半導(dǎo)體封裝及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝并且涉及用于制備半導(dǎo)體封裝的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體封裝可以包括半導(dǎo)體芯片以及用于電氣接觸半導(dǎo)體芯片的再分布結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)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(dǎo)體封裝及其制備方法在現(xiàn)有技術(shù)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(jìn)一步理解并且被并入并構(gòu)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(lǐng)會，因為通過參照以下詳細(xì)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(biāo)號指定對應(yīng)的類似部分。
[0005]圖1示出半導(dǎo)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(dǎo)體封裝的方法的實施例的各種產(chǎn)生階段中的半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖。
[0007]圖3示出半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體封裝的橫截面視圖。
[0009]圖5示出根據(jù)本公開內(nèi)容的半導(dǎo)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(nèi)容的制備半導(dǎo)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(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(yīng)以限制性含義解釋，并且本發(fā)明的構(gòu)思由隨附權(quán)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(shù)語“結(jié)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?qū)颖仨氈苯咏佑|在一起；可以分別在“結(jié)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?qū)?。然而，依照本公開內(nèi)容，以上提及的術(shù)語還可以可選地具有以下具體含義:元件或?qū)又苯咏佑|在一起，即在“結(jié)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?qū)印?br>[0014]另外，關(guān)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?qū)硬贾迷谒岛谋砻媾c部分、元件或材料層之間。然而，關(guān)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(dǎo)體芯片的器件或封裝。半導(dǎo)體芯片可以具有不同類型，可以通過不同技術(shù)制造并且可以包括例如集成的電氣、電光或機(jī)電電路和/或無源件。半導(dǎo)體芯片可以例如設(shè)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(jī)電組件。另外，它們可以配置為功率半導(dǎo)體芯片，諸如功率MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、JFET(結(jié)型柵場效應(yīng)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(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片，也就是說，半導(dǎo)體芯片可以以使得電流可以在垂直于半導(dǎo)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(jié)構(gòu)的半導(dǎo)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(cè)和底側(cè)上。特別地，功率半導(dǎo)體芯片可以具有豎直結(jié)構(gòu)。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(dǎo)體芯片的集成電路，例如功率半導(dǎo)體芯片的集成電路。半導(dǎo)體芯片不需要從諸如S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaAs之類的特定半導(dǎo)體材料制造，并且此外可以包含不是半導(dǎo)體的無機(jī)和/或有機(jī)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(dǎo)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(dǎo)體芯片的電氣接觸。此外，外部接觸焊盤可以是熱傳導(dǎo)的并且可以用作熱沉以用于耗散由嵌入在半導(dǎo)體封裝中的一個或多個半導(dǎo)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(dǎo)電材料，例如金屬，諸如銅、鋁或金、金屬合金或者導(dǎo)電有機(jī)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(dǎo)體芯片或半導(dǎo)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(zhì)材料并且可以由任何適當(dāng)?shù)挠操|(zhì)塑料、熱塑料或熱固性材料或?qū)訅浩?預(yù)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(yīng)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(shù)來利用包封覆蓋半導(dǎo)體芯片，例如壓縮模塑、噴射模塑、粉末模塑、液體模塑、分散或?qū)訅骸?br>[0018]半導(dǎo)體芯片可以提供有電氣再分布結(jié)構(gòu)。電氣再分布結(jié)構(gòu)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(yīng)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(xué)氣相沉積)工藝或者通過旋涂工藝應(yīng)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(jī)或礦物質(zhì)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(jìn)CTE (熱膨脹系數(shù))以降低封裝的應(yīng)力和翹曲并且可以改進(jìn)(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(dǎo)體芯片表面的保護(hù)效果。
[0019]電氣再分布結(jié)構(gòu)可以包括一個或多個傳導(dǎo)層，例如金屬層。傳導(dǎo)層可以例如用于形成再分布結(jié)構(gòu)內(nèi)的再分布層。(一個或多個)傳導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體芯片和/或組件的電氣接觸。(一個或多個)傳導(dǎo)層可以利用任何期望的材料成分制造并且結(jié)構(gòu)化成任何期望的幾何形狀。(一個或多個)傳導(dǎo)層可以例如包括導(dǎo)體跡線和/或焊盤，并且可以例如覆蓋(一個或多個)半導(dǎo)體芯片的覆蓋區(qū)的相當(dāng)大面積。(一個或多個)傳導(dǎo)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(dǎo)層不需要是同質(zhì)的或者從僅一種材料制造，也就是說，包含在傳導(dǎo)層中的材料的各種成分和濃度是可能的?？梢詰?yīng)用薄膜技術(shù)以生成和/或結(jié)構(gòu)化傳導(dǎo)層。
[0020](—個或多個)傳導(dǎo)層可以布置在形成再分布結(jié)構(gòu)的部分的電氣絕緣層(在本文中還稱為電介質(zhì)層)之間或上方或下方。重疊傳導(dǎo)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(dǎo)層可以直接布置在半導(dǎo)體晶片的硬鈍化層上方。根據(jù)另一實施例，再分布結(jié)構(gòu)的另外的電介質(zhì)層可以布置在硬鈍化層與(一個或多個)傳導(dǎo)層之間。另外的電介質(zhì)層可以包括聚合物層。硬鈍化層是無機(jī)電介質(zhì)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(dǎo)體器件或半導(dǎo)體封裝100。半導(dǎo)體封裝100包括半導(dǎo)體芯片10、再分布結(jié)構(gòu)20和包封體30。半導(dǎo)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(cè)面16。再分布結(jié)構(gòu)20可以布置在半導(dǎo)體芯