ay 的縮寫)。
[0055]可選的，另設有連接層，所述功能芯片通過所述連接層連接于所述凹槽內(nèi)第一絕緣層或所述半導體芯片上。
[0056]可選的，所述絕緣材料可以為環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺或苯并環(huán)丁烯或聚苯并惡唑或酚醛樹脂或聚氨酯。
[0057]可選的，所述金屬布線層的材料為銅或鋁或鎳或金或鈦或前述組合的合金。
[0058]作為一種優(yōu)選實施例，本實施例1多芯片半導體封裝結構的制作方法，包括如下步驟:
[0059]a、參見圖1，準備一具有若干個半導體芯片的晶圓，每個所述半導體芯片具有第一表面103和與第一表面背對的第二表面104 ;所述半導體芯片的第一表面上具有元件區(qū)102和位于所述元件區(qū)周邊的若干第一焊墊101，若干個所述第一焊墊電連接所述元件區(qū)；
[0060]b、參見圖2，對所述晶圓的第二表面進行減薄，晶圓的減薄方式可以為機械研磨或者刻蝕工藝實現(xiàn)；
[0061]C、參見圖3，在所述晶圓的第二表面上與每個半導體芯片的第一焊墊背對的位置刻出開口 2，同時，在所述晶圓的第二表面與每個半導體芯片的元件區(qū)背對的位置刻出凹槽3 ;具體的，形成開口和凹槽的方法是:首先，在晶圓的第二表面104上鋪設一層光刻膠，通過曝光、顯影等工藝將需要刻出開口與凹槽的地方進行暴露；接著，采用干法刻蝕或者濕法刻蝕，將開口與凹槽刻出。形成的開口形狀可以為上下開口相等的直孔，也可以為上下開口不等的斜孔，且開口底部需要將第一焊墊暴露；凹槽形狀可以為長方形、圓形等根據(jù)需要所設定的形狀。
[0062]d、參見圖4和圖5在步驟c形成的晶圓的第二表面、每個開口的內(nèi)壁、每個凹槽的內(nèi)壁上覆蓋一層第一絕緣層4，并使每個開口對應的第一焊墊暴露出來；暴露第一焊墊的方法可通過機械切割的方式切掉部分第一焊墊，露出第一焊墊的側壁；也可以通過蝕刻工藝將焊墊的表面露出。
[0063]e、參見圖6，在步驟d后的每個凹槽內(nèi)放置至少一個功能芯片7，并使功能芯片的焊墊背向凹槽的底部；功能芯片可以為Processor (處理)芯片，Memory (記憶)芯片等功能芯片，功能芯片與封裝完成的半導體芯片一起構成具有多種功能的系統(tǒng)封裝芯片。
[0064]f、參見圖7，在步驟e后的每個凹槽內(nèi)填充絕緣材料8，并使絕緣材料與第二表面上的第一絕緣層平齊；即用絕緣材料將凹槽充分填充，絕緣材料可以為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚苯并惡唑或或酚醛樹脂或聚氨酯或其他適合的高分子材料。
[0065]g、參見圖8，通過光刻工藝將步驟f后的功能芯片的焊墊暴露出來；
[0066]h、參見圖9，在步驟g形成的第一絕緣層上、暴露出的第一焊墊的位置和暴露出的功能芯片的焊墊的位置沉積一層金屬布線層5，形成第一焊墊與各功能芯片的焊墊以及各功能芯片焊墊之間的互連；
[0067]1、參見圖10，在步驟h后的金屬布線層外形成一層第二絕緣層6，并在其上留有若干缺口 10 ；
[0068]j、參見圖11，在步驟i形成的每個缺口內(nèi)形成電連接金屬布線層的對外連接點9 ;對外連接點可以為BGA，也可以為LGA。
[0069]k、參見圖12，對晶圓進行切割，分立為單顆芯片，形成單個的多芯片半導體封裝結構。
[0070]可選的，步驟d放在步驟e之后，且步驟e中在凹槽內(nèi)放置功能芯片前先涂覆一層連接層，再放置于凹槽內(nèi)。
[0071]實施例2
[0072]本實施例2包含實施例中所有技術特征，如圖13所示，其區(qū)別在于，所述元件區(qū)上設有保護層11。保護層用于保護傳感芯片的感應區(qū)不受損傷，可選的，所述保護層的材質(zhì)為玻璃或膜及玻璃陶瓷等保護材料，較佳的，所述保護層的厚度在1-400微米之間。
[0073]綜上，本發(fā)明提出一種多芯片半導體封裝結構及制作方法，且該封裝結構中具有的凹槽為封裝厚度的減小提供了有利條件，利用凹槽結構，將其他功能芯片放置其中，通過重布線工藝將線路進行互連，實現(xiàn)了系統(tǒng)封裝。因此，該封裝結構能夠降低封裝厚度，滿足半導體芯片小型化發(fā)展的要求；該制作方法利用晶圓級芯片尺寸封裝技術，先進行整體封裝，再將晶圓切割成單顆芯片，降低了生產(chǎn)成本。
[0074]以上實施例是參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。本發(fā)明適用于所有多芯片半導體的封裝。本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，或者將其運用于不同多芯片半導體的封裝結構，但不背離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，都落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種多芯片半導體封裝結構，包括半導體芯片(I)，所述半導體芯片具有第一表面(103)和與其背對的第二表面(104);所述第一表面具有元件區(qū)(102)和位于所述元件區(qū)周邊的若干個第一焊墊(101)，其特征在于:所述第二表面形成有向所述第一表面延伸的開口(2)和凹槽(3)，且所述凹槽與所述元件區(qū)背對，所述開口與第一焊墊背對并暴露所述第一焊墊；所述第二表面、所述凹槽的內(nèi)壁和所述開口的內(nèi)壁上依次形成有第一絕緣層(4)、金屬布線層(5)和第二絕緣層(6)，所述凹槽內(nèi)放置有至少一個功能芯片(7)，所述凹槽內(nèi)的其他空余空間填充有絕緣材料(8)，且所述金屬布線層電連接所述第一焊墊和所述功能芯片的焊墊(701)。
2.根據(jù)權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:所述凹槽內(nèi)間隔放置有兩個所述功能芯片，兩個所述功能芯片的焊墊分別與所述金屬布線層電連接，且所述功能芯片和所述絕緣材料均位于所述第一絕緣層和所述金屬布線層之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:所述第二絕緣層上留有若干缺口，所述缺口內(nèi)形成有電連接所述金屬布線層的對外連接點(9)。
4.根據(jù)權利要求3所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:所述對外連接點為BGA或 LGA0
5.根據(jù)權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:另設有連接層，所述功能芯片通過所述連接層連接于所述凹槽內(nèi)第一絕緣層或所述半導體芯片上。
6.根據(jù)權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:所述功能芯片為處理芯片或記憶芯片或flash芯片或前述的組合芯片。
7.根據(jù)權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:所述絕緣材料為環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺或苯并環(huán)丁烯或聚苯并惡唑或酚醛樹脂或聚氨酯。
8.根據(jù)權利要求1所述的多芯片半導體封裝結構，其特征在于:所述元件區(qū)上設有保護層(11)。
9.一種多芯片半導體封裝結構的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: a、準備一具有若干個半導體芯片的晶圓，每個所述半導體芯片具有第一表面(103)和與第一表面背對的第二表面(104);所述半導體芯片的第一表面上具有元件區(qū)(102)和位于所述元件區(qū)周邊的若干第一焊墊(101)，若干個所述第一焊墊電連接所述元件區(qū)； b、對所述晶圓的第二表面進行減薄； c、在所述晶圓的第二表面上與每個半導體芯片的第一焊墊背對的位置刻出開口(2)，同時，在所述晶圓的第二表面與每個半導體芯片的元件區(qū)背對的位置刻出凹槽(3); d、在步驟c形成的晶圓的第二表面、每個開口的內(nèi)壁、每個凹槽的內(nèi)壁上覆蓋一層第一絕緣層(4)，并使每個開口對應的第一焊墊暴露出來； e、在步驟d后的每個凹槽內(nèi)放置至少一個功能芯片(7)，并使功能芯片的焊墊背向凹槽的底部； f、在步驟e后的每個凹槽內(nèi)填充絕緣材料(8)，并使絕緣材料與第二表面上的第一絕緣層平齊； g、通過光刻工藝將步驟f后的功能芯片的焊墊暴露出來； h、在步驟g形成的第一絕緣層上、暴露出的第一焊墊的位置和暴露出的功能芯片的焊墊的位置沉積一層金屬布線層(5)，形成第一焊墊與各功能芯片的焊墊以及各功能芯片焊墊之間的互連； 1、在步驟h后的金屬布線層外形成一層第二絕緣層(6)，并在其上留有若干缺口(10)； j、在步驟i形成的每個缺口內(nèi)形成電連接金屬布線層的對外連接點(9); k、對晶圓進行切割，分立為單顆芯片，形成單個的多芯片半導體封裝結構。
10.根據(jù)權利要求9所示的一種多芯片半導體封裝結構的制作方法，其特征在于，步驟d放在步驟e之后，且步驟e中在凹槽內(nèi)放置功能芯片前先涂覆一層連接層，再放置于凹槽內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多芯片半導體封裝結構及制作方法，該封裝結構，包括半導體芯片，半導體芯片的第二表面形成有向第一表面延伸的開口和凹槽，且凹槽與半導體芯片的元件區(qū)背對，開口與半導體芯片的第一焊墊背對并暴露第一焊墊；第二表面、凹槽的內(nèi)壁和開口的內(nèi)壁上依次形成有第一絕緣層、金屬布線層和第二絕緣層，凹槽內(nèi)放置有至少一個功能芯片，凹槽內(nèi)的其他空余空間填充有絕緣材料，且金屬布線層電連接第一焊墊和功能芯片的焊墊，該封裝結構能夠在不增加封裝厚度的基礎上實現(xiàn)系統(tǒng)封裝，該封裝結構的制作方法利用晶圓級芯片尺寸封裝技術，先進行整體封裝，再將晶圓切割成單顆芯片，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】H01L23-498, H01L21-48, H01L25-04
【公開號】CN104600058
【申請?zhí)枴緾N201510054319
【發(fā)明人】王曄曄, 萬里兮, 黃小花, 沈建樹, 錢靜嫻, 翟玲玲, 廖建亞, 金凱, 鄒益朝, 王珍
【申請人】華天科技（昆山）電子有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月3日