專利名稱：電子裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置和制造半導(dǎo)體裝置的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體裝置中功能集成水平的提高，半導(dǎo)體輸入/輸出通道的 數(shù)目持續(xù)增加。同時，高頻應(yīng)用需要縮短信號通道長度、提高散熱性 能、降低內(nèi)部歐姆電阻、增強魯棒性、以及降低制造成本。這給半導(dǎo) 體裝置中的硅芯片的封裝方式帶來重大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種制造電子裝置的方法，該方法包括將第 一芯片布置在載體上；在第一芯片和載體上敷絕緣層；向絕緣層敷金 屬離子溶液以制作具有第一厚度的第一金屬層；以及在絕緣層上制作 具有第二厚度的第二金屬層，其中，第一金屬層和第二金屬層中的至
少一個的至少一部分與對應(yīng)的另一個金屬層橫向間隔開。


附圖提供對本發(fā)明的進一步的理解，并構(gòu)成本說明書的一部分。 圖中描述了本發(fā)明的各種實施例，其與文字一起解釋了本發(fā)明的原理。
本發(fā)明的其它實施例和許多期望的優(yōu)點將會很容易被了解，因為通過 參考下面的詳細(xì)描述將使它們變得更加容易理解。附圖中各元件彼此 不必成比例。相似的附圖標(biāo)記代表對應(yīng)相似的部件。
圖1A-1D示意性地公開了制造電子裝置的方法的第一個實施例。
圖2A和2B示意性地公開了按照圖1A-1D中的方法制造出來的半導(dǎo) 體裝置的橫截面圖。
圖3A-3F示意性地公開了制造電子裝置的方法的又一個實施例，其 使用激光制作第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)。
圖4A-4F示意性地公開了制造電子裝置的方法的又一個實施例，其 使用導(dǎo)電液制作第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)。圖5A-5E示意性地公開了制造電子裝置的方法的又一個實施例，其 在制作第二金屬層之前，將第一金屬層掩膜。
圖6A-6E示意性地公開了制造電子裝置的方法的又一個實施例，其 中第一金屬層為連接到第一芯片(如功率芯片)上的厚金屬層，第二 金屬層為連接到第二芯片(如邏輯芯片)上的薄金屬層。
圖7A示意性地公開了一種電子裝置，其具有連接到兩個功率芯片 上的具有第一厚度(厚)的第一金屬層和連接到邏輯芯片上的具有第 二厚度(薄)的第二金屬層。
圖7B-7E示意性地公開了制造圖7A所公開的電子裝置的制造方法。
圖8A-8C示意性地公開了制造電子裝置的方法的又一個實施例，其 中載體為銅片。
圖9A-9D示意性地公開了制造電子裝置的方法的又一個實施例，其 中載體為帶或箔片。
具體實施例方式
盡管圖中顯示的和本文所描述的都是具體的實施例，但是本領(lǐng)域 技術(shù)人員仍可以意識到在不脫離本發(fā)明范圍的情況下有各種可選擇的 和/或等同的手段可以替代這些具體的實施例?？偟刂v，本申請意圖包 括本文所討論的具體實施例的任何改變或變形。因此，意圖使本發(fā)明 僅受到權(quán)利要求及其等同物的限制。
圖1A-1D通過處于不同制造步驟的被處理電子裝置的頂視圖公開 了制造電子裝置的方法的一個實施例。圖1A公開了載體2和布置在該載 體上的第一芯片6。載體2可為任何適于承載芯片的類型。例如，載體2 可為芯片附著在其上(例如通過膠粘、或焊接)的盤或結(jié)構(gòu)。載體2也 可用導(dǎo)電材料(例如，銅金屬)制成，也可用電絕緣材料(例如陶瓷 或塑料)制成，也可用導(dǎo)電層與絕緣層相交替的層壓材料制成，也可 用箔片或帶制成等等。此外，載體2的形狀可為盤、帶、引線框條、晶 圓等等。另外，載體2可由單個載體的陣列組成，每個栽體上均布置一 個或幾個芯片。在這種情況下，可以并行地對每個芯片實施制造電子 裝置的方法(批量模式)。下面將更加詳細(xì)地介紹具有不同載體類型 的電子裝置的不同實施例。
芯片6可為任何類型的半導(dǎo)體芯片。該芯片可以包括例如集成電
6路、傳感器元件(如壓力傳感器、加速度傳感器、氣體傳感器)，光 電元件(如光電二極管)、光學(xué)有源元件(如激光)等等。如下面所 示的，實施例可以包括半導(dǎo)體芯片，這些半導(dǎo)體芯片具有用來轉(zhuǎn)換高
電流和/或高電壓的功率晶體管。例如，芯片6可包括一個或幾個絕緣 柵雙極晶體管(IGBT)，每個絕緣柵雙極晶體管都具有位于芯片一面 上的源極和位于芯片的相對面上的漏極。這樣的芯片可以控制10A或以 上的電流，并能承受高達1000V或以上的電壓。
根據(jù)應(yīng)用需要，芯片6在載體2上的布置方式可以包括將芯片膠粘 到載體上、將芯片焊接到載體上、或者將芯片燒結(jié)到載體上。例如， 如果芯片6包括控制從芯片的第一面到相對面的大電流的功率晶體管， 可將該芯片焊接在該載體上以便在載體2和芯片6之間提供低歐姆電阻。
圖1B示出了圖1A的電子裝置，在該電子裝置的第一芯片6和載體2 上已經(jīng)敷了絕緣層8。從圖中可以看出，絕緣層8覆蓋了載體2的部分區(qū) 域、芯片6以及芯片6的邊緣。為了說明目的，位于載體2之上并位于絕 緣層8之下的芯片6的位置以虛線示出。絕緣層8可為由無機材料(例如 氧化硅、氮化硅、非晶Si-0-H碳，)制成的層、由陶瓷化合物(如碳 化硅)制成的層，或由氮化鋁制成的層。替代地，絕緣層還可由有機 材料(例如像聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、丙烯酸脂、聚對二甲苯、苯并環(huán) 丁烯(BCB) —類的聚合物)制成，后面將會對此進行更加詳細(xì)地解釋。 根據(jù)絕緣材料的種類，絕緣層8可用傳統(tǒng)方法來敷，例如通過針滴涂 (needle dispensing )、旋鍍(spin on coating)或浸鍍(dip coating)、 或印刷的方式用液相來敷。印刷可包括已知的漏板印刷(stencil pr丄nt)、網(wǎng)印或噴蟇印刷技本。替代地，絕緣層8可經(jīng)由濺射、噴涂或 如化學(xué)氣相淀積(CVD)、物理氣相淀積(PVD)的等離子氣相淀積方 式從氣相中沉積出。
在下面將會進行更加詳細(xì)解釋的一個實施例中，絕緣層8由聚合物 制成，該聚合物包含金屬顆粒或金屬配合物， 一旦該聚合物經(jīng)過電磁 輻射照射，這些金屬顆?；蚪饘倥浜衔锞蜁┞对谠搶拥谋砻嫔稀?br> 可以根據(jù)芯片6上的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和復(fù)雜程度選擇絕緣層8的厚度。 總地講，該厚度不應(yīng)低于給定的最小值以確保絕緣層8在模塊運行時能 承受所使用的電壓。該最小厚度也取決于絕緣層8所用的材料。例如，如果絕緣層8由無機材料制成，該最小厚度一般來說應(yīng)大于l微米；如 果絕緣層8由有機材料制成，該最小厚度應(yīng)大于5微米。此外，如果芯 片6具有幾個間隔距離小于100微米的接觸元件，芯片6上的絕緣層8具 有相似或更小的厚度對于從上面通過絕緣層8中的開口10b、 10d可靠地 接觸這些接觸元件是有幫助的。另一方面，如果應(yīng)用涉及高電壓，或 者如果芯片6上僅包括一個具有兩個或三個接觸元件的晶體管，則絕緣 層8的厚度可為1微米或更大而不會危害從上面通過絕緣層8的可靠的 電子存取。請注意，絕緣層8可在芯片、載體和芯片邊緣上共形地擴展， 或者將絕緣層8平坦化以便為將在絕緣層8上制作的金屬層提供平坦的 表面。
在圖1B的實施例中，絕緣層8包括一個用于從上面接觸載體2的大 開口10a、 一個用于從上面接觸芯片6的大開口10b、 一個用于從上面接 觸載體2的小開口10c、和一個用于從上面接觸芯片6的小開口10d。開 口的尺寸可以根據(jù)芯片或栽體的接觸元件的尺寸和流過相應(yīng)開口的期 望電流進行選擇?？捎酶鞣N已知方法制作開口10a、 10b、 10c、 10d， 例如通過激光輻射、通過將絕緣層8選擇性地蝕刻成掩膜等等。
圖1C公開了圖1B中的電子裝置，該電子裝置的絕緣層8上已經(jīng)敷了 制作第一金屬層14的金屬離子溶液。在這種情況下，被敷的金屬離子 溶液使得第一金屬層14形成自載體2上的大開口 10a延伸到芯片6上的 大開口10b的條。這樣，第一金屬層14使芯片6和載體2電連接。請注意， 與后面將制作的第二金屬層18的最小結(jié)構(gòu)寬度相比，第一金屬層14具 有大的結(jié)構(gòu)寬度。該大的結(jié)構(gòu)寬度是用來在芯片6和載體2之間形成低 電阻連接。例如，對于芯片6包括用于轉(zhuǎn)換大電流的功率晶體管的應(yīng)用 場合，低電阻連接可能是有益處的。在這種情況下，該大的結(jié)構(gòu)寬度 確保轉(zhuǎn)換大電流所引起的電壓降很小。
在絕緣層8上敷金屬離子溶液的方法可有多種。在一個實施例中， 通過例如用噴墨才幾(ink-jetting dispenser )將金屬離子溶液選擇性 地沉積在絕緣層8的期望區(qū)域上來敷金屬離子溶液。在這種情況下，在 使金屬離子溶液干了以后，在敷金屬離子溶液的區(qū)域就形成了第 一導(dǎo) 電金屬層14.
在圖1C所示的實施例中，制作第一金屬層14是先在絕緣層8上制作 第一結(jié)構(gòu)12(虛線)，再在絕緣層8上敷金屬離子溶液。由于第一結(jié)構(gòu)12能選擇性地與金屬離子溶液相互作用，因此金屬離子溶液能選擇性 地留在第一結(jié)構(gòu)12的區(qū)域中以形成第一結(jié)構(gòu)12。使用該結(jié)構(gòu)12就不需 對絕緣層8選擇性敷金屬離子溶液。更確切地講，通過結(jié)構(gòu)12，將絕緣 層8浸入金屬溶液中就足以獲得期望結(jié)構(gòu)的第一金屬層14。
在一個實施例中，將第一結(jié)構(gòu)12制成種層，用于生長將芯片2電連 接到載體2上的第一金屬層14。該種層結(jié)構(gòu)12可用多種方法制作，其取 決于絕緣層8的材料和要求的結(jié)構(gòu)尺寸。例如，如果絕緣層8由金屬顆 粒的聚合物制成，通過使用激光束照射絕緣層8直到足夠多的金屬顆粒 沿絕緣層8的被照射位置暴露出來以形成該種層的方式可以制作種層 結(jié)構(gòu)12。在另一個實施例中，種層結(jié)構(gòu)12的制作可以通過對絕緣層8選 擇性地敷導(dǎo)電液進行，該導(dǎo)電液干了以后就形成種層結(jié)構(gòu)。在又一個 實施例中，可通過在絕緣層8上敷導(dǎo)電層，隨后使用例如激光燒蝕或光 刻工藝選擇性地移除該導(dǎo)電層的一些區(qū)域來制作種層結(jié)構(gòu)12。敷導(dǎo)電 層的技術(shù)包括針滴涂、旋鍍或浸鍍。在這種情況下，該導(dǎo)電層的剩余 部分形成種層結(jié)構(gòu)。在絕緣層8上制作種層的其它已知手段包括使用導(dǎo) 電墨水進行噴墨，使用催化墨水進行噴墨，塞印刷、網(wǎng)印或漏板印刷 導(dǎo)電漿料，選擇性針滴涂，選擇性噴涂導(dǎo)電層等等。
在制作種層結(jié)構(gòu)12之后，在制作第一金屬層14的工藝中種層結(jié)構(gòu) 12被暴露給金屬離子溶液以在電化學(xué)工藝期間形成位于該種層結(jié)構(gòu)12 上的第一金屬層14。在一個實施例中，為了形成第一金屬層14，絕緣 層8可以被完全浸在金屬離子溶液中或被該金屬離子溶液完全覆蓋。在 這種情況下，由于電化學(xué)工藝的選擇性，金屬離子溶液中的金屬離子 選擇性地粘附在種層結(jié)構(gòu)12上以形成適于種層結(jié)構(gòu)12的第一金屬層 14。此外，如果4t層結(jié)構(gòu)l2形成了導(dǎo)電區(qū)域，可在種層結(jié)構(gòu)12和該金 屬離子溶液之間施加電壓以加速第一金屬層14的電化學(xué)生長。另外， 溶液中的金屬和電化學(xué)工藝的詳細(xì)參數(shù)的選擇取決于種層的類型和金 屬離子溶液的類型，稍后將會對此進行更加詳細(xì)解釋?？偟刂v，在種 層上電化學(xué)生長金屬結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域眾所周知的技術(shù)。如果在金屬層電 化學(xué)生長過程中施加外部電壓，該技術(shù)也被稱為電鍍。
在一個實施例中，與后面形成的第二金屬層18的厚度(參見圖2A、 2B)相比，第一金屬層14的厚度被設(shè)計成大的。通過將絕緣層8更長時 間地暴露給該金屬離子溶液能夠獲得更大的厚度。厚度越大，獲得期
9望的最小橫截面積在絕緣層8上所需的橫向空間越小，該最小橫截面積 為第一種層結(jié)構(gòu)12的最小結(jié)構(gòu)寬度乘以第一金屬層H的厚度。例如， 如果第一結(jié)構(gòu)12的最小結(jié)構(gòu)寬度比第二結(jié)構(gòu)16的最小結(jié)構(gòu)寬度大十 倍，且第一金屬層14的厚度比第二金屬層18的厚度大十倍，則第一金 屬層14的橫截面積可為第二金屬層18橫截面積的100倍或以上。
圖1D公開了圖1C中的電子裝置，在該電子裝置的絕緣層8上已經(jīng)制 作了第一金屬層14和第二金屬層18。類似于第一金屬層14，通過位于 絕緣層8上的從載體2上的小開口 10c延伸至芯片6上的小開口 10d的條 狀區(qū)域內(nèi)敷金屬溶液制作第二金屬層18。這樣，第二金屬層18就提供 了電連接芯片6和載體2的第二連接。請注意，與第一金屬層14的最小 結(jié)構(gòu)寬度相比，第二金屬層18具有小的最小結(jié)構(gòu)寬度。該小的結(jié)構(gòu)寬 度可用來節(jié)省絕緣層8上的空間以便在同一絕緣層8上形成復(fù)雜電路。
在圖1D的實施例中，通過先在絕緣層8上制作第二結(jié)構(gòu)16，再向絕 緣層8敷金屬離子溶液來制作第二金屬層18。與第一金屬層14的相似， 第二結(jié)構(gòu)16用作第二金屬層18的第二種層。在這個實施例中，先制作 第一金屬層14，再制作第二種層結(jié)構(gòu)16。這樣，可將第二金屬層1"殳 計成使得該第二金屬層18的部分與第一金屬層14橫向間隔開。
第二結(jié)構(gòu)16 (第二種層)和第二金屬層18的制作方法可以是設(shè)計 第一結(jié)構(gòu)12和制作第一金屬層14所提及方法中的任一種。具體地，制 作第一和第二金屬層14、 18的金屬離子溶液可以相同也可以不相同。 在一個實施例中，通過將圖1C中的電子裝置完全浸沒在金屬離子溶液 中來制作第二金屬層18。請注意，在這種情況下，第二金屬層18既會 長在第二種層結(jié)構(gòu)16上，也會長在第一金屬層14上。在這種情況下， 第 一金屬層14完全重疊第二金羼層18 r而第二金屬層18則吝部分與第 一金屬層14橫向間隔開。請注意，如果第二金屬層18的厚度明顯小于 第一金屬層14的厚度，第二金屬層18與第一金屬層W的重疊不會顯著 增大第一金屬層14和第二金屬層18的合并橫截面積的總橫截面積。
第二結(jié)構(gòu)16的制作方法也可以不同于第一結(jié)構(gòu)12的制作方法。例 如，如果第一結(jié)構(gòu)12的最小結(jié)構(gòu)寬度是在幾毫米范圍內(nèi)，可以用塞印 刷技術(shù)制作第一結(jié)構(gòu)12。塞印刷技術(shù)在制作大的結(jié)構(gòu)時節(jié)省時間。另 一方面，如果第二結(jié)構(gòu)16的最小結(jié)構(gòu)寬度是在低于10微米或更小的范 圍內(nèi)，可將激光束聚焦在尺寸小于10微米(即直徑小于10微米)的點上來制作第二結(jié)構(gòu)16。
應(yīng)當(dāng)注意到本申請中的表述"第一金屬層"和"第二金屬層"是 指具有限定厚度的結(jié)構(gòu)。同時，第一金屬層14和第二金屬層18可具有 橫向于絕緣層8的平面的任意形狀或結(jié)構(gòu)。因此，由于它們的限定厚度， 盡管第一金屬層14和第二金屬層18在實施例中看起來像一條線，但它
們?nèi)允谴硪粋€"層"。
圖2A和2B示意性的圖示了圖1D中的實施例沿圖1D所示的兩條橫切 線2A-2A，和2B-2B，的橫截面。沿線2A-2A，并垂直栽體2切出圖2A的橫截 面，沿線2B-2B，并垂直載體2切出圖2B的橫截面。圖2A示出了第二金屬 層18通過絕緣層8中的開口 10d連接芯片6和通過開口 10c連接載體2的 方式。另外，圖2A示出了絕緣層8共形地敷在芯片6和栽體2之上。請注 意，這并不是必要條件，因為絕緣層8的上表面也可以是平的。圖2B與 圖2A相似，不同之處在于第一金屬層14通過大開口10b電連接芯片6和 載體2和通過大開口10a電連接到載體2上。另外，第一金屬層14的厚度 至少為第二金屬層18的兩倍。
通過圖1A-1D和2A-2B所描述的方法能夠制造電子裝置1，其包括栽 體2，附著在該栽體2上的芯片6，載體2和芯片6上的絕緣層8，位于絕 緣層8上的具有第一金屬層厚度的第一金屬層14，以及位于絕緣層8上 的具有第二金屬層厚度的獨立的第二金屬層18。另外，由于在同一絕 緣層8上先后制作第一金屬層14和第二金屬層18,因此能夠自由選擇第 一金屬層14和第二金屬層18的厚度。這樣，這些厚度能夠適應(yīng)給定的 應(yīng)用，無需在第一金屬層14和第二金屬層18之間增加額外的絕緣層。 因此，避免了昂貴的多層設(shè)計，結(jié)合了高電壓、高電流、高速度和/或
復(fù)雜邏輯應(yīng)用的電路能夠被布置在a層昧面上6i4艮小區(qū)域內(nèi).
圖3A和圖3B-3F的處理順序圖示了在絕緣層108上制作第一金屬層 114和第二金屬層118的又一個實施例。在該實施例中，通過使用激光 束103連續(xù)形成第一種層結(jié)構(gòu)112 (第一結(jié)構(gòu))和第二種層結(jié)構(gòu)116 (第 二結(jié)構(gòu))制作第一金屬層114和第二金屬層118。
圖3A圖示了電子裝置IOO，其可以與圖2A所示的電子裝置相同。例 如，電子裝置100的載體102，芯片106，以及絕緣層108可以與圖2A和 2B中的載體2，芯片6和絕緣層8相同。圖3A進一步公開了激光器101， 其將激光束103引導(dǎo)到絕緣層108上以制作第一種層結(jié)構(gòu)112和第二種層結(jié)構(gòu)116。通過激光束103掃描絕緣層108上的期望區(qū)域，或者相對于 載體102移動激光束103、或者相對于激光束103移動載體102，激光束 103將絕緣層8的該表面轉(zhuǎn)變?yōu)槠谕牡谝环N層結(jié)構(gòu)112。可以用來在絕 緣層108上形成結(jié)構(gòu)112的激光器例子有例如波長范圍為200-llOOOnm 的KrF-激光器、XeCl激光器或Nd-YAG-激光器。總地講，激光器的頻率 和功率要與絕緣層的材料類型相適應(yīng)。
圖3B公開了圖3A中的實施例的穿過絕緣層108的截面，該截面.位于 垂直繪圖平面的平面上。在圖3B-3F的實施例中，絕緣層108由聚合物 制成，該聚合物包含金屬顆粒，覆蓋有絕緣層的金屬顆粒、金屬陶瓷 顆粒或金屬配合物。這些顆粒在圖3B-3F中用點150表示。絕緣聚合物 層108的厚度范圍可為例如0. 1-200微米，其取決于實際應(yīng)用和聚合物 基體。
如果顆粒150是金屬顆粒，它們通常由銅、鋁、鎳、銀、金和鈀制 成。該金屬顆粒的直徑通常在10-1000納米的范圍內(nèi)，但也可高達幾微 米。被絕緣層包覆的該金屬顆?？梢允峭瑯拥某叽?。金屬配合物可以 由一個或多個鈀原子、銅原子、鋁原子、鎳原子、銀原子、金原子和 包圍金屬原子的有機分子組成。
應(yīng)該注意，為了通過激光照射絕緣層108制作導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112，絕緣 層108也可以由無機材料制成，如陶瓷、氮化鋁、氧化鋁、氧化鈦、氧 化硅或珪。
圖3C公開了圖3B的用激光束103照射絕緣層108制作第一種層結(jié)構(gòu) 112之后的示意性截面。在激光束103與絕緣層108相互作用后的區(qū)域 內(nèi)，絕緣層108的聚合物分子蒸發(fā)并將顆粒150暴露在表面上。如圖3C 所示,聚合物的蒸發(fā)在絕緣層108的照射區(qū)威留下了粗糙表面，此外+ 如果顆粒150是由保護絕緣層覆蓋的金屬顆粒，或者是金屬配合物，與 激光束103的相互作用會導(dǎo)致已暴露顆粒150的絕緣層或金屬配合物鍵 破裂。在上述兩種情況下，具有導(dǎo)電表面的"棵露"金屬顆粒留在絕 緣層108的表面上?？寐兜慕饘兕w粒150依靠對金屬離子溶液的暴露可 以再充當(dāng)電化學(xué)生長第一金屬層114的種層。
在一個實施例中，絕緣層108中的顆粒150可以是由氮化鋁制成的 金屬陶瓷顆粒。在這種情況下， 一旦激光束103與已暴露的氮化鋁顆粒 相互作用，電絕緣的氮化鋁就變成了導(dǎo)電的鋁和電絕緣的氧化鋁。在這種情況下，導(dǎo)電的鋁顆?？梢猿洚?dāng)從金屬離子溶液中電化學(xué)生長第
一金屬層114的種層112。請注意，該種層本身可能不導(dǎo)電，因為種顆 粒太少不能形成宏觀導(dǎo)電層。
在另一個實施例中，該顆粒150可以是包覆有保護絕緣層的金屬顆 粒，保護絕緣層例如有氧化層、氧化硅層、三氧化二鋁(A1203 )層或 絕緣有機層包覆。該保護層可通過化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝中熱金屬 氧化方法制作。金屬顆粒上的保護絕緣層確保絕緣層108在宏觀上是電 絕緣的。只有在激光束103與絕緣層108相互作用的區(qū)域，激光才會破 壞該保護層以將絕緣顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電顆粒。該導(dǎo)電顆粒再充當(dāng)電化學(xué) 生長金屬層的種層112。
在另一個實施例中，這些顆粒是沒有覆蓋保護層的金屬顆粒。在 這種情況下，為了使金屬顆粒暴露到表面上充當(dāng)種層112，只要采用激
光束蒸發(fā)周圍的聚合物基體就足夠了 。
為了便于說明，圖3C還示出一個箭頭，該箭頭的長度代表了第一 結(jié)構(gòu)112的第一結(jié)構(gòu)寬度152，即導(dǎo)線的寬度，其可以是第一金屬層114 或者是第一金屬層114的一部分。第一結(jié)構(gòu)寬度152是決定第一金屬層 114結(jié)構(gòu)寬度的一個參數(shù)。第一金屬層114的結(jié)構(gòu)寬度，特別是第一金 屬層114的最小結(jié)構(gòu)寬度，決定了第一金屬層114可以被結(jié)構(gòu)化成的導(dǎo) 線的密度。決定第一金屬層114的最小結(jié)構(gòu)寬度的另一個參數(shù)是第一金 屬層114的厚度，因為在制作第一金屬層114期間，第一金屬層114的導(dǎo) 線既沿豎向生長，又沿橫向生長(參見圖3D)。因此，第一金屬層114 的最小結(jié)構(gòu)寬度大于其厚度。
圖3D公開了圖3C的在向第一種層結(jié)構(gòu)112敷金屬離子溶液以形成 第一金屬層U4之后的橫楱面。請注意，由于具有幕一種層結(jié)構(gòu)1L2， 無需選擇性地對第 一種層結(jié)構(gòu)112敷金屬離子溶液，因為金屬離子溶液 只與第一種層結(jié)構(gòu)112相互作用，而不會或基本不會與聚合物層108的 其余表面相互作用。這代表了工藝的顯著簡化，因為可以將整個絕緣 層8浸沒在金屬離子溶液中就可能獲得期望的第一金屬層114結(jié)構(gòu)，而 無需覆蓋絕緣層8上不用生長笫一金屬層114的區(qū)域。
金屬離子溶液的選擇取決于要在種層112上生長的金屬。例如可以 使用銅離子溶液、銀離子溶液、鎳離子溶液或金離子溶液(例如堿性 氫氧化鉀溶液中的銅或亞疏酸銅、氰化銅溶液)?？偟刂v，對于給定
13的應(yīng)用，用什么樣的金屬離子溶液和什么樣的工藝參數(shù)(溶液濃度、 溫度等)都是本領(lǐng)域眾所周知的。
圖3E公開了圖3D的在絕緣層108上制作用于制作第二金屬層118的 第二種層結(jié)構(gòu)116 (第二結(jié)構(gòu))之后的示意性橫截面。在本實施例中， 用制作第一種層結(jié)構(gòu)112的激光103制作第二種層116。請注意，由于激 光束的高聚焦能力，第二種層116的最小結(jié)構(gòu)寬度可以是10微米或以 下。小的結(jié)構(gòu)寬度才能將復(fù)雜電路布置在絕緣層108上。
圖3F公開了圖3E的在通過向絕緣層108敷金屬離子溶液在絕緣層 108上制作第二金屬層118之后的示意性橫截面。由于金屬離子溶液只 與第二種層結(jié)構(gòu)116和笫一金屬層114相互作用，第二金屬層118只會生 長在第二種層結(jié)構(gòu)116和第一金屬層114上。在本實施例中，為了使第 二金屬層118獲得非常小的厚度，生長第二金屬層118的工藝過程遠(yuǎn)短 于(例如短10倍)生長第一金屬層114的工藝過程。 一有了更小的厚度， 才有可能制作出更小結(jié)構(gòu)寬度的金屬層。由于第二金屬層118的小厚 度，第一金屬層114與笫二金屬層118的合并橫截面積的總橫截面積幾 乎不受第一金屬層114上面的附加第二金屬層118生長的影響。請注意， 在圖3B至3F的工藝過程中，第二金屬層118中覆蓋第二結(jié)構(gòu)116的部分 與第 一金屬層114橫向間隔開。
圖4A以及圖4B-4F的工藝順序示出了又一個實施例，該實施例示范 了通過先后制作第一種層結(jié)構(gòu)212(第一結(jié)構(gòu))和第二種層結(jié)構(gòu)216(第 二結(jié)構(gòu))在絕緣層208上制作第一金屬層214和第二金屬層218的過程。 在本實施例中，通過向絕緣層208的表面選擇性敷導(dǎo)電液203制作第一 種層結(jié)構(gòu)212和第二種層結(jié)構(gòu)216。
圖"示出了電子裝置244，該電子裝置2 W可以與圖2A和2E申所示 的相同。例如，電子裝置200的載體202、芯片206、以及絕緣層208可 以與圖2A和2B中的載體2、芯片6和絕緣層8相同。此外，代替由類似于 圖3A的聚合物層制成，絕緣層208也可以由無機材料制成，例如陶瓷、 氮化鋁、氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、硅等等。圖4A進一步公開了一種 滴涂器(dispenser) 201，該滴涂器能夠通過將導(dǎo)電液203滴涂在絕緣 層208的期望區(qū)域上對絕緣層208選擇性敷導(dǎo)電液。
由于滴涂器的種類不同，其在絕緣層208上能夠制造的最小結(jié)構(gòu)寬 度會有很大差異。例如，如果噴墨滴涂器201是一個噴嘴開口小于20微米的微機械裝置，則由滴涂器201制作的種層的最小結(jié)構(gòu)寬度可以小至 20微米。另一方面，如果導(dǎo)電液203是通過塞印刷滴涂的漿料，則最小
結(jié)構(gòu)寬度會大于一毫米。
圖4B公開了圖4A的實施例的位于垂直繪圖平面的平面上的穿過絕 緣層208的示意性橫截面。如上所述，絕緣層208可為有機或無機材料。 根據(jù)需要，絕緣層208的厚度會有很大不同。絕緣層208的厚度的通常 值在1到1000微米之間。
圖4C公開了類似圖4B的通過使用滴涂器201在絕緣層208的期望區(qū) 域上選擇性地敷導(dǎo)電液203以在絕緣層208上形成導(dǎo)電的第一種層結(jié)構(gòu) 212 (第一結(jié)構(gòu))之后的示意性橫截面。第一種層結(jié)構(gòu)212的厚度范圍 可以是例如在100和10000納米之間。同時，在本實施例中，將第一種 層212的最小結(jié)構(gòu)寬度選擇成1或2毫米，以制作大電流容量的第一金屬 層214。導(dǎo)電液203可為含金屬原子(例如像銀、金、鈀和銅)的導(dǎo)電 墨水。
圖4D公開了類似于圖4C的向絕緣層208敷金屬離子溶液以制作第 一金屬層214之后的示意性橫截面。類似于前述實施例，由金屬離子溶 液電化學(xué)生長金屬制作第一金屬層214。由于第一金屬層214被設(shè)計成 承載大電流，因此要對絕緣層208上的金屬離子溶液的敷進行管理直到 第一金屬層214達到一個厚度，也就是100微米或以上。請注意，可以 通過在金屬離子溶液與第一種層結(jié)構(gòu)212之間施加外部電壓執(zhí)行該電 化學(xué)工藝。
圖4E公開了類似于圖4D的在制作第一金屬層214后向絕緣層208選 擇性地敷導(dǎo)電液之后的示意性橫截面。在第 一金屬層214制作后選擇性 地數(shù)導(dǎo)電液可用來制作第二種層結(jié)栂2W (第二結(jié)構(gòu)》?？?接與第一種 層212相同的方式制作第二種層結(jié)構(gòu)216,不同之處在于第一種層結(jié)構(gòu) 212的最小結(jié)構(gòu)寬度比第二種層結(jié)構(gòu)216的最小結(jié)構(gòu)寬度大10倍或以 上。
圖4F公開了類似于圖4C的在向絕緣層208敷金屬離子溶液以形成 第二金屬層218之后的示意性橫截面。再一次因為金屬離子溶液只與第 二種層結(jié)構(gòu)216和第一金屬層214相互作用，第二金屬層218只選擇性地 生長在第二種層結(jié)構(gòu)216和第一金屬層214上。因此，無需向第一種層 結(jié)構(gòu)112上選擇性敷金屬離子溶液。更確切地說，通過將整個絕緣層8浸沒在金屬離子的溶液中有可能獲得第一金屬層114的期望結(jié)構(gòu)。
請注意，根據(jù)圖4F沒有要求敷金屬離子溶液用于電連接芯片206與 載體202的目的。在這種情況下，如果省略敷該金屬離子溶液，倘若第 二種層結(jié)構(gòu)216的厚度和導(dǎo)電率能足以承栽期望的電流，第二種層結(jié)構(gòu) 216自身就可以充當(dāng)?shù)诙饘賹?。例如，如果第二種層結(jié)構(gòu)216由包括 金、銀或銅的納米油墨的導(dǎo)電液產(chǎn)生，就不需要再經(jīng)由電化學(xué)工藝的 金屬沉積。
考慮到第一金屬層214被設(shè)計成承載小電流(例如邏輯信號)，與 用來產(chǎn)生第一金屬層214的電化學(xué)工藝相比，該電化學(xué)工藝的執(zhí)行時間 要短。否則的話，第二金屬層218的制作就可以與第一金屬層的制作相 同。請注意，盡管第一金屬層214由于被暴露給用于第二金屬層218的 金屬離子溶液造成了它的橫截面的擴大，但由于第二金屬層218的厚度 很小，因此影響很小。
圖5A-5E的工藝順序示出了又一個實施例，該實施例示意性地示范 了在絕緣層308上制作第一金屬層314和第二金屬層318的過程。類似于 前述的工藝順序，絕緣層308可以是圖2A和2B中所公開的電子裝置1的 絕緣層8。
在本實施例中，只有一個種層結(jié)構(gòu)312 (第一結(jié)構(gòu))用來生成具有 第一厚度的第一金屬層314和具有第二厚度的第二金屬層318。
圖5A示意性地公開了位于垂直于繪圖面的表面上的穿過絕緣層 308的橫截面，該橫截面可以是圖1D實施例的一部分。像前面所述的一 樣，絕緣層308可以是有機層或無機層。此外，根據(jù)實際應(yīng)用，絕緣層 308的厚度會有很大不同，例如在l微米到l毫米之間。
恩5A進^"步公開了絕緣層3措上的辟層結(jié)構(gòu)31踏與個元件il2a、 312b。種層結(jié)構(gòu)312可以是前述種層中的任一種，例如固化導(dǎo)電墨水結(jié) 構(gòu)、結(jié)構(gòu)化金屬層、或帶有金屬顆粒的被激光照射的聚合物層。此外， 可以同時敷上或先后敷上兩個種層元件312a、 312b。兩個種層元件 312a、 312b的制作例如可以通過激光、通過滴涂導(dǎo)電液、通過光蝕刻 均勻?qū)щ妼踊蛘咄ㄟ^其他現(xiàn)有技術(shù)。種層312的厚度并不重要，其取決 于種層類型，可以在幾納米到幾微米之間的范圍內(nèi)。如果種層312是通 過激光產(chǎn)生的，該種層可以簡單地是位于絕緣聚合物層中并被暴露到 聚合物層的表面上的導(dǎo)電顆粒層。在圖5A-5E的實施例中，例如為了高電流容量，選擇具有大的最小結(jié)構(gòu)寬度的第一種層元件312a作為具有 大結(jié)構(gòu)寬度的金屬層318的基礎(chǔ)，同時選擇具有小的最小結(jié)構(gòu)寬度的第 二種層元件312b作為具有小結(jié)構(gòu)寬度的金屬層314的基礎(chǔ)，對于任何給 定的電路，該小結(jié)構(gòu)寬度的金屬層314在絕緣層308上只需要很小的面積。
圖5B公開了兩個種層元件312a、 312b,在這兩個種層元件上通過 向絕緣層308敷金屬離子溶液已經(jīng)電化學(xué)生長出第一金屬層314。與下 一階段生長出的第二金屬層318相比，電化學(xué)生長出的第一金屬層314 的厚度保持很小，例如O. 1至10微米。第一金屬層314的小厚度限制了 第一金屬層314的最小結(jié)構(gòu)寬度，因為在第一金屬層314的電化學(xué)生長 期間，第一金屬層314不但在垂直于絕緣層308的方向擴展，而且也在 橫向于絕緣層308的方向上擴展，如圖5B所示。
圖5C公開了圖5B的在選擇性地覆蓋第一金屬層314的掩膜350被敷 到絕緣層308上之后的橫截面圖。掩膜350被用來覆蓋需要保持小的總 金屬層厚度(即小的最小結(jié)構(gòu)寬度)的那些第一金屬層元件314的區(qū)域。 可以用已知的方式將該掩膜敷到絕緣層308上，例如通過向絕緣層308 涂敷光刻膠(如PMMA、聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂)，然后以光刻方式結(jié)構(gòu) 化該光刻膠層。
圖5D公開了圖5C的在向絕緣層308敷金屬離子溶液之后的橫截面 圖。由于掩膜350的存在，金屬離子溶液只到達第一金屬層314上未被 掩膜350覆蓋的那些區(qū)域。因此，由于與金屬離子溶液的相互作用，第 二金屬層318僅生長在覆蓋第一種層元件312a的第一金屬層元件上。結(jié) 果，由于第一種層元件312a的較大結(jié)構(gòu)寬度以及第一、第二金屬層314、 318合并厚度的教大總、厚度，通過第二金屬層3U傳導(dǎo)大電流錄橫截面 積遠(yuǎn)大于被掩膜350覆蓋的第一金屬層元件314的橫截面積。最后，圖 5E公開了在除去掩膜350 (例如通過清洗或灰化)之后的圖5D的橫截面 圖。請注意，去除掩膜并非是必要條件，因為掩膜層350也可留在封裝 中。
圖6A-6E示意性地公開了制造電子裝置的又一個實施例，其中第一 芯片406和第二芯片407被布置在共同的載體402上。在一個實施例中， 第一芯片406可以是邏輯芯片，例如帶有CMOS電路的芯片，第二芯片407 可以是功率芯片，即為包括用于轉(zhuǎn)換大電流(例如位于100邁A至100A或
17更高的范圍內(nèi)的電流)的至少一個功率晶體管的芯片。如圖6A所示， 功率芯片407可薄于邏輯芯片406。例如，功率芯片407通?？杀≈?20-200微米的范圍，而邏輯芯片406可以具有400-800微米的厚度。功 率芯片407的小厚度用來減小功率晶體管的導(dǎo)通電阻。除了厚度不同， 這兩個芯片由于具有不同的功能可以采用不同的制造技術(shù)步驟來制 作，所以很難將兩個芯片的功能集成到一個芯片上。
此外，功率芯片407的功率晶體管可以是能夠控制從芯片上表面到 下表面的電流的縱向晶體管，反之亦然。因此，第二芯片407可以具有 位于第二芯片上表面上的第一電極和位于下表面上的第二電極。在這
種情況下，載體402可以包括導(dǎo)電芯片島(chip island)，第二芯片 407可以通過焊接、擴散焊接或用導(dǎo)電膠粘附到該芯片島上以提供至芯 片島的導(dǎo)電連接。第一芯片406作為邏輯芯片，也可以用電絕緣膠粘接。
圖6A進一步公開了敷在邏輯芯片406、載體402和功率芯片407上的 絕緣層408。在本實施例中，絕緣層408為聚合物層，其包含金屬、金屬 配合物或陶瓷顆粒，例如直徑達幾微米的氮化鋁(A1N)顆粒(參見圖 3B-3F)。但是在其它實施例中，絕緣層408可以由任意的前面所提及 的其他材料制成。例如，聚合物層408的厚度可位于微米范圍內(nèi)。聚合 物層408可由前述任一方法沉積成。
圖6B公開了提供穿過聚合物層408的第一開口 440之后的圖6A，該 笫一開口 440用于從聚合物層408的上面接觸功率芯片407的高電流鋁 接觸墊片(源極或漏極)和載體402的高電流接觸墊片。第一開口440 的直徑可在150微米或以上的范圍內(nèi)，以便允許在功率芯片407與載體 402之間形成低歐姆連接。此外，圖6B示出了產(chǎn)生在兩個第一開口440 之祠妁第 一 給構(gòu)44 2 。第一給構(gòu)44 2充當(dāng)了斜作第"^金屬層444的摹^-種 層結(jié)構(gòu)(第一結(jié)構(gòu))。圖6B中通過連接兩個第一開口 440的粗線示出了 第一種層結(jié)構(gòu)412。第一種層結(jié)構(gòu)412的制作是通過將激光束照射在聚 合物層408上以蒸發(fā)相互作用區(qū)域的聚合物和將A1N顆粒斷裂成導(dǎo)電的 鋁顆粒和其他顆粒(參見圖3C)。
該第一開口 440可用現(xiàn)有技術(shù)制作，例如通過選擇性地光學(xué)蝕刻結(jié) 構(gòu)化的掩膜(未圖示)。替代地，可使用激光束制作第一開口 440。
圖6C公開了圖6B的實施例，不同之處在于在第一種層結(jié)構(gòu)412產(chǎn)生 之后向絕緣層408敷金屬離子溶液，以在第一種層結(jié)構(gòu)412上和位于第一開口 440下面的功率芯片407的接觸墊片和載體402的接觸墊片之上 制作第一金屬層414。接觸墊片通常都由鋁或銅制成?？梢酝ㄟ^將聚合 物層408的表面浸沒在金屬離子溶液中來敷金屬離子溶液。該金屬離子 溶液可為前述所提及的溶液的一種。由于第一金屬層414被設(shè)計成承載 出入功率芯片407的大電流，第一金屬層414的厚度可為100微米或更 大。
圖6D公開了圖6C的實施例，不同之處在于在第一金屬層414產(chǎn)生之 后，在載體402的上方、邏輯芯片406的兩個接觸墊片的上方和功率芯 片407的接觸墊片的上方制作了幾個穿過聚合物層408的第二開口 442。 該第二開口 442具有小直徑，例如小于100微米，因為它們只用于提供 邏輯信號。該第二開口 442可通過與第一開口 440相同的方式制作。
此外，圖6D示出了第二種層結(jié)構(gòu)416 (第二結(jié)構(gòu))，其產(chǎn)生在位于 載體402上的一個第二開口 442與位于邏輯芯片406上的一個笫二開口 442之間，以及產(chǎn)生在位于邏輯芯片406上的一個第二開口 442與位于功 率芯片407上的一個第二開口 442之間。與第一種層結(jié)構(gòu)412類似，第二 種層結(jié)構(gòu)416用作生長第二金屬層418的第二種層結(jié)構(gòu)416(參見圖6E)。 圖60中用連接對應(yīng)的第二開口 442的兩條粗線表示了第二種層416的位 置。與第一種層412類似，可以通過引導(dǎo)到聚合物層408上的激光束蒸 發(fā)相互作用區(qū)域的聚合物和從絕緣A1N顆粒中斷出導(dǎo)電鋁顆粒(參見圖 3C)制作出第二種層416。
圖6E公開了圖6D的實施例，不同之處在于，在第二種層結(jié)構(gòu)416產(chǎn) 生后向絕緣層408敷金屬離子溶液以在第二種層結(jié)構(gòu)416上、在笫一金 屬層414上、和在位于第二開口 442下面的邏輯芯片406的鋁接觸墊片、 功率芯片弱7的船接觸塾片和載體402的4&^觸墊片之i產(chǎn)生幕二金羼 層418。與第一金屬層414類似，通過將聚合物層408的表面浸沒在金屬 離子溶液中制作第二金屬層418。由于第二金屬層418被設(shè)計成傳輸出 入邏輯芯片406和功率芯片407的邏輯信號，第二金屬層418的厚度可小 至10微米或更小。
圖7A以及圖7B-7E的順序/^開了 一種用于功率應(yīng)用的多芯片功率 模塊500 (電子裝置)，并公開了用圖6A-6E中所描述的方法制作該模 塊的方法。
圖7A的多芯片模塊500包括的載體為陶瓷基栽體、聚合物基載體或者環(huán)氧樹脂化合物盤栽體，其上覆蓋了結(jié)構(gòu)化銅層。該銅層被結(jié)構(gòu)化
成為元件580、用于控制芯片506的附著的第一芯片島582、用于高側(cè)功 率晶體管芯片507a的附著的第二芯片島584，用于低側(cè)功率晶體管芯片 507b的附著的第三芯片島586、以及電力軌(power rail)5SS提供外 部接觸。控制芯片506、高側(cè)功率晶體管芯片507a和低側(cè)功率晶體管芯 片507b中的每一個都被焊接在它們對應(yīng)的島582、 584、 5M上。
為了制造多芯片模塊500，芯片都被焊接到它們位于載體502上的 對應(yīng)芯片島上(圖7B)。另外，按圖6A所描述的方法將聚合物層均勻 覆蓋在載體502和芯片506、 507a、 507b上(圖7A及圖7B-7E未示出)。 聚合物層的厚度大于5微米。接下來的步驟是第一次結(jié)構(gòu)化該聚合物層 以在高側(cè)功率晶體管芯片507a的源極接觸墊片、低側(cè)功率晶體管芯片 507b的源極接觸墊片和電力軌588的上方形成大開口 (圖7A及圖7B-7E 未示出)。接著，制作包括兩個種層結(jié)構(gòu)元件(參見圖7B)的第一種 層結(jié)構(gòu)512 (第一結(jié)構(gòu))。位于聚合物層上的該第一種層結(jié)構(gòu)元件512 以圖6B中所描述的方法從絕緣層的一個大開口延伸到另一個大開口 。 第一種層結(jié)構(gòu)512用于限定第一金屬層514的結(jié)構(gòu)(參見圖7A和7C)。 可見，第一種層結(jié)構(gòu)元件512具有基本相同的結(jié)構(gòu)寬度，例如100微米 或以上。
由圖7B能夠看出，第一種層元件512中的一個從位于電力軌588上 方的相應(yīng)大開口延伸到位于低側(cè)功率晶體管芯片507b源極上方相應(yīng)大 開口 ，同時第一種層元件512的另一個從位于第三芯片島586上方的大 開口延伸到位于高側(cè)功率晶體管芯片507a源極上方的大開口 。
用金屬離子溶液覆蓋聚合物層使得金屬離子溶液中的金屬離子能 夠與第一種層結(jié)構(gòu)元件512和被暴露的樣極接觸墊片在電化學(xué)方面湘 互作用以形成第一金屬層514，圖7C公開了經(jīng)過上述步驟之后的載體 502。如圖7A和7C所示，第一金屬層514包括兩個第一金屬層元件。第 一金屬層514的橫向形狀與圖7B中所示的第一種層結(jié)構(gòu)元件512的側(cè)面 形狀基本相同。選擇大厚度的第一金屬層514以在電力軌588和低側(cè)功 率晶體管芯片507b的源極之間和在第三芯片島586和高側(cè)功率晶體管 芯片507a的源極之間的連接提供大橫截面積。第一金屬層元件514的厚 度可以與圖6C-6E中所描述的第一金屬層414的相同。
第二次結(jié)構(gòu)化聚合物層，以在高側(cè)功率晶體管芯片507a的柵極接觸墊片的上方、低側(cè)功率晶體管芯片507b的柵極接觸墊片的上方和控 制芯片506的接觸墊片的上方產(chǎn)生多個小開口 (圖7A和7D中未示出)， 圖7D公開了圖7C的經(jīng)過上述步驟之后的載體502。另外，在聚合物層上 產(chǎn)生了以圖6D中所描述的方法連接這些小開口的第二種層結(jié)構(gòu)516 (第 二結(jié)構(gòu))。包括多個細(xì)線元件的第二種層結(jié)構(gòu)516充當(dāng)了限定第二金屬 層518結(jié)構(gòu)的第二種層。由圖7D能夠看出，第二種層516的最小結(jié)構(gòu)寬 度遠(yuǎn)小于笫一種層512的最小結(jié)構(gòu)寬度，例如為20微米。第二金屬層518
的小結(jié)構(gòu)寬度使在載體上布置復(fù)雜配線成為可能。這樣，包含控制芯 片506a、高側(cè)功率芯片507a、低側(cè)功率芯片507b、多接觸元件580等許
多部件的復(fù)雜模塊能夠在一個絕緣層上相互連接。
第二次將金屬離子溶液敷在聚合物層上以通過金屬離子溶液與第 二種層結(jié)構(gòu)516以及暴露的接觸墊片發(fā)生電化學(xué)相互作用產(chǎn)生第二金 屬層518,圖7E公開了圖7D中的經(jīng)過上述步驟之后的載體502。第二種 層元件516的小的結(jié)構(gòu)寬度造成了第二金屬層元件518的最小結(jié)構(gòu)寬度 也小。第二金屬層518的厚度也選擇小的(例如10微米)是為了維持第 一金屬層14的小的最小結(jié)構(gòu)寬度。最后，在第一金屬層514和第二金屬 層518產(chǎn)生之后，應(yīng)該模塑該多芯片模塊以從機械方面和化學(xué)方面保護 該多芯片模塊免受外界破壞。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法能夠應(yīng)用于不同封裝平臺上。例如，盡 管圖7A-7E的實施例中示出了電子裝置500的載體502由絕緣材料制成，
但是該制造方法也適用于導(dǎo)體材料制成的栽體，例如銅片。
圖8A-8C公開了半導(dǎo)體裝置600，其載體602是厚度為200微米的銅 片。芯片606可焊接或粘附到載體602上?？梢园磮D1A-1D中的實施例所 描述的方法教上和結(jié)枸俗^^層雄。mx進^步公開了第一金屬層 614，該第一金屬層614借助于穿過絕緣層508的兩個大通孔10a、 10b使 芯片606與栽體602電連接。該實施例可進一步包括具有不同層厚的第 二金屬層(未圖示)。總地講，除了載體602是由導(dǎo)電材料制成，圖8A-8C 的實施例可與圖1A-1D的相同。
圖8B公開了圖8A的實施例，其中半導(dǎo)體裝置已經(jīng)被用模塑材料624 模塑過，以保護芯片606、絕緣層608、第一金屬層614和第二金屬層免
受外界的機械和化學(xué)破壞。
圖8C公開了圖8B的實施例，其中銅載體602已經(jīng)被結(jié)構(gòu)化成充當(dāng)連接芯片608與外界的外部輸入/輸出連接墊片20a、 20b?？梢酝ㄟ^選擇 性地蝕刻栽體、鋸切或任何其他便利方法實施載體602的結(jié)構(gòu)化。外部 連接墊片20a、 20b可用來將半導(dǎo)體裝置600焊接到印刷電路板上以使該 半導(dǎo)體裝置與外界相連。例如，如果芯片606是具有位于芯片602前側(cè)
率晶^管，外部連接墊片20a可通過第一金屬層元件614將外界連:到 該源極接觸上，同時外部連接墊20b可通過芯片602的背面將外界連接 到該漏極接觸上。進一步地，至少一個外部接觸墊片可以將外界連接 到位于芯片前側(cè)的柵極接觸上。
請注意，類似于圖8A-8C中所示的電子裝置的制造方法也非常適于 批量模式。在這種情況下，芯片606的一個陣列可焊接到共同的載體上。 進一步地，可在該共同載體和這些芯片上敷上絕緣層608。然后，結(jié)構(gòu) 化絕緣層608以打開芯片的接觸和載體上的接觸。此外，在該芯片陣列 和該共同載體上制作第一金屬層614以使這些芯片接觸具有第一層厚 度的金屬層元件。接著，在該芯片陣列和該共同載體上制作第二金屬 層618以使這些芯片接觸具有第二層厚度的金屬層元件。隨后，將模塑 材料624涂敷在該芯片陣列和該共同載體上。在模塑之后，結(jié)構(gòu)化該共 同載體獲得用于每個芯片606的獨立的外部連接墊片20a、 20b。最后， 通過刻蝕或鋸切該模塑材料，將該芯片陣列分割成如圖8C中所示種類 的多個單獨的裝置600。
圖9A-9D圖示了又一個實施例，其可以與圖8A-8D中所示的相同， 不同之處在于，載體702不是銅片元件，而是帶或箔片，其在后來要被 從半導(dǎo)體裝置700上除去。
異M厲示了類似于與8A錄電子裝置7加。唯"眛不同之處在于芯片 706、絕緣層708、第一金屬層714和第二金屬層(未圖示)被附著到或 敷到柔性載體702上，例如銅箔。
圖9B示出了圖9A的電子裝置700，該電子裝置已經(jīng)被模塑過使得載 體702、芯片706、絕緣層708、第一金屬層714和第二金屬層718被模塑 材料724覆蓋。
圖9C圖示了通過將銅箔拉離模塑材料724、絕緣層708以及電化學(xué) 生長出的第一金屬層714和第二金屬層從半導(dǎo)體裝置700上除去載體 702的工藝。隨后，外部連接墊片20a、 20b被敷到暴露出來的第一金屬層714和第二金屬元件上。該外部接觸元件可為焊料球、電生長表面層 元件或在本領(lǐng)域已是公知的任何其他元件。
權(quán)利要求
1.一種制造電子裝置的方法，其包括將第一芯片布置在載體上；在第一芯片和載體上敷絕緣層；向絕緣層敷金屬離子溶液以制作具有第一厚度的第一金屬層；和在絕緣層上制作具有第二厚度的第二金屬層，其中第一金屬層和第二金屬層中的至少一個的至少一部分與對應(yīng)的另一個金屬層橫向間隔開。
2. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，其中，第二金屬層 是通過向絕緣層敷金屬離子溶液來制作的。
3. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，其中，第二金屬層 是在制作第一金屬層之后制作的。
4. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，進一步包括在絕緣 層上制作用于制作第一金屬層的第一結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求4所述的制造電子裝置的方法，進一步包括在絕緣 層上制作用于制作第二金屬層的第二結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求5所述的制造電子裝置的方法，其中，第二結(jié)構(gòu)是在制作第一金屬層之后制作的。
7. 如權(quán)利要求5所述的制造電子裝置的方法，其中利用噴墨、 塞印刷、漏板印刷、網(wǎng)印、針滴涂和選擇性噴涂，通過用激光照射絕 緣層、選擇性地敷導(dǎo)電液和選擇性地除去敷在絕緣層上的導(dǎo)電層的區(qū) 域的方式中的至少一種制作第二結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求4所述的制造電子裝置的方法，其中，第二金屬層 是通過對第 一結(jié)構(gòu)的選擇性區(qū)域敷金屬離子溶液制作的。
9. 如權(quán)利要求4所述的制造電子裝置的方法，其中利用噴墨、 塞印刷、漏板印刷、網(wǎng)印、針滴涂和選擇性噴涂，通過用激光照射絕 緣層、選擇性地敷導(dǎo)電液和選擇性地除去敷在絕緣層上的導(dǎo)電層的區(qū) 域的方式中的至少一種制作第一結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求4所述的制造電子裝置的方法，其中，在敷金屬離 子溶液的同時在該金屬離子溶液和第一結(jié)構(gòu)之間施加電壓。
11. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，進一步包括將至少 一個第二芯片布置在載體上。
12. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，其中利用液相淀 積、化學(xué)氣相淀積、物理氣相淀積、等離子氣相淀積、噴涂、針滴涂、 旋鍍和浸鍍方式中的至少 一種敷絕緣層。
13. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，進一步包括制作穿 過絕緣層的通孔。
14. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，進一步包括將第一 芯片焊到載體上。
15. 如權(quán)利要求l所述的制造電子裝置的方法，進一步包括用模塑 化合物覆蓋第一芯片。
16. —種制造電子裝置的方法，其包括 將第一芯片布置在栽體上； 在第一芯片和載體上敷絕緣層； 用激光照射絕緣層以制作第一結(jié)構(gòu)； 向第一結(jié)構(gòu)敷金屬離子溶液以制作第一金屬層； 在制作第一金屬層之后，用激光照射絕緣層以制作第二結(jié)構(gòu)；以及向第二結(jié)構(gòu)敷金屬離子溶液以制作第二金屬層。
17. —種制造電子裝置的方法，其包括 將第一芯片布置在載體上； 在第一芯片和載體上敷絕緣層；向絕緣層選擇性地敷導(dǎo)電液以制作第 一結(jié)構(gòu)； 向第一結(jié)構(gòu)敷金屬離子溶液以制作第一金屬層；以及 在制作第一金屬層之后，向絕緣層選擇性地敷導(dǎo)電液以制作第二 金屬層，該第二金屬層的至少一部分與第一金屬層橫向間隔開。
18. —種制造電子裝置的方法，其包括 將第一芯片布置在載體上； 在第一芯片和栽體上敷絕緣層； 在絕緣層上制作第一結(jié)構(gòu)； 向第一結(jié)構(gòu)敷金屬離子溶液以制作第一金屬層； 掩膜第一結(jié)構(gòu)；以及向掩模后的第一結(jié)構(gòu)敷金屬離子溶液以制作第二金屬層，該第二 金屬層的至少一部分與第一金屬層橫向間隔開。
19. 一種電子模塊，其包括 載體；附接到載體上的第一芯片； 位于載體和第一芯片之上的絕緣層；位于絕緣層上的具有第一厚度的第一金屬層；和位于絕緣層上的獨立的具有第二厚度的第二金屬層；其中第一金屬層厚度至少是第二金屬層厚度的兩倍。
20. 如權(quán)利要求19所述的電子模塊，其中，絕緣層由聚合物或陶 瓷材料制成。
21. 如權(quán)利要求19所述的電子模塊，其中，第一金屬層和第二金 屬層中的至少一個連接到栽體和第 一芯片中的至少 一個上。
22. 如權(quán)利要求19所述的電子模塊，其中，第一芯片被焊接到載 體上。
23. 如權(quán)利要求19所述的電子模塊，其中，第一芯片包括功率晶 體管。
24. 如權(quán)利要求19所述的電子模塊，進一步包括布置在載體上的 至少一個第二芯片。
25. 如權(quán)利要求19所述的電子模塊，其中，絕緣層、第一金屬層 和第二金屬層中的至少一個覆蓋有模塑化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造電子裝置的方法，該方法包括將第一芯片布置在載體上；在第一芯片和載體上敷絕緣層；向絕緣層敷金屬離子溶液以制作具有第一厚度的第一金屬層；以及在絕緣層上制作具有第二厚度的第二金屬層，其中第一金屬層和第二金屬層中的至少一個的至少一部分與對應(yīng)的另一個金屬層橫向間隔開。
文檔編號H01L21/60GK101552216SQ200910006108
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者G·比爾, H·尤厄, I·尼基廷, M·門格爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司