半导体器件以及制造半导体器件的方法技术

技术编号:18945877 阅读:21 留言:0更新日期:2018-09-15 12:14
本发明专利技术涉及半导体器件以及制造半导体器件的方法。本发明专利技术公开了一种半导体衬底,所述半导体衬底包含多个半导体管芯,在半导体管芯之间具有锯道。多个凸块在半导体管芯的第一表面上形成。绝缘层在所述半导体管芯的第一表面上在凸块之间形成。将所述半导体管芯的第二表面的一部分去除,并且在剩余的第二表面上形成导电层。将所述半导体衬底设置在切割胶带上,穿过锯道切割所述半导体衬底,同时维持所述半导体管芯的位置,并且使切割胶带扩张以赋予所述半导体管芯的移动并增加所述半导体管芯之间的空间。将密封剂沉积在所述半导体管芯上并且进入所述半导体管芯之间的空间。穿过所述密封剂在所述半导体管芯之间形成沟道以分离半导体管芯。

Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

The invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing semiconductor devices. The invention discloses a semiconductor substrate which comprises a plurality of semiconductor tube cores and has a saw channel between the semiconductor tube cores. A plurality of bumps are formed on the first surface of the semiconductor die. The insulating layer is formed between the bumps on the first surface of the semiconductor die. A portion of the second surface of the semiconductor core is removed and a conductive layer is formed on the remaining second surface. The semiconductor substrate is arranged on a cutting tape, cutting the semiconductor substrate through a saw path, while maintaining the position of the semiconductor core, and expanding the cutting tape to give the semiconductor core movement and increase the space between the semiconductor core. The sealant is deposited on the semiconductor die and enters the space between the semiconductor dies. A channel is formed between the semiconductor tube through the sealant to separate the semiconductor die.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件以及制造半导体器件的方法
本专利技术整体涉及半导体器件,具体地讲涉及半导体器件以及形成晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)的方法,并且更具体地讲,涉及半导体器件以及制造半导体器件的方法。
技术介绍
半导体晶圆或衬底可用各种基极衬底材料制成,诸如硅(Si)、锗、氮化铝(AlN)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氮化铝镓/氮化镓(AlGaN/GaN)、磷化铟、碳化硅(SiC)、或用于结构支撑的其他基体材料。多个半导体管芯形成在晶圆上,通过非有源的管芯间衬底区域或锯道分开。锯道提供用以将半导体晶圆切割成单独半导体管芯的切割区域。在一些情况下,将半导体管芯从半导体晶圆切割,然后单独封装以进行电互连和包封以实现环境隔离。对于小型通用技术半导体管芯,诸如小信号二极管,管芯级半导体封装成本通常显著大于管芯的成本。为了降低封装成本,半导体管芯可以晶圆形式进行封装,例如以晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)进行封装。一旦处于封装形式,半导体管芯便与晶圆分离。WLCSP提供较低的成本,减小封装尺寸,并且增强导热特性。在WLCSP中,相邻半导体管芯之间的间距必须足够大以执行封装操作,例如在对于封装管芯的切割留下足够划线宽度的同时进行包封和电互连。在一种已知的双包封WLCSP工艺中,在半导体管芯的有源表面上以晶圆形式形成多个凸块。通过宽锯片将沟道或沟槽部分地切割成管芯之间的半导体晶圆的划线中的基体衬底。将第一密封剂沉积在半导体管芯的有源表面上方并且进入沟道。通过研磨操作去除第一密封剂的一部分以暴露凸块。在研磨操作中,从与有源表面相对的背表面去除基极衬底材料的一部分以使晶圆变薄并使第一密封剂暴露在沟道中。将第二密封剂沉积在半导体管芯的背表面以及第一密封剂上方。然后切割包封的半导体管芯,将第一密封剂留在半导体管芯的侧表面上,并且将第二密封剂留在背表面上。双包封WLCSP工艺需要能接近管芯尺寸的大的管芯间间距,以及许多处理步骤。大的管芯间间距减小了每个晶圆的管芯产量,并增加了总体制造成本。在另一个WLCSP中,将单个密封剂沉积在半导体管芯的背表面和侧表面上。单个包封WLCSP工艺仍然需要大的管芯间间距,以便在半导体管芯的侧表面上沉积密封剂。同样,大的管芯间间距减小了每个晶圆的管芯产量,并增加了总体制造成本。
技术实现思路
根据一个方面,提供一种制造半导体器件的方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括多个半导体管芯,在所述半导体管芯之间具有锯道;在所述半导体管芯的第一表面上形成多个凸块;在所述半导体管芯的所述第一表面上在所述凸块之间形成绝缘层;穿过所述锯道切割所述半导体衬底,同时维持所述半导体管芯的位置;赋予所述半导体管芯的移动以增加所述半导体管芯之间的空间;将密封剂沉积在所述半导体管芯上并且进入所述半导体管芯之间的所述空间;以及穿过所述密封剂在所述半导体管芯之间形成沟道以分离所述半导体管芯。在一个示例中,所述方法还包括在所述半导体管芯的所述第一表面上并且围绕所述凸块形成所述绝缘层。在一个示例中,所述方法还包括将所述密封剂沉积在所述半导体管芯的所述第一表面的一部分上。在一个示例中,所述方法还包括去除所述半导体管芯的与所述半导体管芯的所述第一表面相对的第二表面的一部分。在一个示例中,所述方法还包括:将所述半导体衬底沉积在切割胶带上;以及使所述切割胶带扩张以赋予所述半导体管芯的移动以增加所述半导体管芯之间的所述空间。在一个示例中,所述半导体衬底上的第一半导体管芯与相邻的第二半导体管芯之间的第一距离大于所述半导体衬底上的所述第一半导体管芯与相邻的第三半导体管芯之间的第二距离。根据另一方面,提供一种制造半导体器件的方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括多个半导体管芯;在所述半导体管芯的第一表面上形成多个凸块;在所述半导体管芯的所述第一表面上在所述凸块之间形成绝缘层;切割所述半导体管芯之间的所述半导体衬底;扩大所述半导体管芯之间的空间;将密封剂沉积在所述半导体管芯上并且进入所述半导体管芯之间的所述空间;以及穿过所述密封剂在所述半导体管芯之间形成沟道以分离所述半导体管芯。在一个示例中,所述方法还包括在所述半导体管芯的所述第一表面上并且围绕所述凸块形成所述绝缘层。在一个示例中,所述方法还包括将所述密封剂沉积在所述半导体管芯的所述第一表面的一部分上。在一个示例中,所述方法还包括在所述半导体管芯的与所述半导体管芯的所述第一表面相对的第二表面上形成导电层。根据又一方面,提供一种半导体器件,包括:多个半导体管芯,在所述半导体管芯之间具有空间;多个凸块,所述多个凸块在所述半导体管芯的第一表面上形成;绝缘层,所述绝缘层在所述半导体管芯的所述第一表面上在所述凸块之间形成;密封剂,所述密封剂沉积在所述半导体管芯上并且进入所述半导体管芯之间的所述空间;以及沟道,所述沟道在所述半导体管芯之间穿过所述密封剂。在一个示例中,在所述半导体管芯的所述第一表面上并且围绕所述凸块形成所述绝缘层。在一个示例中,所述密封剂沉积在所述半导体管芯的所述第一表面的一部分上。在一个示例中,所述半导体器件还包括在所述半导体管芯的与所述半导体管芯的所述第一表面相对的第二表面上形成的导电层。在一个示例中,所述半导体管芯之间的所述空间为至少75微米。根据本专利技术的实施方案,能够增加每个晶圆的管芯产量并降低总体制造成本。附图说明图1a-图1c示出具有由锯道分开的多个半导体管芯的半导体衬底;图2a-图2k示出以晶圆级封装半导体管芯的工艺;图3a-图3b示出切割后WLCSP;图4a-图4b示出WLCSP的实施方案,其中密封剂覆盖半导体管芯的有源表面的一部分;图5a-图5j示出以晶圆级用背面导电层封装半导体管芯的工艺;并且图6a-图6b示出具有切割后背面导电层的WLCSP。具体实施方式下文参照附图描述了一个或多个实施方案,其中类似的数字表示相同或相似的元件。虽然按照实现某些目标的最佳模式描述了附图,但描述旨在涵盖可包括在本公开的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。如本文使用的术语“半导体管芯”兼指该词语的单数形式和复数形式,并且相应地,可同时涉及单个半导体器件和多个半导体器件。图1a示出具有基极衬底材料102的半导体晶圆或衬底100,该基极衬底材料诸如Si、锗、AlN、GaAs、GaN、AlGaN/GaN、磷化铟、SiC、或用于结构支撑的其他基体材料。半导体衬底100的宽度或直径为100-450毫米(mm),并且厚度为约800微米(μm)。多个半导体管芯104形成在衬底100上,通过非有源的管芯间衬底区域或锯道106分开。锯道106提供用以将半导体衬底100切割成单独半导体管芯104的切割区域。在一个实施方案中,半导体管芯104的尺寸为195μm×400μm,并且锯道106的宽度为10-20μm。图1b示出半导体衬底100的一部分。具体地讲,半导体管芯104a与半导体管芯104b之间的锯道106b的宽度大于半导体管芯104a与半导体管芯104c之间的锯道106a的宽度,以补偿切割胶带沿x方向和y方向的非线性扩张,如在图2g中进一步描述。在一个实施方案中,锯道106b的宽度为20μm,并且锯道106a的宽度为10μm。图1c示出半导体衬底100的一部分的剖面图。每个半导体管本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括多个半导体管芯,在所述半导体管芯之间具有锯道;在所述半导体管芯的第一表面上形成多个凸块;在所述半导体管芯的所述第一表面上在所述凸块之间形成绝缘层;穿过所述锯道切割所述半导体衬底,同时维持所述半导体管芯的位置;赋予所述半导体管芯的移动以增加所述半导体管芯之间的空间;将密封剂沉积在所述半导体管芯上并且进入所述半导体管芯之间的所述空间;以及穿过所述密封剂在所述半导体管芯之间形成沟道以分离所述半导体管芯。

【技术特征摘要】
2017.03.01 US 15/446,1821.一种制造半导体器件的方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括多个半导体管芯,在所述半导体管芯之间具有锯道;在所述半导体管芯的第一表面上形成多个凸块;在所述半导体管芯的所述第一表面上在所述凸块之间形成绝缘层;穿过所述锯道切割所述半导体衬底,同时维持所述半导体管芯的位置;赋予所述半导体管芯的移动以增加所述半导体管芯之间的空间;将密封剂沉积在所述半导体管芯上并且进入所述半导体管芯之间的所述空间;以及穿过所述密封剂在所述半导体管芯之间形成沟道以分离所述半导体管芯。2.根据权利要求1所述的方法,还包括在所述半导体管芯的所述第一表面上并且围绕所述凸块形成所述绝缘层。3.根据权利要求1所述的方法,还包括将所述密封剂沉积在所述半导体管芯的所述第一表面的一部分上。4.根据权利要求1所述的方法,还包括去除所述半导体管芯的与所述半导体管芯的所述第一表面相对的第二表面的一部分。5.根据权利要求1所述的方法,还包括:将所述半导体衬底沉积在切割胶带上;以及使所述切割胶带扩张以赋予所述半导体管芯的移动以增加所述半导体管芯之间的所述空间。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述半导体衬底上的第一半导体管芯与相邻的第二半导体管芯之间的第一距离大于所述半导体衬底上的所述第一半导体管芯与相邻的第三半导体管芯之间的第二距离。7.一种制造半导体器件的方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括多个半导体管芯;在所述半导体管芯的第一表面上形成多个...

【专利技术属性】
技术研发人员:戈登·M·格里芙尼亚
申请(专利权)人:半导体元件工业有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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