半导体器件和封装半导体管芯的方法转让专利
申请号 : CN201610402516.8
文献号 : CN106409760B
文献日 : 2019-04-19
发明人 : S.金努萨米
申请人 : 商升特公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种制作半导体器件的方法,包括:
提供包括多个半导体管芯的半导体晶片;
形成包括在所述多个半导体管芯的相邻对之间的所述半导体晶片中的沟槽的多个沟槽;
背面研磨半导体晶片,同时半导体晶片的一部分保留在半导体管芯之间的沟槽之上;
蚀刻半导体晶片以去除在背面研磨之后保留在沟槽上的半导体晶片的所述部分;
将密封剂沉积在所述半导体管芯之上并沉积到所述多个沟槽中;和通过使用锯片切穿密封剂来通过密封剂单体化多个半导体管芯。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括在形成所述多个沟槽之后将所述半导体晶片设置在载体之上。
3.根据权利要求2所述的方法,还包括在所述载体之上设置粘合层。
4.一种制作半导体器件的方法,包括:
提供包括多个半导体管芯的半导体晶片,其中所述多个半导体管芯中的每一个包括形成在所述半导体管芯的有源表面之上的接触焊盘;
在所述半导体晶片之上形成绝缘层,其中所述绝缘层的表面与所述接触焊盘的表面共面;
通过所述绝缘层并且部分地通过所述半导体晶片形成多个沟槽,其中在所述多个半导体管芯的每个相邻对之间形成沟槽;
将半导体晶片设置在第一载体之上,其中半导体管芯的有源表面朝向第一载体取向;
背面研磨在沟槽之上的半导体晶片,其中在背面研磨之后的半导体晶片的背表面在半导体管芯之间的沟槽之上延伸;
在背面研磨半导体晶片之后蚀刻在沟槽之上的半导体晶片的背表面,同时半导体晶片的背表面保留在半导体管芯之上;
在所述多个半导体管芯之上并且向所述多个沟槽中沉积密封剂,其中所述密封剂完全填充所述多个半导体管芯的相邻对之间的区域,其中所述密封剂的表面与所述绝缘层的表面和所述接触焊盘的表面共面;
在沉积所述密封剂之后立即固化所述密封剂,其中所述沟槽中的所述密封剂被固化;
在沉积密封剂之后从第一载体去除半导体管芯;
将所述半导体管芯设置在第二载体上,其中所述半导体管芯的有源表面远离所述第二载体取向;
在从第一载体去除半导体管芯之后使用去污或清洁工艺来清洁半导体管芯,以从接触焊盘的表面、绝缘层的表面和密封剂的表面去除颗粒或残留物;和在清洁所述半导体管芯之后,在半导体管芯在第二载体上的情况下,通过密封剂来单体化所述多个半导体管芯。
5.根据权利要求4所述的方法,还包括在所述第一载体之上设置粘合层。
6.根据权利要求4所述的方法,还包括蚀刻在所述沟槽之上的所述半导体晶片的背表面,而不蚀刻在所述半导体管芯之上的半导体晶片的背表面。
7.一种制作半导体器件的方法,包括:
提供包括多个半导体管芯的半导体晶片;
形成包括在所述多个半导体管芯的相邻对之间的沟槽的多个沟槽;
将半导体晶片设置在第一载体之上;
在半导体管芯位于第一载体上时背面研磨半导体晶片以留下半导体管芯的背表面,在背面研磨半导体晶片之后蚀刻半导体晶片以物理分离半导体管芯,同时半导体管芯的背表面保留在半导体管芯之上;
在蚀刻所述半导体晶片之后将密封剂沉积到所述多个沟槽中,其中所述密封剂完全在所述多个半导体管芯的相邻对的侧表面之间延伸;
在沉积所述密封剂之后立即固化所述密封剂;
在沉积密封剂之后从第一载体去除半导体晶片;
将半导体晶片设置在第二载体上,其中半导体管芯的有源表面远离载体取向;
在固化所述密封剂并从所述第一载体去除所述半导体晶片之后,清洁所述半导体管芯的有源表面;和通过在完全固化所述密封剂之后并且在清洁所述半导体管芯的所述有源表面之后切穿所述密封剂,当半导体管芯在第二载体上时,通过密封剂来单体化半导体管芯。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括:
在所述第一载体之上形成粘合层;和
将半导体晶片设置在粘合层之上。
9.根据权利要求7所述的方法,还包括仅部分地通过所述半导体晶片形成所述多个沟槽。
10.一种制作半导体器件的方法,包括:
提供包括多个半导体管芯的半导体晶片;
形成包括在所述多个半导体管芯的相邻对之间的沟槽的多个沟槽;
将所述半导体晶片设置在第一载体上,其中所述多个沟槽朝向所述第一载体取向;
背面研磨在所述沟槽之上的半导体晶片,其中在背面研磨之后,半导体晶片的背表面保持在半导体管芯之间的沟槽之上延伸;
在背面研磨半导体晶片之后蚀刻在沟槽之上的半导体晶片的背表面;
当所述半导体管芯位于所述第一载体上时,将密封剂沉积到所述多个沟槽中;
在沉积密封剂之后将半导体管芯设置在第二载体上;和当半导体管芯位于第二载体上时,使用锯片通过密封剂来单体化多个半导体管芯。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括在所述第一载体之上形成粘合层。
12.根据权利要求10所述的方法,还包括在沉积所述密封剂之前去除所述半导体晶片的一部分以分离所述多个半导体管芯。
13.根据权利要求10所述的方法,还包括在形成多个沟槽之前在所述多个半导体管芯上形成绝缘层。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述绝缘层的表面与所述密封剂的表面共面。
15.根据权利要求13所述的方法,还包括在所述多个半导体管芯上形成多个接触焊盘,其中所述接触焊盘的表面与所述绝缘层的表面和所述密封剂的表面共面。
说明书 :
半导体器件和封装半导体管芯的方法
技术领域
背景技术
处理器和各种信号处理电路。
和控制半导体器件的传导性。
包括电阻器、电容器和电感器的无源结构创建执行各种电气功能所必要的电压与电流之间
的关系。无源和有源结构电气连接以形成电路,其使得半导体器件能够执行高速操作和其
它有用功能。
成品(finished)晶片单体化(singulate)个体半导体管芯并且封装管芯以提供结构支撑、电气互连和环境隔离。如本文中所使用的术语“半导体管芯”是词语的指单数和复数形式二者,并且因而可以是指单个半导体器件和多个半导体器件二者。
体管芯。后端过程通过电气互连和封装材料中的改进而可以导致具有更小占用面积的半导
体器件封装。
以通过将半导体晶片单体化成个体半导体管芯,将半导体管芯单独地安装到载体,以及然
后将密封剂沉积在半导体之上来执行。然而,安装个体半导体管芯增加制造时间,这降低生产量。个体即经单体化的半导体管芯还是易碎的并且可能在附着到载体期间受损。另外,将个体半导体管芯安装到载体可能增加半导体管芯之间的距离和半导体管芯周围的密封剂
量,这引起最终封装尺寸的增加。
发明内容
在载体之上;去除半导体晶片的第一部分;以及将密封剂沉积在半导体管芯之上以及沉积
到沟槽中。
附图说明
具体实施方式
域技术人员将领会到,公开内容意图覆盖如可以被包括在如由随附权利要求和权利要求等
同物所限定的本发明的精神和范围内的可替换、修改和等同物,如由以下公开内容和附图
所支持的随附权利要求和权利要求等同物。
气部件,其电气连接以形成功能电气电路。有源电气部件(诸如晶体管和二极管)具有控制电流的流动的能力。无源电气部件(诸如电容器、电感器和电阻器)创建执行电气电路功能所必要的电压与电流之间的关系。
器件中的半导体材料的电气传导性。晶体管包含变化类型和程度的掺杂的区,其如使得晶
体管能够在施加电场或基电流时促进或限制电流的流动所必要的那样进行布置。
(CVD)、物理气相沉积(PVD)、电解电镀以及无电电镀过程。每一个层一般被图案化以形成以下的部分:有源部件、无源部件或者部件之间的电气连接。
street)或划线的晶片的非功能区刻划和断开晶片。使用激光切割工具或锯片来单体化晶
片。在单体化之后,将个体半导体管芯安装到封装衬底,其包括引脚或接触垫以用于与其它系统部件互连。形成在半导体管芯之上的接触垫然后连接到封装内的接触垫。可以利用传
导层、凸块、柱状凸块、导电膏或引线接合做出电气连接。密封剂或其它模制材料被沉积在封装之上以提供物理支撑和电气隔离。成品封装然后被插入到电气系统中并且使半导体器
件的功能性可用于其它系统部件。
100上。锯切道106提供切割区域以将半导体晶片100单体化成个体半导体管芯104。
和功能而电气互连的有源器件、无源器件、传导层和电介质层的模拟或数字电路。例如,电路可以包括一个或多个晶体管、二极管、以及形成在有源表面110内的其它电路元件,以实现模拟电路或数字电路,诸如数字信号处理器(DSP)、ASIC、MEMS、存储器或者其它信号处理电路。半导体管芯104还可以包含集成无源器件(IPD),诸如电感器、电容器和电阻器,以用于射频(RF)信号处理。
(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、SnAg、SnAgCu、CuNi、CuNiAu、CuNiPdAu、或者其它适当的电气传导材料或者其组合。传导层112作为电气连接到有源表面110上的电路的
接触垫而操作。接触垫112促进半导体管芯104内的有源电路与外部器件例如印刷电路板
(PCB)之间的电气互连。
以允许到半导体管芯104的随后电气连接。
体管芯104之间。沟槽116形成为围绕半导体管芯104周围的外围区中的半导体管芯104。沟
槽116通过绝缘层114和基底衬底材料102而形成。沟槽116仅部分地延伸通过半导体晶片
100使得基底衬底材料102的部分剩余在半导体晶片100的表面108与沟槽116的底部表面
119之间。半导体管芯104保持通过锯切道106中所剩余(即在表面119与表面108之间)的基底衬底材料102的部分而连接到彼此。
道106而被连接或保持在一起。半导体管芯104之间所剩余的锯切道106的部分允许晶片100
的半导体管芯104作为单个单元被安装。作为单个单元将半导体管芯104设置在载体120之
上允许在单个步骤中同时安装半导体管芯104。
去除基底衬底材料102的部分并且暴露沟槽116。背面研磨操作去除覆盖沟槽116的锯切道
106的部分并且减薄或减小半导体管芯104的厚度。基底衬底材料102从背表面108的去除留
下具有新的背表面130的半导体管芯104。可替换地,可以使用LDA、蚀刻、抛光、化学机械平面化(CMP)或者其它适当的去除过程来减薄半导体管芯104并且使沟槽116露出。背面研磨操作单体化半导体管芯104,即在背面研磨之后,半导体管芯104不再通过基底衬底材料102彼此连接。半导体管芯104通过粘合层122在背面研磨期间以及在单体化之后(即在背面研
磨之后)保持在适当位置。
体取向。半导体管芯104通过晶片100的表面108和沟槽116的表面119之间所剩余的锯切道
106的部分而连接。半导体管芯104之间所剩余的锯切道106的部分允许在载体120之上作为
单个单元同时安装半导体管芯104。
作不暴露沟槽116。在背面研磨操作之后,半导体管芯104保持通过锯切道106中的基底衬底材料102的部分而连接。在一个实施例中,在背面研磨之后,30-40微米的基底衬底材料102剩余在晶片100的新的背表面128和沟槽116的表面119之间。
104。连接半导体管芯104的基底衬底材料102的部分减轻放在半导体管芯104上的研磨应
力。减小半导体管芯104上的研磨应力减少了半导体管芯104在背面研磨操作期间受损的可
能性,这增加了功能半导体管芯104的可靠性和生产量。
了制造时间和成本。
体管芯104。用于暴露沟槽116的蚀刻操作还可以去除背表面128的部分以便进一步减薄半
导体管芯104。粘合层122既在背面研磨和蚀刻过程期间又在在单体化之后(即在蚀刻之后)将半导体管芯104保持在适当位置。半导体管芯104之间的空间由沟槽116创建使得经单体
化的半导体管芯104之间的宽度W1等于沟槽116的宽度。
适当填充物的聚合物。密封剂132是非传导的并且在环境上保护半导体器件免受外部元件
和污染物的影响。将密封剂132沉积在由沟槽116创建的空间中的半导体管芯104之间。沟槽
116允许密封剂132在半导体管芯104的侧表面之上和在半导体管芯104的侧表面周围流动。
可以在沉积之后立即固化或者在制造过程中随后固化密封剂132。
导体管芯104通过密封剂132保持在一起。密封剂132提供结构支撑并且在随后的制造期间
保护半导体管芯104。
过程可以包括离心喷射干燥(SRD)过程、等离子体清洗过程、干法清洗过程、湿法清洗过程或者其组合。
140。切割工具138切穿设置在半导体管芯104之间的密封剂132。切分带136在单体化期间支撑半导体管芯104。在单体化之后,密封剂132剩余在半导体管芯104的四个侧表面之上。
经卷起的半导体器件140然后被发出以用于另外的处理或者并入到其它电气器件和系统
中。
132设置在半导体管芯104的背表面130和四个侧表面之上。密封剂132提供机械保护、电气
隔离以及防止由于暴露给来自光或其它发射的光子所致的退化的保护。密封剂132在环境
上保护半导体管芯104免受外部元件和污染物的影响。
了针对将半导体管芯104单独地安装于载体的需要。安装半导体管芯104同时减少制造时
间,这增大生产量并且降低成本。在半导体管芯仍以晶片形式的同时即在半导体管芯仍通
过基底衬底材料102连接的同时安装半导体管芯104强化并且增大半导体管芯104在安装期
间的鲁棒性。所连接的半导体管芯得到更多支撑并且因而不太可能在附着到载体120期间
受损。粘合层122在背面研磨操作期间将半导体管芯104保持在适当位置。粘合层122还在密封剂132的沉积期间维持半导体管芯104之间的对准和间隔。
均匀地分布在半导体管芯104之上以及在半导体管芯104周围。半导体管芯104之间的一致
性间隔以及均匀量的密封剂允许半导体器件140的单体化期间的增大精度。精确的单体化
创建统一的半导体器件140并且降低在单体化期间对半导体管芯104损坏的可能性。
体管芯104得到更多支撑并且经受较小应力。在单体化半导体管芯104之后,将密封剂132沉积在半导体管芯104之上以及在半导体管芯104周围以在随后的处置和制造期间保护和支
撑半导体管芯104。因而,良好半导体器件140的总体功能性和数目由于半导体管芯104既在制造过程期间又在制造过程之后不太容易受损而增大。
的修改和适配。