的表面可以由從金、銀、銅、錫和焊料材料組成的組中選擇的至少一種金屬或其合金形成。另外，半導體裝置可以具有如下結構形成阻焊劑圖案，然后外部端子20的圖案被提供成覆蓋阻焊劑圖案的開口。
在其上提供外部端子20的絕緣層上可以提供互連層。可以與形成
外部端子同時地形成該互連層。
在本示例中，采用濺射膜作為供電層，使用半添加法，將厚的銅圖案形成為外部端子20。接著，形成阻焊劑(未示出)，以及只在阻焊劑的開口內的銅膜上依次層壓3pm厚的鎳膜(未示出)和0.5pm厚的金膜(未示出)，使得外部端子的最上表面由金形成。
在制造的本示例中，已經(jīng)示出其中只形成一個半導體裝置的情況。可替選地，可以一起形成多個半導體裝置，以及可以使用切片法、按壓法、激光加工法、水刀法等來切割和最終地分離半導體裝置。在該情況下，可優(yōu)選的是在多個金屬板組合的條件下，構造出與各個金屬板相對應的提供有金屬板的半導體裝置，使得金屬框架11沒有存在于切割區(qū)中，然后切掉這些組合的金屬板的邊界，以便抑制在分隔時的損害。多個金屬板23通過使其側表面縱向和橫向地相互接觸可以形成為大尺寸的板?？商孢x地，金屬板可以組合成單行或者多行，以便形成為長軸。通過用組合的多個金屬板進行制造，可以提高產(chǎn)量。
另外，在制造的本示例中，在一個半導體裝置上安裝一個半導體芯片?？商孢x地，半導體裝置可以被構造成使得在一個金屬板中提供多個開口且每個開口中提供半導體芯片。
制造的示例2
圖12 (a)至圖12 (h)示出用于說明制造圖8A和圖8B中所示的半導體裝置的方法的橫截面工藝圖。除了其與形成金屬圖案22相關的制造工藝外，可以以與制造的示例1的方式相同的方式來執(zhí)行制造的本示例?？梢砸耘c制造的示例1相同的方式來執(zhí)行與制造的示例1中制造的半導體裝置共同的組成元件的制造。
首先，如圖12 (a)中所示，準備用作金屬框架11的金屬板23。在本示例中，125pm厚的銅板用作金屬板。
接著，如圖12 (b)中所示，在金屬板23的一個表面上，在預定的位置中形成具有預定形狀的金屬圖案22。
作為用于形成金屬圖案22的第一方法，通過使用濕蝕刻法、干蝕刻法、機械加工法、激光加工法或其組合加工金屬板23，可以形成金屬圖案。在濕蝕刻法和干蝕刻法中，使用具有開口圖案的掩模，選擇性地蝕刻金屬板23。在完成蝕刻之后，可以去除或者可以留下掩模。當需要去除掩模時，使用蝕刻液體來去除掩模，由此不蝕刻金屬板23
36和金屬圖案22?？梢酝ㄟ^拋光的方式來去除掩模，以替代通過蝕刻的去除。
作為形成金屬圖案的第二方法，使用電解電鍍法、非電解電鍍法、氣相沉積法、濺射法、CVD (化學氣相沉積)法、通過加熱和增壓的按壓-焊接金屬的方法、印刷法、形成具有接合引線的立柱凸塊的方法、轉印膏體材料的方法等，可以形成金屬圖案。通過在形成有機樹脂層
18之后形成幵口圖案，然后在開口圖案中提供導電體，也可以形成金
屬圖案。如果在形成有機樹脂層的過程中感光材料用于有機樹脂層，則可以通過光刻的方式來形成開口圖案。如果使用非感光材料(或者具有低的圖案分辨率的感光材料)，則可以利用激光加工法、干蝕刻法或噴砂法來形成開口圖案。
如果擔心由于歸因于當在金屬板23中形成用于安裝半導體芯片的開口時暴露在該開口內的金屬圖案22的金屬污染導致的元件性能劣化，則可以使用諸如鎳的阻擋材料來形成金屬圖案?？商孢x地，可以用阻擋材料來涂敷金屬圖案22的暴露表面?？梢允褂秒娊怆婂兎ā⒎请娊怆婂兎?、濺射法、溶膠-凝膠法、氣相沉積法或CVD (化學氣相沉積)法來形成涂層。
在本示例中，通過利用電鍍抗蝕劑的電解鎳電鍍法，將l(Him厚的鎳圖案用作金屬圖案22。
接著，如圖12 (c)中所示，在其上形成有金屬圖案22的金屬板23的表面上，形成有機樹脂層12,以便覆蓋金屬圖案22。在本示例中，形成由l(Him厚的聚酰亞胺樹脂制成的有機樹脂層。
接著，如圖12 (d)中所示，金屬圖案22暴露在有機樹脂層12外部。在本示例中，使用拋光法去除金屬圖案上的有機樹脂層22，以暴露金屬圖案22。如果感光材料用于有機樹脂層12，則可以根據(jù)需要被暴露的金屬圖案22處的有機樹脂層12的部分應用光刻，作為暴露金屬圖案的方法。如果有機樹脂層12由非感光材料(或者具有低的圖案分辨率的感光材料)制成，則通過使用激光加工法、干蝕刻法、拋光法、切割法、機械加工法、噴砂法等去除金屬圖案上的有機樹脂層，可以暴露金屬圖案。
在圖12 (a)至圖12 (h)中所示的本示例性實施例中，在形成有機樹脂層12之前，在金屬板23上形成金屬圖案22?？商孢x地，首先可以形成有機樹脂層12，以及在形成預定的開口圖案之后，可以在開口圖案的開口內提供導電材料，由此形成金屬圖案22。此時，如果感光材料用于有機樹脂層，則可以通過光刻的方式來形成開口圖案?？商孢x地，如果非感光材料(或者具有低的圖案分辨率的感光材料)用于有機樹脂層，則可以通過激光加工方法、干蝕刻法、噴砂法等形成開口圖案。
在圖12 (a)至圖12 (h)中所示的本示例性實施例中，形成圖8A和圖8B中所示的金屬圖案。以與此相同的方式，可以形成圖9A至圖9C和圖IOA至圖10D中所示的金屬圖案22。
接著，如圖12 (e)中所示，在金屬板23中提供開口以形成金屬框架11。在本示例中，使用環(huán)氧基抗蝕劑材料作為蝕刻掩模來濕法蝕刻金屬板23，然后去除蝕刻掩模，由此形成金屬框架ll。
注意的是，在將金屬框架固定到支撐基體或支撐構件的情況下可優(yōu)選地執(zhí)行在從形成開口的步驟到安裝半導體芯片的步驟的各個步驟中的處理，使得對開口的底部沒有造成損害。
接著，如圖12 (f)中所示，在插入粘附層15的情況下，半導體芯片14接合到金屬框架11的開口內的有機樹脂層12和金屬圖案22。
在本示例中，使用llOpii厚的半導體芯片14，以及形成由聚酰亞胺基材料制成的15pm厚的粘附層15。
接著，如圖12 (g)中所示，在金屬框架11的開口內的側表面與半導體芯片14的側表面之間的間隙中填充絕緣材料，以形成填充層15。在本示例中，使用不含填充劑的環(huán)氧基有機材料作為絕緣材料來形成填充層，該填充層的上表面被定位成比半導體芯片的上表面低大致3)Lim。
接著，如圖12 (h)中所示，形成互連結構21。在本示例中，使用半添加法(使用濺射法形成供電層)來形成1(^m厚的銅互連。此外，在本示例中，由聚酰亞胺樹脂制成的10pm厚的絕緣層形成在金屬框架和互連層之間、半導體芯片和互連層之間、下層側互連層和上層側互連層之間以及互連層和外部端子之間。另外，在本示例中，使用電鍍柱的方法來形成由銅制成的通孔。以下面的方式來形成外部端子20。首先，采用用作供電層的濺射膜，使用半添加法來形成10pm厚的銅圖案。接著，形成阻焊劑(未示出)，以及只在阻焊劑的開口內的銅膜上依次層壓3^n厚的鎳膜(未示出)以及0.5pm厚的金膜(未示出)，使得外部端子的最上表面由金形成。
制造的示例3
圖13 (a)至圖13 (h)示出用于說明制造圖8A和圖8B中所示的半導體裝置的方法的橫截面工藝圖。除了暴露金屬圖案22的步驟的次序與制造的示例2的不同之外，可以以與制造的示例2的方式相同的方式，執(zhí)行制造的示例3的制造工藝。另外，可以以與制造的示例l的方式相同的方式，執(zhí)行與制造的示例1中制造的半導體裝置共同的組成元件的制造。
首先，如圖B (a)中所示，準備用作金屬框架11的金屬板23。在本示例中，125)um厚的銅板用作該金屬板。
接著，如圖13 (b)中所示，在金屬板23的一個表面上，在預定的位置中形成具有預定形狀的金屬圖案22。在本示例中，通過使用電鍍抗蝕劑的電解鎳電鍍法，將1(Him厚的鎳圖案用作金屬圖案22。
接著，如圖13 (c)中所示，在其上形成有金屬圖案22的金屬板23的表面上形成有機樹脂層12,以覆蓋金屬圖案22。在本示例中，形成了由10pm厚的聚酰亞胺樹脂制成的有機樹脂層。
接著，如圖13 (d)中所示，在金屬板23中提供開口，以形成金屬框架U。在本示例中，使用環(huán)氧基抗蝕劑材料作為蝕刻掩模來濕法蝕刻金屬板23，然后去除蝕刻掩模，由此形成金屬框架ll。
接著，如圖13 (e)中所示，在插入粘附層15的情況下，半導體芯片14接合到金屬框架11的開口內的有機樹脂層12和金屬圖案22。在本示例中，使用U0jim厚的半導體芯片14，以及形成由聚酰亞胺基材料制成的15(im厚的粘附層15。
接著，如圖13 (f)中所示，在金屬框架11的開口內的側表面與半導體芯片14的側表面之間的間隙中填充絕緣材料，以形成填充層15。在本示例中，使用不含填充劑的環(huán)氧基有機材料作為絕緣材料來形成填充層，該填充層的上表面被定位成比半導體芯片的上表面低大致
3jLUTl。
接著，如圖13 (g)中所示，形成互連結構21。在本示例性實施例中，使用半添加法(使用濺射法來形成供電層)來形成10pm厚的銅互連。此外，在本示例中，由聚酰亞胺樹脂制成的lOnm厚的絕緣層形成在金屬框架與互連層之間、半導體芯片與互連層之間、下層側互連層與上層側互連層之間以及互連層與外部端子之間。另外，在本示例中，使用電鍍柱的方法來形成由銅制成的通孔。以下面的方式來形成外部端子20。首先，采用用作供電層的濺射膜，使用半添加法來形成 10pm厚的銅圖案。接著，形成阻焊劑(未示出)，以及只在阻焊劑的開口內的銅膜上依次層壓3pm厚的鎳膜(未示出)以及0.5pm厚的金膜(未示出)，使得外部端子的最上表面由金形成。
接著，如圖13 (h)中所示，金屬圖案22暴露在有機樹脂層12 外部。在本示例中，使用拋光法去除金屬圖案上的有機樹脂層22，以暴露金屬圖案22。本示例性實施例不限于該方法，而是可以執(zhí)行制造的示例2中說明的各種方法。
在本示例性實施例中，由于在最后的步驟中暴露金屬圖案，所以在從形成金屬圖案的步驟到暴露金屬圖案的步驟的工藝中，金屬圖案由有機樹脂層保護。
制造的示例4
圖14 (a)至圖14 (g)示出用于說明制造圖1中所示的半導體裝置的方法的另一示例的橫截面工藝圖。本制造的示例的特征在于使用了支撐基板24。除了與使用該支撐基板相關的制造工藝之外，可以以與制造的示例1的方式相同的方式，執(zhí)行本制造的示例?？梢砸耘c制造的示例1的方式相同的方式，執(zhí)行與制造的示例1中制造的半導體裝置共同的組成元件的制造。
首先，如圖14 (a)中所示，準備支撐基板24，以及根據(jù)需要，支撐基板24的表面經(jīng)受諸如濕法清洗、干法清洗、平坦化或粗糙化的處理?？梢允褂弥T如硅、藍寶石或GaAs的半導體晶圓材料或者金屬、石英、玻璃、陶瓷、印刷板等，作為能夠保證支撐基板24的足夠剛性的材料。在本示例中，提供有熱氧化膜的0.725jum厚的硅晶圓用作支撐基板24。
41接著，如圖14 (b)中所示，在支撐基板24的一個表面上形成有機樹脂層12。除了有機樹脂層提供在支撐基板中之外，可以以與制造的示例1的方式相同的方式來形成有機樹脂層。在本示例中，形成由 10pm厚的聚酰亞胺樹脂制成的有機樹脂層。
當在制造的本示例中形成金屬圖案22時，可以在支撐基板24的一個表面上，在預定的位置中形成具有預定形狀的金屬圖案22，然后提供有機樹脂層?？商孢x地，可以在形成有機樹脂層12之后提供金屬圖案。
使用電解電鍍法、非電解電鍍法、氣相沉積法、濺射法、CVD法、通過加熱和增壓的按壓-焊接金屬的方法、印刷法、形成具有接合引線 °的立柱凸塊方法、轉印膏材料的方法等，可以在形成有機樹脂層12之前形成金屬圖案22。如果擔心由于歸因于在金屬框架11的開口內暴露的金屬圖案22的金屬污染，則可以使用諸如鎳的阻擋材料來形成金屬圖案?？商孢x地，可以用阻擋材料涂敷金屬圖案22的暴露表面?？梢?使用電解電鍍法、非電解電鍍法、濺射法、溶膠-凝膠法、氣相沉積法或CVD法來形成涂層。
在形成了有機樹脂層12之后形成金屬圖案22的情況下，如果感光材料用于有機樹脂層12，則可以通過光刻的方式來形成金屬圖案22。如果使用非感光材料(或者具有低的圖案分辨率的感光材料)，則通過利用激光加工法、干蝕刻法或噴砂法形成開口圖案，然后在開口圖案的開口中提供導電體，可以形成金屬圖案22。
具體來說，可以例如以下面的方式形成金屬圖案。首先，利用濺射法，在支撐基板24的表面上形成供電層。此后，利用電解電鍍法，形成由10nm厚的鎳膜制成的金屬圖案22。接著，10pm厚的聚酰亞胺樹脂層被形成為有機樹脂層12，以便覆蓋金屬圖案22，然后進行CMP (化學機械拋光)以暴露金屬圖案22。接著，如圖14 (C)中所示，在有機樹脂層12上，形成將用作金屬框架11的金屬層25?？梢允褂秒娊怆婂兎?、非電解電鍍法、濺射法、
溶膠-凝膠法、氣相沉積法、CVD法或其組合作為形成金屬層25的方法?？商孢x地，與支撐基板24相對應的板型金屬層25可以被分開地準備并且接合到有機樹脂層12上。當接合板型金屬層時，在有機樹脂層12本身具有粘附性的條件下，金屬層可以直接接合到有機樹脂層12，或者可以利用粘合劑接合金屬層。在形成金屬層25之前，根據(jù)需要，可以在有機樹脂層12的表面上進行諸如濕法清洗、干法清洗、平坦化或粗糙化的處理。
用于金屬層25的材料的示例包括銅、鎳、鋁、金、銀、鈀、鉑、鐵、不銹鋼、鋅、鎂、鈦、42-合金、鉻、釩、銠、鉬和鈷。根據(jù)需要，可以使用從這些金屬中選擇的僅一種金屬或者多個材料，以及金屬層可以具有單層結構或者由多個金屬構成的層壓結構。在這些金屬之中，從成本、可加工性等觀點看，可優(yōu)選的是銅或銅合金。在本示例中，使用電解電鍍法，形成由銅制成的125nm厚的金屬層。
接著，如圖14 (d)中所示，在金屬層25中提供開口，以形成金屬框架11。在本示例中，使用環(huán)氧基抗蝕劑材料作為蝕刻掩模來濕法蝕刻金屬層25，然后去除蝕刻掩模，由此形成金屬框架ll。在制造的本示例中，提供不具有開口的金屬層25，然后加工該金屬層以形成金屬框架ll?？商孢x地，在形成金屬層25的步驟中，可以使用電鍍抗蝕劑來形成具有開口的金屬框架11 (圖14 (c))。
接著，如圖14 (e)中所示，在插入粘附層15的情況下，半導體芯片14接合到金屬框架11的開口內的有機樹脂層12。在本示例中，使用110pm厚的半導體芯片14，以及形成由聚酰亞胺基材料制成的 15pm厚的粘附層15。接著，如圖14 (f)中所示，在金屬框架11的開口內的側表面與半導體芯片14的側表面之間的間隙中填充絕緣材料，以形成填充層15。在本示例中，使用不含填充劑的環(huán)氧基有機材料作為絕緣材料來形成填充層，該填充層的上表面被定位成比半導體芯片的上表面低大致
3|im。
接著，如圖14 (g)中所示，形成互連結構21。在本示例中，使用半添加法(使用濺射法形成供電層)來形成10pm厚的銅互連。此外，在本示例中，由聚酰亞胺樹脂制成的10pm厚的絕緣層形成在金屬框架與互連層之間、半導體芯片與互連層之間、下層側互連層與上層側互連層之間以及互連層與外部端子之間。另外，在本示例中，使用電鍍柱的方法來形成由銅制成的通孔。以下面的方式來形成外部端子20。首先，采用用作供電層的濺射膜，使用半添加法來形成10)im厚的銅圖案。接著，形成阻焊劑(未示出)，以及只在阻焊劑的開口內的銅膜上依次層壓3pm厚的鎳膜(未示出)和0.5pm厚的金膜(未示出)，使得外部端子的最上表面由金形成。
在完成了上述步驟之后，去除支撐基板24。用于去除支撐基板24 的方法的示例包括使用提供有分離層的支撐基板以及通過利用分離層的粘附度低來分離支撐基板的分離法；透明基板用作支撐基板并且激光或紫外光使與支撐基板接觸的材料變質以降低其粘附度，由此分離支撐基板的方法；蝕刻支撐基板的方法；拋光支撐基板的方法；使用諸如水刀或切片機的切割裝置的分離方法；以及使用以上方法的組合的方法。在本示例中，通過利用硅的熱氧化膜和銅之間的粘附度低來分離支撐基板。
如圖15中所示，可以在有機樹脂層和支撐基板24之間，通過利用分離層的粘附度低來用于分離支撐基板的分離層26被形成。如在本示例性實施例中，分離層可以提供在支撐基板24上，或者分離層可以形成在有機樹脂層上。雖然在本示例中在支撐基板24的一個表面上形成半導體裝置，但是可以在支撐基板24的兩側上形成半導體裝置。
雖然參照本發(fā)明的示例性實施例已經(jīng)具體示出并且描述了本發(fā) 明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。本領域的普通技術人員將理解的是，在不脫離由權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在本發(fā)明中做形式和細節(jié)上的各種改變。
該申請基于并要求2006年11月6日提交的日本專利申請 No.2006-300681的優(yōu)先權的權益，其公開的全部內容通過引用結合于此。
權利要求
1. 一種半導體裝置，包括金屬框架，包括貫通的開口；半導體芯片，提供在所述開口內；絕緣層，提供在所述金屬框架的上表面上，使得絕緣層覆蓋所述半導體芯片的上表面，該上表面是所述半導體芯片的電路形成表面；互連層，在插入所述絕緣層的絕緣材料的情況下，只提供在所述金屬框架的上表面?zhèn)龋龌ミB層電連接到所述半導體芯片的電路；通孔導體，提供在所述半導體芯片的上表面上，以將所述半導體芯片的所述電路與所述互連層彼此電連接；以及樹脂層，提供在所述金屬框架的下表面上。
2. 根據(jù)權利要求l所述的半導體裝置，還包括由填充貫通所述樹脂層的開口的金屬制成的金屬圖案，其中，所述金屬圖案至少提供在所述半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域中。
3. 根據(jù)權利要求2所述的半導體裝置，其中，所述樹脂層從所述金屬框架的下表面延伸到所述半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域，以及所述金屬圖案只提供在所述半導體芯片的下表面的正下方的所述區(qū)域中。
4. 根據(jù)權利要求2所述的半導體裝置，其中，所述金屬圖案具有從所述半導體芯片的下表面的正下方的所述區(qū)域延伸到所述金屬框架的下表面上的圖案部分。
5. 根據(jù)權利要求4所述的半導體裝置，其中，所述樹脂層從所述金屬框架的下表面延伸到所述半導體芯片的下表面的正下方的所述區(qū)域，以及所述金屬圖案包括在所述半導體芯片的下表面的正下方的所述區(qū)域內提供的圖案部分以及連接到所述圖案部分并且延伸到所述金屬框架的下表面上的線性圖案部分。
6. 根據(jù)權利要求4所述的半導體裝置，其中，所述金屬圖案覆蓋所述半導體芯片的下表面的正下方的所述區(qū)域的全部以及所述金屬框架的下表面中圍繞所述半導體芯片的周邊區(qū) 域。
7. 根據(jù)權利要求1至5中的任何一項所述的半導體裝置，其中，所述樹脂層提供在所述金屬框架的下表面以及所述半導體芯片的下表面的正下方的區(qū)域中，以及所述半導體裝置包括在所述半導體芯片和所述樹脂層之間提供的粘附層，以將所述半導體芯片和所述樹脂層彼此接合。
8. 根據(jù)權利要求1至7中的任何一項所述的半導體裝置，還包括填充層，所述填充層由在所述半導體芯片的側表面與所述金屬框架的開口內的側表面之間的間隙中填充的絕緣材料制成。
9. 根據(jù)權利要求8所述的半導體裝置，其中，所述填充層的上表面、所述半導體芯片的上表面以及所述金屬框架的上表面相互齊平。
10. 根據(jù)權利要求8所述的半導體裝置，其中，所述填充層的上表面突出到所述半導體芯片的上表面以及所述金屬框架的上表面上方。
11. 根據(jù)權利要求8所述的半導體裝置，其中，所述填充層的上表面凹進到所述半導體芯片的上表面以及所述金屬框架的上表面下方。
12. 根據(jù)權利要求1至11中的任何一項所述的半導體裝置，還包括第一導電體，提供在所述絕緣層內并且與所述半導體芯片的上表面接觸；第二導電體，提供在所述絕緣層內并且與所述金屬框架的上表面接觸；以及導熱路徑，包括導電體層，所述導電體層位于所述絕緣層上，以將所述第一導電體與所述第二導電體彼此連接。
13. 根據(jù)權利要求12所述的半導體裝置，其中，用于所述導熱路徑的所述導電體層由與所述互連層相同的材料制成。
14. 根據(jù)權利要求1至13中的任何一項所述的半導體裝置，還包括電連接到所述金屬框架的互連層。
15. 根據(jù)權利要求14所述的半導體裝置，其中，所述金屬框架通過所述互連層電連接到電源線或地線。
16. 根據(jù)權利要求1至15中的任何一項所述的半導體裝置，其中，所述半導體芯片的上表面與所述金屬框架的上表面彼此齊平。
17. 根據(jù)權利要求1至15中的任何一項所述的半導體裝置，其中，所述半導體芯片的上表面突出到所述金屬框架的上表面上方。
18. 根據(jù)權利要求1至15中的任何一項所述的半導體裝置，其中，所述半導體芯片的上表面凹進到所述金屬框架的上表面下方。
19. 根據(jù)權利要求1至18中的任何一項所述的半導體裝置，包括一個或多個互連結構層，所述互連結構層包括上層側絕緣層，提供在所述絕緣層的上表面?zhèn)?；通孔導體，提供在所述上層側絕緣層中；互連層，提供在所述上層側絕緣層的上表面上并且通過所述通孔導體電連接到下互連層；以及其中，所述半導體裝置還包括最上絕緣層，構成最上層；通孔導體，提供在所述最上絕緣層中；以及外部端子，提供在所述最上絕緣層的上表面上并且通過所述通孔導體而電連接到下互連層。
20. —種制造如權利要求l所述的半導體裝置的方法，包括在金屬基材的一個表面上形成樹脂層；通過從所述金屬基材的另一表面?zhèn)仍谒鼋饘倩闹行纬砷_口，使得所述樹脂層被暴露來得到金屬框架；在所述半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安裝在所述幵口內；形成覆蓋所述金屬框架和所述半導體芯片的絕緣層；形成連接到所述半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；以及形成電連接到所述通孔導體的互連層。
21. —種用于制造如權利要求2所述的半導體裝置的方法，包括在金屬基材的一個表面上形成金屬圖案；形成覆蓋所述金屬圖案的樹脂層；通過從所述金屬基材的另一表面?zhèn)仍谒鼋饘倩闹行纬砷_口，使得所述金屬圖案被保留來得到金屬框架；在所述半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安裝在所述開口內；形成覆蓋所述金屬框架和所述半導體芯片的絕緣層；形成連接到所述半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；形成電連接到所述通孔導體的互連層；以及去除所述樹脂層，使得所述金屬圖案被暴露。
22. —種制造如權利要求1所述的半導體裝置的方法，包括在插入樹脂層的情況下，將支撐基板和金屬基材彼此接合；通過在所述金屬基材中形成開口，使得所述樹脂層被暴露來得到金屬框架；在所述半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安裝在所述開口內；形成絕緣層，以便覆蓋所述金屬框架和所述半導體芯片；形成連接到所述半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；形成電連接到所述通孔導體的互連層；以及將所述樹脂層和所述支撐基板彼此分離。
23. —種制造如權利要求1所述的半導體裝置的方法，包括在支撐基板上形成樹脂層和包括開口的金屬框架；在所述半導體芯片的電路形成表面面朝上的情況下，將半導體芯片安裝在所述金屬框架的所述開口內；形成覆蓋所述金屬框架和所述半導體芯片的絕緣層；形成連接到所述半導體芯片的上表面的導電部分的通孔導體；形成電連接到所述通孔導體的互連層；以及將所述樹脂層和所述支撐基板彼此分離。
24. 根據(jù)權利要求22或23所述的制造半導體裝置的方法，包括在所述支撐基板上或者在所述樹脂層上提供分離層，使得在插入所述分離層的情況下所述支撐基板接合到所述樹脂層。
25. 根據(jù)權利要求20至24中的任何一項所述的制造半導體裝置的方法，其中，在安裝所述半導體芯片中，在插入粘附層的情況下安裝所述半導體芯片。
26.根據(jù)權利要求20至25中的任何一項所述的制造半導體裝置的方法，包括在所述開口內安裝的所述半導體芯片的側表面與所述金屬框架的所述開口內的側表面之間的間隙中填充絕緣材料。
全文摘要
一種半導體裝置，包括金屬框架，其包括貫通的開口；半導體芯片，其設置在開口中；絕緣層，其設置在金屬框架的上表面上，以覆蓋上表面，所述上表面是半導體芯片的電路形成表面；布線層，其通過絕緣材料只設置在金屬框架的上表面?zhèn)?，并且電連接到半導體芯片的電路；通孔導體，其用于在將半導體芯片的電路和布線層電連接；以及樹脂層，其設置在金屬框架的下表面上。
文檔編號H01L23/12GK101536181SQ20078004127
公開日2009年9月16日申請日期2007年10月9日優(yōu)先權日2006年11月6日
發(fā)明者前田武彥, 前田勝美, 山道新太郎, 川野連也, 村井秀哉, 森健太郎, 船矢琢央, 菊池克, 萱島祐治申請人:日本電氣株式會社;恩益禧電子股份有限公司

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