本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及半導(dǎo)體器件和在半導(dǎo)體管芯周圍形成絕緣層的方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件通常存在于現(xiàn)代電子產(chǎn)品中。半導(dǎo)體器件在電氣部件的數(shù)目和密度方面變化。分立的半導(dǎo)體器件通常含有一種類型的電氣部件，例如發(fā)光二極管（led)、小信號(hào)晶體管、電阻器、電容器、電感器和功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（mosfet)。集成的半導(dǎo)體器件典型地含有數(shù)百到數(shù)百萬個(gè)電氣部件。集成的半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件（ccd)、太陽能電池和數(shù)字微鏡器件（dmd)。

半導(dǎo)體器件執(zhí)行廣泛的功能，諸如，信號(hào)處理、高速計(jì)算、傳輸和接收電磁信號(hào)、控制電子器件、將太陽光轉(zhuǎn)換為電力、以及創(chuàng)建用于電視顯示的視覺投影。半導(dǎo)體器件存在于娛樂、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)產(chǎn)品的領(lǐng)域中。半導(dǎo)體器件也存在于軍事應(yīng)用、航空、機(jī)動(dòng)車、工業(yè)控制器和辦公設(shè)備中。

半導(dǎo)體器件利用半導(dǎo)體材料的電性質(zhì)。半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)允許通過施加電場或基極電流或者通過摻雜工藝來操控材料的電導(dǎo)率。摻雜將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中，以操控和控制半導(dǎo)體器件的電導(dǎo)率。

半導(dǎo)體器件含有有源和無源電氣結(jié)構(gòu)。包括雙極和場效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動(dòng)。通過改變電場或基極電流的施加和摻雜的水平，晶體管促進(jìn)或者約束電流的流動(dòng)。包括電阻器、電容器和電感器的無源結(jié)構(gòu)創(chuàng)建執(zhí)行各種電氣功能所需的電壓與電流之間的關(guān)系。無源和有源結(jié)構(gòu)電連接以形成電路，其使得半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速操作和其它有用功能。

通常使用兩種復(fù)雜制造工藝來制造半導(dǎo)體器件，該兩種復(fù)雜制造工藝即前端制造和后端制造，每個(gè)涉及許多步驟。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。每個(gè)半導(dǎo)體管芯典型是相同的并且含有通過將有源和無源部件電連接來形成的電路。后端制造涉及從完成的晶片單體化個(gè)體半導(dǎo)體管芯以及對(duì)管芯進(jìn)行封裝，以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。

半導(dǎo)體制造的一個(gè)目標(biāo)是保護(hù)半導(dǎo)體管芯免受諸如濕氣、污染物和光的外部環(huán)境要素的影響。常常在半導(dǎo)體管芯上方施加密封劑或模制化合物。半導(dǎo)體管芯的一個(gè)或多個(gè)表面，尤其在倒裝芯片配置中，仍然可能暴露于外部環(huán)境要素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

存在保護(hù)半導(dǎo)體管芯免受外部環(huán)境要素的影響的需要。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是制作半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟：提供半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片包括在該半導(dǎo)體晶片的第一表面上方形成的多個(gè)接觸焊盤和多個(gè)半導(dǎo)體管芯；形成部分地穿過半導(dǎo)體晶片的第一表面的第一溝槽；將絕緣材料設(shè)置在半導(dǎo)體晶片的第一表面上方和到第一溝槽中；移除半導(dǎo)體晶片的、與半導(dǎo)體晶片的第一表面相對(duì)的一部分，到第一溝槽中的絕緣材料；在半導(dǎo)體晶片的第二表面和半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面上方形成絕緣層；以及穿過第一溝槽中的絕緣材料而單體化半導(dǎo)體晶片，以分離半導(dǎo)體管芯。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟：提供半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片包括在該半導(dǎo)體晶片的第一表面上方形成的多個(gè)接觸焊盤和多個(gè)半導(dǎo)體管芯；將第一溝槽形成到半導(dǎo)體晶片的第一表面中；將絕緣材料設(shè)置在半導(dǎo)體晶片的第一表面上方和到第一溝槽中；以及在半導(dǎo)體晶片的第二表面和半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面上方形成絕緣層。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟：提供半導(dǎo)體晶片；將第一溝槽形成到半導(dǎo)體晶片的第一表面中；將絕緣材料設(shè)置在半導(dǎo)體晶片的第一表面上方和到第一溝槽中；以及在半導(dǎo)體晶片的第二表面和半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面上方形成絕緣層。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包含半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片包括形成到半導(dǎo)體晶片的第一表面中的第一溝槽。將絕緣材料設(shè)置在半導(dǎo)體晶片的第一表面上方和到第一溝槽中。在半導(dǎo)體晶片的第二表面和半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面上方形成絕緣層。

附圖說明

圖1圖示了印刷電路板（pcb），該印刷電路板具有安裝到pcb的表面的不同類型的封裝；

圖2a-2q圖示了在半導(dǎo)體晶片周圍形成絕緣材料的工藝；

圖3圖示了來自圖2a-2q的工藝流程的半導(dǎo)體管芯；

圖4a-4g圖示了在具有導(dǎo)電印刷的半導(dǎo)體晶片周圍形成絕緣材料的另一工藝；

圖5圖示了來自圖4a-4g的工藝流程的半導(dǎo)體管芯；

圖6a-6m圖示了在半導(dǎo)體晶片周圍形成絕緣材料的另一工藝，該半導(dǎo)體晶片具有在半導(dǎo)體管芯的側(cè)表面上的導(dǎo)電層；以及

圖7圖示了來自圖6a-6m的工藝流程的半導(dǎo)體管芯。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中參考附圖來描述本發(fā)明，其中相同的數(shù)字表示相同或類似的元件。雖然按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)的最佳模式來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，該描述旨在覆蓋如可以被包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等價(jià)物，本發(fā)明的精神和范圍由如下面的公開和附圖所支持的所附權(quán)利要求書和權(quán)利要求書的等價(jià)物限定。

通常使用以下兩種復(fù)雜制造工藝來制造半導(dǎo)體器件：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)半導(dǎo)體管芯。晶片上的每個(gè)半導(dǎo)體管芯含有有源和無源電氣部件，有源和無源電氣部件電連接以形成功能電路。諸如晶體管和二極管的有源電氣部件具有控制電流的流動(dòng)的能力。諸如電容器、電感器和電阻器的無源電氣部件創(chuàng)建執(zhí)行電路功能所需的電壓與電流之間的關(guān)系。如本文中所使用的術(shù)語“半導(dǎo)體管芯”指代單詞的單數(shù)形式和復(fù)數(shù)形式兩者，并且因此，能夠指代單個(gè)半導(dǎo)體器件和多個(gè)半導(dǎo)體器件兩者。

通過包括摻雜、沉積、光刻、刻蝕和平面化的一系列工藝步驟在半導(dǎo)體晶片的表面上方形成有源和無源部件。摻雜通過諸如離子注入或熱擴(kuò)散的技術(shù)將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中。摻雜工藝通過響應(yīng)于電場或基極電流而動(dòng)態(tài)地改變半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率來修改有源器件中的半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率。晶體管含有變化的摻雜類型和程度的區(qū)域，所述區(qū)域在必要時(shí)被布置成使晶體管能夠在施加電場或基極電流時(shí)促進(jìn)或約束電流的流動(dòng)。

有源和無源部件由具有不同電氣性質(zhì)的材料層形成。該層能夠通過由正被沉積的材料的類型部分地確定的各種沉積技術(shù)來形成。例如，薄膜沉積能夠涉及化學(xué)氣相沉積（cvd）、物理氣相沉積（pvd）、電解電鍍和化學(xué)鍍工藝。每個(gè)層大體上被圖案化以形成有源部件、無源部件或部件之間的電連接的部分。

后端制造指代將完成的晶片切割或單體化成個(gè)體的半導(dǎo)體管芯，并且然后對(duì)半導(dǎo)體管芯進(jìn)行封裝以用于結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。為了單體化半導(dǎo)體管芯，使用激光切割工具或鋸片沿著稱為鋸切道或劃線的晶片的非功能區(qū)域切割晶片。在單體化之后，將個(gè)體半導(dǎo)體管芯安裝到封裝襯底，該封裝襯底包括用于與其它系統(tǒng)部件互連的管腳或接觸焊盤。在半導(dǎo)體管芯上方形成的接觸焊盤然后連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤。能夠利用焊料凸塊、柱形凸塊、導(dǎo)電膏或接合引線來制作電連接。將密封劑或其它的模制材料沉積在封裝上方，以提供物理支撐和電氣隔離。然后將完成的封裝插入到電氣系統(tǒng)中并且使半導(dǎo)體器件的功能可用于其它系統(tǒng)部件。

圖1圖示具有芯片載體襯底或pcb52的電子器件50，其中多個(gè)半導(dǎo)體封裝安裝在pcb52的表面上。取決于應(yīng)用，電子器件50可以具有一種類型的半導(dǎo)體封裝或多種類型的半導(dǎo)體封裝。出于說明的目的，在圖1中示出不同類型的半導(dǎo)體封裝。

電子器件50可以是使用半導(dǎo)體封裝來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)電氣功能的獨(dú)立系統(tǒng)。替換地，電子器件50可以是更大的系統(tǒng)的子部件。例如，電子器件50可以是便攜式電話、個(gè)人數(shù)字助理（pda）、數(shù)碼攝像機(jī)（dvc）或其它電子通信裝置的部分。替換地，電子器件50可以是能夠插入到計(jì)算機(jī)中的圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡或其它信號(hào)處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲(chǔ)器、專用集成電路（asic）、邏輯電路、模擬電路、射頻（rf）電路、分立器件或其它半導(dǎo)體管芯或電氣部件。小型化和重量減小對(duì)于要被市場接受的產(chǎn)品而言是必要的?？梢詼p小半導(dǎo)體器件之間的距離以實(shí)現(xiàn)更高的密度。

在圖1中，pcb52提供用于安裝在pcb上的半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)支撐和電氣互連的通用襯底。使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)鍍、絲網(wǎng)印刷或其它合適的金屬沉積工藝在pcb52的表面上方或?qū)觾?nèi)形成導(dǎo)電信號(hào)跡線54。信號(hào)跡線54提供半導(dǎo)體封裝、安裝的部件和其它外部系統(tǒng)部件中的每個(gè)之間的電氣通信。跡線54還向每個(gè)半導(dǎo)體封裝提供電源連接和接地連接。

在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個(gè)封裝級(jí)。第一級(jí)封裝是用于將半導(dǎo)體管芯機(jī)械和電氣附接到中間載體的技術(shù)。第二級(jí)封裝涉及將中間載體機(jī)械和電氣附接到pcb。在其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以僅具有第一級(jí)封裝，在第一級(jí)封裝中將管芯直接機(jī)械和電氣安裝到pcb。

出于說明的目的，在pcb52上示出包括接合線封裝56和倒裝芯片58的若干類型的第一級(jí)封裝。此外，示出安裝在pcb52上的若干類型的第二級(jí)封裝，包括球柵格陣列（bga）60、凸塊芯片載體（bcc）62、接點(diǎn)柵格陣列（lga）66、多芯片模塊（mcm）68、四方扁平無引線封裝（qfn）70、四方扁平封裝72和倒裝芯片74。取決于系統(tǒng)要求，利用第一和第二級(jí)封裝樣式的任何組合配置的半導(dǎo)體封裝以及其它電子部件的任何組合能夠連接到pcb52。在一些實(shí)施例中，電子器件50包括單個(gè)附接的半導(dǎo)體封裝，而其它實(shí)施例需要多個(gè)互連的封裝。通過在單個(gè)襯底上方將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝組合，制造商能夠?qū)㈩A(yù)制部件并入到電子器件和系統(tǒng)中。因?yàn)榘雽?dǎo)體封裝包括復(fù)雜的功能，所以能夠使用較便宜的部件和流線型制造工藝來制造電子器件。所得到的器件不太可能失效并且制造成本較低，從而導(dǎo)致針對(duì)消費(fèi)者的更低成本。

圖2a示出具有基底襯底材料122的半導(dǎo)體晶片120，基底襯底材料122諸如是硅、鍺、磷化鋁、砷化鋁、砷化鎵、氮化鎵、磷化銦、碳化硅或用于結(jié)構(gòu)支撐的其它體半導(dǎo)體材料。在晶片120上形成由非有源的、管芯間的晶片區(qū)域、劃線或鋸切道126所分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯或部件124，如上面所描述的那樣。鋸切道126提供用于將半導(dǎo)體晶片120單體化成個(gè)體的半導(dǎo)體管芯124的切割區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片120具有200-300毫米（mm）的寬度或直徑以及700微米（μm）的厚度。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片120具有100-450mm的寬度或直徑。

圖2b示出半導(dǎo)體晶片120的一部分的橫截面視圖。半導(dǎo)體晶片120和每個(gè)半導(dǎo)體管芯124具有背表面或非有源表面128和有源表面130，該有源表面130含有被實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能而在管芯內(nèi)形成并且電氣互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括在有源表面130內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管和其它電路元件，以實(shí)現(xiàn)模擬電路或數(shù)字電路，諸如數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）、asic、存儲(chǔ)器或其它信號(hào)處理電路。半導(dǎo)體管芯124還可以含有用于rf信號(hào)處理的集成的無源器件（ipd），諸如電感器、電容器和電阻器。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯124是倒裝芯片類型的器件。

使用pvd、cvd、電解電鍍、化學(xué)鍍工藝或其它合適的金屬沉積工藝在有源表面130上方形成導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層132可以是以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：鋁（al）、銅（cu）、錫（sn）、鎳（ni）、金（au）、銀（ag）、鈦（ti）或其它合適的導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層132是通過化學(xué)鍍沉積或電解電鍍形成在al上方的ni。其它金屬層也可以用于形成導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層132操作為電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤。如圖2b所示，導(dǎo)電層132可以被形成為離半導(dǎo)體管芯124的邊緣第一距離并排設(shè)置的接觸焊盤。替換地，導(dǎo)電層132可以被形成為接觸焊盤，該接觸焊盤在多個(gè)行中偏移，使得接觸焊盤的第一行被設(shè)置成離管芯的邊緣第一距離，并且與第一行交替的接觸焊盤的第二行被設(shè)置成離管芯的邊緣第二距離。

圖2c示出含有犧牲基底材料的載體或臨時(shí)襯底140的一部分的橫截面視圖，犧牲基底材料諸如是硅、聚合物、氧化鈹、玻璃、或用于結(jié)構(gòu)支撐的其它合適的低成本剛性材料。界面層或雙面膠帶142形成在載體140上方，作為臨時(shí)粘合劑接合膜、刻蝕停止層或熱釋放層。半導(dǎo)體晶片120定位在載體140和界面層142上方并且安裝到載體140和界面層142，其中有源表面130和導(dǎo)電層132背離載體定向。圖2d示出安裝到載體140的界面層142的半導(dǎo)體晶片120。

在圖2e中，使用鋸片或激光切割工具145、深反應(yīng)離子刻蝕（drie）或其它合適的切割工藝，沿著鋸切道126部分地但不完全地穿過半導(dǎo)體晶片120在半導(dǎo)體晶片120的表面中形成溝槽144。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于700μm厚的半導(dǎo)體晶片120，溝槽144具有210μm的深度。替換地，溝槽144具有半導(dǎo)體晶片120的厚度的0.25-0.50倍的深度。圖2f示出沿著鋸切道126在半導(dǎo)體晶片120中形成的溝槽144的平面視圖。利用等離子體刻蝕或化學(xué)刻蝕對(duì)半導(dǎo)體晶片120進(jìn)行預(yù)處理，以增強(qiáng)稍后施加的絕緣材料或密封劑的粘附性。氧化物沉積可以應(yīng)用于需要第二級(jí)金屬端接（termination）的半導(dǎo)體晶片120。

在圖2g中，溝槽144填充有絕緣材料146，諸如環(huán)氧樹脂或聚合物材料。絕緣材料146在溝槽144中覆蓋半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面147，并且進(jìn)一步在有源表面130上方形成層。在另一實(shí)施例中，絕緣材料146可以是二氧化硅（sio2）、氮化硅（si3n4）、氮氧化硅（sion）、五氧化二鉭（ta2o5）、氧化鋁（al2o3）或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。如圖2g所示，絕緣材料146的層延伸到導(dǎo)電層132的表面148，從而使表面148暴露。絕緣材料146被固化以鞏固并且接合到半導(dǎo)體管芯124的有源表面130和側(cè)表面147。

在另一實(shí)施例中，如圖2h所示，絕緣材料146的層足夠厚以覆蓋導(dǎo)電層132的表面148。在這種情況下，研磨機(jī)150移除過量的絕緣材料146以使絕緣材料平面化和暴露導(dǎo)電層132的表面148。

在另一實(shí)施例中，取代圖2g或2h中施加絕緣材料146，將半導(dǎo)體晶片120從載體140移除并且將半導(dǎo)體晶片120放置在開槽鑄模（chasemold）162的腔體160中，如圖2i所示。將大量的密封劑或模制化合物164在升高的溫度和壓強(qiáng)下在有源表面130上方例如通過入口166注入到腔體160中，并且到半導(dǎo)體晶片120的溝槽144中。在自動(dòng)成型工藝期間在端口170上抽取真空，以實(shí)現(xiàn)均勻分散的、一致分布的、基本上沒有空隙的密封劑164。替換地，將半導(dǎo)體晶片120在真空輔助下利用密封劑164在開槽鑄模162中壓縮成型。密封劑164可以是聚合物復(fù)合材料，諸如，具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適合的填充物的聚合物。密封劑164是不導(dǎo)電的，提供物理支撐并且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體管芯124免受外部要素、污染物和濕氣的影響。密封劑164還保護(hù)半導(dǎo)體管芯124以免由于暴露于光而退化。在密封劑164設(shè)置在半導(dǎo)體晶片120的有源表面130上方和溝槽144中的情況下，將半導(dǎo)體晶片120從開槽鑄模162移除。在圖2j中，研磨機(jī)172移除過量的密封劑164，以使密封劑平面化和暴露導(dǎo)電層132的表面148。

相應(yīng)地，設(shè)置在有源表面130上方和溝槽144中的絕緣材料可以是如圖2g或2h中的絕緣材料146，或者如圖2j中的密封劑164。下面的描述是根據(jù)絕緣材料146而提供的，但也適用于具有密封劑164的實(shí)施例。返回到圖2h，凈化導(dǎo)電層132的表面148，以及使用pvd、cvd、電解電鍍、化學(xué)鍍工藝或其它合適的金屬沉積工藝在導(dǎo)電層132的表面148上方形成導(dǎo)電層174，如圖2k所示的那樣。導(dǎo)電層174可以是以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：al、cu、sn、ni、au、ag、ti、snag、snagcu、cuni、cuniau、cusnag、cunipdau或其它合適的導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層174是ni、au或ni/au合金。導(dǎo)電層174在絕緣材料146或密封劑164上方延伸并且抑制導(dǎo)電層132的氧化。

在圖2l中，通過化學(xué)刻蝕、機(jī)械剝離、化學(xué)機(jī)械拋光（cmp）、機(jī)械研磨、熱烘、uv光、激光掃描或濕法脫模（wetstripping）來移除載體140和界面層142。圖2l還示出了含有犧牲基底材料的載體或臨時(shí)襯底176的一部分的橫截面視圖，犧牲基底材料諸如是硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其它合適的低成本剛性材料。在載體176上方形成界面層或雙面膠帶178，作為臨時(shí)粘合劑接合膜、刻蝕停止層或熱釋放層。在有源表面130和導(dǎo)電層132和174朝向載體定向的情況下，半導(dǎo)體晶片120定位在載體176的界面層178上方并且安裝到載體176的界面層178。

在圖2m中，研磨機(jī)180移除襯底材料122的一部分，下至溝槽144中的絕緣材料146。替換地，通過刻蝕工藝移除襯底材料122的一部分，以暴露溝槽144中的絕緣材料146。半導(dǎo)體晶片120和相應(yīng)的是半導(dǎo)體管芯124在厚度上減小被移除的襯底材料122的量。在一個(gè)實(shí)施例中，通過光學(xué)傳感器或光學(xué)成像器182來控制研磨機(jī)180，以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體晶片120的期望厚度或最佳厚度，例如210μm。光學(xué)傳感器182監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體晶片120的研磨后的厚度并且調(diào)節(jié)研磨機(jī)180以維持平面的、均勻的和準(zhǔn)確的研磨操作。盡管已經(jīng)將襯底材料122移除至溝槽144，但是半導(dǎo)體管芯124仍然通過溝槽中的固化的絕緣材料146保持在一起。

在圖2n中，使用pvd、cvd、印刷、層壓、旋轉(zhuǎn)涂覆或噴霧涂覆在半導(dǎo)體晶片120的背表面128和側(cè)表面186上方形成絕緣層184。絕緣層184含有以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：sio2、si3n4、sion、ta2o5、al2o3或具有類似的絕緣性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層184是用于保護(hù)和加固背表面128和側(cè)表面186的lc類型的背面涂覆的膠帶。

在圖2o中，通過化學(xué)刻蝕、機(jī)械剝離、cmp、機(jī)械研磨、熱烘、uv光、激光掃描或濕法脫模來移除載體176和界面層178，從而使半導(dǎo)體晶片120完全被絕緣材料146或密封劑164和絕緣層184包圍，即所有側(cè)表面147和186、背表面128和有源表面130被絕緣材料146或密封劑164和絕緣層184包圍，其中導(dǎo)電層174暴露以用于電氣互連。此外，半導(dǎo)體管芯124可以被激光標(biāo)刻。

在另一實(shí)施例中，取代圖2n中施加絕緣層184，將具有絕緣材料146的半導(dǎo)體晶片120放置在開槽鑄模192的腔體190中，如圖2p所示的那樣。將大量的密封劑或模制化合物194在升高的溫度和壓強(qiáng)下在半導(dǎo)體晶片120的背表面128上方和側(cè)表面186周圍例如通過入口196注入到腔體190中。在自動(dòng)成型工藝期間在端口200上抽取真空198，以實(shí)現(xiàn)均勻分散的、一致分布的、基本上沒有空隙的密封劑194。替換地，半導(dǎo)體晶片120在真空輔助下利用密封劑194在開槽鑄模192中壓縮成型。密封劑194可以是聚合物復(fù)合材料，諸如，具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適合的填充物的聚合物。密封劑194是不導(dǎo)電的，提供物理支撐并且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體管芯124免受外部要素、污染物和濕氣的影響。密封劑194還保護(hù)半導(dǎo)體管芯124以免由于暴露于光而退化。類似于圖2o，在密封劑194處于半導(dǎo)體晶片120的背表面128上方和側(cè)表面186周圍的情況下，將半導(dǎo)體晶片120從開槽鑄模192中移除。類似于圖2h，研磨機(jī)移除過量的密封劑194，以使密封劑平面化。相應(yīng)地，半導(dǎo)體晶片120完全被絕緣材料146或密封劑164以及絕緣層184或密封劑194包圍，即所有側(cè)表面147和186、背表面128和有源表面130被絕緣材料146或密封劑164以及絕緣層184或密封劑194包圍，其中導(dǎo)電層174暴露以用于電氣互連。此外，半導(dǎo)體管芯124可以被激光標(biāo)刻。

在圖2q中，將半導(dǎo)體晶片120放置在切片膠帶（dicingtape)202上，并且使用鋸片或激光切割工具204、穿過溝槽144中的絕緣材料146或密封劑164的中心將半導(dǎo)體晶片120單體化成個(gè)體的半導(dǎo)體管芯124。鋸片或激光切割工具204的寬度小于溝槽144的寬度，從而使絕緣材料146或密封劑164在側(cè)表面147和有源表面130上，以及絕緣層184或密封劑194在每個(gè)半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面186和背表面128上，以保護(hù)半導(dǎo)體管芯的側(cè)表面、有源表面和背表面。使用超聲工具將單體化的半導(dǎo)體管芯124從切片膠帶202分離并且進(jìn)行質(zhì)量保證和功能測(cè)試。

圖3示出單體化之后的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124的有源表面130上的電路電連接到導(dǎo)電層132和174，以用于外部互連。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯124是倒裝芯片類型的管芯。絕緣材料146或密封劑164保護(hù)半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面147和有源表面130。絕緣層184或密封劑194覆蓋半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面186和背表面128。相應(yīng)地，每個(gè)半導(dǎo)體管芯124完全被絕緣材料146或密封劑164以及絕緣層184或密封劑194包圍，即所有側(cè)表面147和186、背表面128和有源表面130被絕緣材料146或密封劑164以及絕緣層184或密封劑194包圍，其中導(dǎo)電層174暴露以用于電氣互連。

圖4a-4g示出具有在導(dǎo)電層132和絕緣材料146上方形成的印刷導(dǎo)電層的替換實(shí)施例。從圖2h繼續(xù)，凈化導(dǎo)電層132的表面148，并且使用絲網(wǎng)印刷、模板印刷或噴墨印刷在絕緣材料146和導(dǎo)電層132的表面148上方形成導(dǎo)電層220，如圖4a所示的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，利用ag墨印刷導(dǎo)電層220以減小寄生電容以及提供改進(jìn)的表面安裝質(zhì)量。導(dǎo)電層220的印刷允許形成任何形狀電極。替換地，導(dǎo)電層220可以是以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：al、cu、sn、ni、au、ag、ti、snag、snagcu、cuni、cuniau、cusnag、cunipdau或利用光刻工藝形成的其它合適的導(dǎo)電材料。導(dǎo)電層220在溝槽的相對(duì)側(cè)上的導(dǎo)電層132的部分之間在溝槽144上方延伸。導(dǎo)電層220在絕緣材料146或密封劑164上方延伸并且抑制導(dǎo)電層132的氧化。

在圖4b中，通過化學(xué)刻蝕、機(jī)械剝離、cmp、機(jī)械研磨、熱烘、uv光、激光掃描或或濕法脫模來移除載體140和界面層142。圖4b還示出了含有犧牲基底材料的載體或臨時(shí)襯底226的一部分的橫截面視圖，犧牲基底材料諸如是硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其它合適的低成本剛性材料。在載體226上方形成界面層或雙面膠帶228，作為臨時(shí)粘合劑接合膜、刻蝕停止層或熱釋放層。在有源表面130和導(dǎo)電層132和220朝向載體定向的情況下，半導(dǎo)體晶片120定位在載體226的界面層228上方并且安裝到載體226的界面層228。

在圖4c中，研磨機(jī)230移除襯底材料122的一部分，下至溝槽144中的絕緣材料146。替換地，通過刻蝕工藝移除襯底材料122的一部分，以暴露溝槽144中的絕緣材料146。半導(dǎo)體晶片120和相應(yīng)的是半導(dǎo)體管芯124在厚度上減小被移除的襯底材料122的量。在一個(gè)實(shí)施例中，通過光學(xué)傳感器或光學(xué)成像器232來控制研磨機(jī)230，以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體晶片120的期望厚度或最佳厚度，例如210μm。光學(xué)傳感器232監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體晶片120的研磨后的厚度并且調(diào)節(jié)研磨機(jī)230以維持平面的、均勻的和準(zhǔn)確的研磨操作。盡管已經(jīng)將襯底材料122移除到溝槽144，但是半導(dǎo)體管芯124仍然通過溝槽中的固化的絕緣材料146保持在一起。

在圖4d中，使用pvd、cvd、印刷、層壓、旋轉(zhuǎn)涂覆或噴霧涂覆在半導(dǎo)體晶片120的背表面128和側(cè)表面236上方形成絕緣層234。絕緣層234含有以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：sio2、si3n4、sion、ta2o5、al2o3或具有類似的絕緣性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層234是用于保護(hù)和加固背表面128和側(cè)表面236的lc類型的背面涂覆的膠帶。

在圖4e中，通過化學(xué)刻蝕、機(jī)械剝離、cmp、機(jī)械研磨、熱烘、uv光、激光掃描或濕法脫模來移除載體226和界面層228，從而使半導(dǎo)體晶片120完全被絕緣材料146或密封劑164和絕緣層234包圍，即所有側(cè)表面147和236、背表面128和有源表面130被絕緣材料146或密封劑164和絕緣層234包圍，其中導(dǎo)電層220暴露以用于電氣互連。此外，半導(dǎo)體管芯124可以被激光標(biāo)刻。

在另一實(shí)施例中，取代圖4d中施加絕緣層234，將具有絕緣材料146的半導(dǎo)體晶片120放置在開槽鑄模242的腔體240中，如圖4f所示的那樣。將大量的密封劑或模制化合物244在升高的溫度和壓強(qiáng)下例如通過入口246在半導(dǎo)體晶片120的背表面128上方和側(cè)表面236周圍注入到腔體240中。在自動(dòng)成型工藝期間在端口250上抽取真空248，以實(shí)現(xiàn)均勻分散的、一致分布的、基本上沒有空隙的密封劑244。替換地，半導(dǎo)體晶片120在真空的輔助下利用密封劑244在開槽鑄模242中壓縮成型。密封劑244可以是聚合物復(fù)合材料，諸如，具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適合的填充物的聚合物。密封劑244是不導(dǎo)電的，提供物理支持并且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體管芯124免受外部要素、污染物和濕氣的影響。密封劑244還保護(hù)半導(dǎo)體管芯124以免由于暴露于光而退化。類似于圖4d，在密封劑244在半導(dǎo)體晶片120的背表面128上方和側(cè)表面236周圍的情況下，將半導(dǎo)體晶片120從開槽鑄模242中移除。類似于圖2h，研磨機(jī)移除過量的密封劑244，以使密封劑平面化。相應(yīng)地，半導(dǎo)體晶片120完全被絕緣材料146或密封劑164和絕緣層234或密封劑244包圍，即所有側(cè)表面147和236、背表面128和有源表面130被絕緣材料146或密封劑164和絕緣層234或密封劑244包圍，其中導(dǎo)電層220暴露以用于電氣互連。此外，半導(dǎo)體管芯124可以被激光標(biāo)刻。

在圖4g中，將半導(dǎo)體晶片120放置在切片膠帶252上，并且使用鋸片或激光切割工具254穿過導(dǎo)電層220和溝槽144中的絕緣材料146或密封劑164的中心將半導(dǎo)體晶片120單體化成個(gè)體的半導(dǎo)體管芯124。鋸片或激光切割工具254的寬度小于溝槽144的寬度，從而使絕緣材料146或密封劑164在側(cè)表面147和有源表面130上，以及絕緣層234或密封劑244在每個(gè)半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面236和背表面128上，以保護(hù)半導(dǎo)體管芯的側(cè)表面、有源表面和背表面。使用超聲工具將單體化的半導(dǎo)體管芯124從切片膠帶252分離并且進(jìn)行質(zhì)量保證和功能測(cè)試。

圖5示出單體化之后的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124的有源表面130上的電路電連接到導(dǎo)電層132和220，以用于外部互連。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯124是倒裝芯片類型的管芯。絕緣材料146或密封劑164保護(hù)半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面147和有源表面130。絕緣層234或密封劑244覆蓋半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面236和背表面128。相應(yīng)地，每個(gè)半導(dǎo)體管芯124完全被絕緣材料146或密封劑164以及絕緣層234或密封劑244包圍，即所有側(cè)表面147和236、背表面128和有源表面130被絕緣材料146或密封劑164以及絕緣層234或密封劑244包圍，其中導(dǎo)電層174暴露以用于電氣互連?？梢栽趩误w化之后使用適合于焊接的電鍍工藝在導(dǎo)電層220上方形成另外的金屬層，例如ni、au或cu。

圖6a-6m示出具有形成在導(dǎo)電層132和絕緣材料260上方和溝槽144中的印刷導(dǎo)電層的替換實(shí)施例。從圖2e繼續(xù)，如圖6a所示，溝槽144填充有絕緣材料260，諸如環(huán)氧樹脂或聚合物材料。絕緣材料260在溝槽144中覆蓋半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面262并且進(jìn)一步在有源表面130上方形成層。在另一實(shí)施例中，絕緣材料260可以是sio2、si3n4、sion、ta2o5、al2o3或具有類似的絕緣性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。如圖6a所示，絕緣材料260的層延伸到導(dǎo)電層132的表面264，從而使表面264暴露。絕緣材料260被固化以鞏固并且接合到半導(dǎo)體管芯124的有源表面130和側(cè)表面262。

在另一實(shí)施例中，如圖6b所示，絕緣材料260的層足夠厚以覆蓋導(dǎo)電層132的表面264。在這種情況下，研磨機(jī)266移除過量的絕緣材料260以使絕緣材料平面化和暴露導(dǎo)電層132的表面264。

在另一實(shí)施例中，取代圖6a或6b中施加絕緣材料260，將半導(dǎo)體晶片120從載體140移除并且將半導(dǎo)體晶片120放置在開槽鑄模272的腔體270中，如圖6c所示的那樣。將大量的密封劑或模制化合物274在升高的溫度和壓強(qiáng)下例如通過入口276在有源表面130上方注入腔體270中，并且注入到半導(dǎo)體晶片120的溝槽144中。在自動(dòng)成型工藝期間在端口280上抽取真空278，以實(shí)現(xiàn)均勻分散的、一致分布的、基本上沒有空隙的密封劑274。替換地，半導(dǎo)體晶片120在真空輔助下利用密封劑274在開槽鑄模272中壓縮成型。密封劑274可以是聚合物復(fù)合材料，諸如，具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適合的填充物的聚合物。密封劑274是不導(dǎo)電的，提供物理支持并且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體管芯124免受外部要素、污染物和濕氣的影響。密封劑274還保護(hù)半導(dǎo)體管芯124以免由于暴露于光而退化。在密封劑274設(shè)置在半導(dǎo)體晶片120的有源表面130上方和溝槽144中的情況下，將半導(dǎo)體晶片120從開槽鑄模272中移除。在圖6d中，研磨機(jī)282移除過量的密封劑274，以使密封劑平面化和暴露導(dǎo)電層132的表面264。

相應(yīng)地，設(shè)置在有源表面130上方和到溝槽144中的絕緣材料可以是如圖6a或6b中的絕緣材料260，或者如圖6d中的密封劑274。下面的描述是根據(jù)絕緣材料260而提供的，但也適用于具有密封劑274的實(shí)施例。返回到圖6a，使用鋸片或激光切割工具287、drie或其它合適的切割工藝，在溝槽144中的絕緣材料260的中心區(qū)域中部分地但不完全地穿過絕緣材料形成溝槽286，如圖6e所示的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于深度為210μm的溝槽144，溝槽286具有例如100-150μm的深度。替換地，溝槽286具有溝槽144的深度的0.10-0.50倍的深度。

在圖6f中，凈化導(dǎo)電層132的表面264，并且將導(dǎo)電層288形成在導(dǎo)電層132的表面264上方和到絕緣材料260上方的溝槽286中。在一個(gè)實(shí)施例中，利用ag墨印刷導(dǎo)電層288，以減小寄生電容以及提供改進(jìn)的表面安裝質(zhì)量。導(dǎo)電層288的印刷允許形成任何形狀電極。替換地，導(dǎo)電層288可以是以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：al、cu、sn、ni、au、ag、ti、snag、snagcu、cuni、cuniau、cusnag、cunipdau或利用光刻工藝形成的其它合適的導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層288是ni、au或ni/au合金。導(dǎo)電層288在溝槽144上方在溝槽144的相對(duì)側(cè)上的導(dǎo)電層132的部分之間延伸并且延伸到溝槽286中。導(dǎo)電層288在絕緣材料260或密封劑274上方延伸并且抑制導(dǎo)電層132的氧化。

在圖6g中，通過化學(xué)刻蝕、機(jī)械剝離、cmp、機(jī)械研磨、熱烘、uv光、激光掃描或濕法脫模來移除載體140和界面層142。圖6g還示出了含有犧牲基底材料的載體或臨時(shí)襯底290的一部分的橫截面視圖，犧牲基底材料諸如是硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其它合適的低成本剛性材料。在載體290上方形成界面層或雙面膠帶292，作為臨時(shí)粘合劑接合膜、刻蝕停止層或熱釋放層。在有源表面130和導(dǎo)電層132和288朝向載體定向的情況下，半導(dǎo)體晶片120定位在載體290的界面層292上方并且安裝到載體290的界面層292。

在圖6h中，研磨機(jī)294移除襯底材料122的一部分，下至溝槽144中的絕緣材料260。替換地，通過刻蝕工藝移除襯底材料122的一部分，以暴露溝槽144中的絕緣材料260。半導(dǎo)體晶片120和相應(yīng)的是半導(dǎo)體管芯124在厚度上減小被移除的襯底材料122的量。在一個(gè)實(shí)施例中，通過光學(xué)傳感器或光學(xué)成像器296來控制研磨機(jī)294，以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體晶片120的期望厚度或最佳厚度，例如210μm。光學(xué)傳感器296監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體晶片120的研磨后的厚度并且調(diào)節(jié)研磨機(jī)294以維持平面的、均勻的和準(zhǔn)確的研磨操作。盡管已經(jīng)將襯底材料122移除到溝槽144，但是半導(dǎo)體管芯124仍然通過溝槽中的固化的絕緣材料260保持在一起。

在圖6i中，使用pvd、cvd、印刷、層壓、旋轉(zhuǎn)涂覆或噴霧涂覆在半導(dǎo)體晶片120的背表面128和側(cè)表面302上方形成絕緣層300。絕緣層300含有以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)層：sio2、si3n4、sion、ta2o5、al2o3或具有類似的絕緣性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層300是用于保護(hù)和加固背表面128和側(cè)表面302的lc類型的背面涂覆的膠帶。

在圖6j中，通過化學(xué)刻蝕、機(jī)械剝離、cmp、機(jī)械研磨、熱烘、uv光、激光掃描或濕法脫模來移除載體290和界面層292，從而使半導(dǎo)體晶片120完全被絕緣材料260或密封劑274和絕緣層300包圍，即所有側(cè)表面262和302、背表面128和有源表面130被絕緣材料260或密封劑274和絕緣層300包圍，其中導(dǎo)電層288暴露以用于電氣互連。此外，半導(dǎo)體管芯124可以被激光標(biāo)刻。

在另一實(shí)施例中，取代圖6i中施加絕緣層300，將具有絕緣材料260的半導(dǎo)體晶片120放置在開槽鑄模312的腔體310中，如圖6k所示的那樣。大量的密封劑或模制化合物314在升高的溫度和壓強(qiáng)下例如通過入口316在背表面128上方并且在半導(dǎo)體晶片120的側(cè)表面302周圍注入到腔體310中。在自動(dòng)成型工藝期間在端口320上抽取真空318，以實(shí)現(xiàn)均勻分散的、一致分布的、基本上沒有空隙的密封劑314。替換地，半導(dǎo)體晶片120在真空輔助下利用密封劑314在開槽鑄模312中壓縮成型。密封劑314可以是聚合物復(fù)合材料，諸如，具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適合的填充物的聚合物。密封劑314是不導(dǎo)電的，提供物理支持并且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體管芯124免受外部要素、污染物和濕氣的影響。密封劑314還保護(hù)半導(dǎo)體管芯124以免由于暴露于光而退化。如圖6l所示，在密封劑314在半導(dǎo)體晶片120的背表面128上方和側(cè)表面302周圍的情況下，從開槽鑄模312中移除半導(dǎo)體晶片120。類似于圖2j，研磨機(jī)移除過量的密封劑314，以使密封劑平面化。相應(yīng)地，半導(dǎo)體晶片120完全被絕緣材料260或密封劑274以及絕緣層300或密封劑314包圍，即所有側(cè)表面262和302、背表面128和有源表面130被絕緣材料260或密封劑274以及絕緣層300或密封劑314包圍，其中導(dǎo)電層288暴露以用于電氣互連。此外，半導(dǎo)體管芯124可以被激光標(biāo)刻。

在圖6m中，將半導(dǎo)體晶片120放置在切片膠帶322上，并且使用鋸片或激光切割工具324穿過溝槽144中的絕緣材料260和導(dǎo)電層288的中心將半導(dǎo)體晶片120單體化成個(gè)體的半導(dǎo)體管芯124。鋸片或激光切割工具324的寬度小于溝槽286的寬度，從而使導(dǎo)電層288和絕緣材料260或密封劑274在側(cè)表面262和有源表面130上，以及絕緣層300或密封劑314在每個(gè)半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面302和背表面128上，以保護(hù)半導(dǎo)體管芯的側(cè)表面、有源表面和背表面。使用超聲工具將單體化的半導(dǎo)體管芯124從切片膠帶322分離并且進(jìn)行質(zhì)量保證和功能測(cè)試。

圖7示出單體化之后的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124的有源表面130上的電路電連接到導(dǎo)電層132和288，以用于外部互連。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯124是倒裝芯片類型管芯。絕緣材料260或密封劑274保護(hù)半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面262和有源表面130。絕緣層300或密封劑314覆蓋半導(dǎo)體管芯124的側(cè)表面302和背表面128。相應(yīng)地，每個(gè)半導(dǎo)體管芯124完全被絕緣材料260或密封劑274以及絕緣層300或密封劑314包圍，即所有側(cè)表面262和302、背表面128和有源表面130被絕緣材料260或密封劑274以及絕緣層300或密封劑314包圍，其中導(dǎo)電層174暴露以用于電氣互連?？梢栽趩误w化之后使用適合于焊接的電鍍工藝在導(dǎo)電層288上方形成另外的金屬層，例如ni、au或cu。

雖然已經(jīng)詳細(xì)地說明本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，在不脫離如在所附的權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改和適配。