半导体器件以及使用标准化载体形成嵌入式晶片级芯片尺寸封装的方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件以及使用标准化载体形成嵌入式晶片级芯片尺寸封装的方法。一种半导体器件包括标准化载体。半导体晶片包括多个半导体管芯和基底半导体材料。通过基底半导体材料的第一部分单切半导体晶片以分离半导体管芯。将半导体管芯设置在标准化载体上。标准化载体的尺寸与半导体管芯的尺寸无关。将密封剂沉积在标准化载体上且在半导体管芯周围。在半导体管芯上形成互连结构，同时使得密封剂没有互连结构。通过密封剂单切半导体器件。密封剂保持设置在半导体管芯的侧面上。可替换地，通过基底半导体的第二部分且通过密封剂来单切半导体器件以从半导体管芯的侧面去除基底半导体的第二部分和密封剂。

【技术实现步骤摘要】
要求保护本国优先权 本申请要求保护2013年I月3日提交的美国临时申请N0.61/748, 742的权益，通过引用将该申请合并于此。
本专利技术总体上涉及半导体器件，并且更特别地涉及半导体器件以及使用标准化载体形成晶片级芯片尺寸封装(WLCSP)的方法。
技术介绍
半导体器件常见于现代电子产品中。半导体器件在电气部件的数目和密度方面变化。分立的半导体器件通常包含一种类型的电气部件，例如发光二极管(LED)、小型信号晶体管、电阻器、电容器、电感器以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)。集成半导体器件典型地包含几百到几百万个电气部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CXD )、太阳能电池、以及数字微镜器件(DMD )。半导体器件执行许多种功能，诸如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光变换成电、以及为电视显示创建视觉投影。半导体器件见于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机以及消费者产品的领域中。半导体器件还见于军事应用、飞机制造业、汽车、工业控制器以及办公设备中。半导体器件利用了半导体材料的电气性质。半导体材料的结构允许通过施加电场或基底电流或者通过掺杂工艺来操纵其电导率。掺杂将杂质引入到半导体材料中以便操纵和控制半导体器件的电导率。半导体器件包含有源和无源电气结构。包括双极型和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂级以及电场或基底电流的施加，晶体管提升或者约束电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构创建了执行各种各样的电气功能所必需的电压和电流之间的关系。无源和有源结构被电连接以形成电路，该电路使半导体器件能够执行高速操作和其他有用功能。通常使用两个复杂制造工艺(即前端制造和后端制造)来制造半导体器件，该前端制造和后端制造中的每一个都潜在地包括几百个步骤。前端制造包括将多个管芯形成在半导体晶片的表面上。每个半导体管芯通常相同且包含通过电连接有源和无源部件而形成的电路。后端制造包括从完成的晶片单切(Singulate)个体半导体管芯以及封装该管芯以提供结构支撑和环境隔离。如这里所使用的术语“半导体管芯”指代该词语的单数和复数形式二者，并且相应地可以指代单个半导体器件和多个半导体器件二者。半导体制造的一个目标是生产更小半导体器件。更小器件通常耗费更少功率，具有更高性能，并可以被更高效地生产。此外，更小半导体器件具有更小的覆盖区，这对于更小的最终产品来说是期望的。可以通过得到具有更小、更高密度的有源和无源部件的半导体管芯的前端工艺中的改进来实现更小的半导体管芯尺寸。后端工艺可以通过电互连以及封装材料中的改进来得到具有更小覆盖区的半导体器件封装。传统半导体晶片通常包含由锯道(saw street)分离的多个半导体管芯。有源和无源电路被形成在每个半导体管芯的表面中。可以在半导体管芯的表面上形成互连结构。半导体晶片被单切成个体半导体管芯以用在各种各样的电子产品中。半导体制造的重要方面是高产量以及对应的低成本。根据用于生产半导体晶片和半导体管芯的设备来制造具有各种直径和半导体管芯尺寸的半导体晶片。通常根据每个特定的半导体管芯尺寸和引入的半导体晶片尺寸来开发半导体处理设备。例如，使用200毫米(mm)设备来处理200 mm晶片，并且使用300mm设备来处理300mm晶片。在载体上处理从晶片单切的半导体管芯。根据要被处理的半导体管芯的尺寸来选择载体的尺寸。例如，使用与处理5mmX5mm半导体管芯不同的设备来处理IOmmX IOmm半导体管芯。因此，用于封装半导体器件的设备在处理能力上受限于针对其设计该设备的特定半导体管芯尺寸或半导体晶片尺寸。随着引入的半导体管芯尺寸和半导体晶片尺寸改变，对制造设备的附加投资是必要的。对半导体器件制造商来说，针对特定尺寸半导体管芯或半导体晶片的设备投资造成了资本投资风险。随着引入的半导体晶片尺寸改变，晶片专用设备变得过时。类似地，针对半导体管芯的特定尺寸而设计的载体和设备可能变得过时，因为载体在处理不同尺寸的半导体管芯的能力方面受限。不同设备的不断开发和实施增加了最终半导体器件的成本。半导体晶片包括各种直径并且通常是利用针对半导体管芯的每个特定尺寸而设计的制造设备来处理的。半导体管芯通常被装入半导体封装内以用于该管芯的电互连、结构支撑和环境保护。如果半导体管芯的一部分被暴露于外部元件(特别当对管芯进行表面安装时)，半导体可能受到损坏或降级。例如，半导体管芯可能在处理或暴露于光期间被损坏或降级。
技术实现思路
存在对使用能够处理多种尺寸的半导体管芯和引入的晶片的设备和载体来高效地制造半导体器件的需要。相应地，在一个实施例中，本专利技术是一种制作半导体器件的方法，其包括下述步骤:提供标准化载体；以及在该标准化载体上设置半导体管芯。该标准化载体的尺寸与半导体管芯的尺寸无关。该方法还包括下述步骤:将密封剂沉积在半导体管芯和标准化载体上；以及通过该密封剂进行单切以形成半导体封装。在另一实施例中，本专利技术是一种制作半导体器件的方法，其包括下述步骤:提供载体；以及将半导体管芯设置在该载体上。载体的尺寸与半导体管芯的尺寸无关。该方法还包括下述步骤:去除载体；以及在半导体管芯上形成互连结构，同时使得半导体管芯周围的外围区没有互连结构。在另一实施例中，本专利技术是一种半导体器件，其包括载体以及设置在该载体上的半导体管芯。载体的尺寸与半导体管芯的尺寸无关。密封剂被沉积在半导体管芯上。在另一实施例中，本专利技术是一种半导体器件，其包括半导体管芯和设置在该半导体管芯上的密封剂。互连结构被形成在半导体管芯上。半导体管芯周围的外围区没有互连结构。【附图说明】图1图示一种印刷电路板(PCB)，具有安装到其表面的不同类型的封装； 图2a-2c图示安装到PCB的代表性半导体封装的进一步细节； 图3图示具有由锯道分离的多个半导体管芯的半导体晶片； 图4a-4m图示形成重构或嵌入式晶片级芯片尺寸封装(eWLCSP)的工艺； 图5图示带有具有暴露侧壁和背表面的半导体管芯的eWLCSP ； 图6图示具有背侧保护层的eWLCSP ； 图7a-7i图示形成具有薄侧壁密封的eWLCSP的另一工艺； 图8图示具有背侧保护层和薄侧壁密封的eWLCSP ； 图9a-9p图示形成eWLCSP的工艺； 图10图示在半导体管芯的侧壁以及背侧保护层上具有密封剂的eWLCSP ； 图11图示具有背侧保护层的eWLCSP ； 图12图示在半导体管芯的侧壁和背表面上具有密封剂的eWLCSP ； 图13图示在半导体管芯的背表面上具有密封剂的eWLCSP ； 图14图示带有具有暴露侧壁和背表面的半导体管芯的eWLCSP ； 图15a-15k图示形成eWLCSP的可替换工艺； 图16图示在半导体管芯的侧壁和背表面上具有密封剂的eWLCSP ； 图17图示在半导体管芯的背表面上具有密封剂的eWLCSP ； 图18图示在侧壁和背侧保护层上具有密封剂的eWLCSP ； 图19图示具有背侧保护层的eWLCSP ； 图20图示在侧壁和背侧保护层上具有密封剂的另一 eWLCSP ;以及 图21图示带有具有暴露侧壁和背表面的半导体管芯的eWLCSP。【本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作半导体器件的方法，包括：提供标准化载体；将半导体管芯设置在所述标准化载体上，所述标准化载体的尺寸与所述半导体管芯的尺寸无关；将密封剂沉积在所述半导体管芯和标准化载体上；以及通过所述密封剂进行单切以形成半导体封装。

【技术特征摘要】
2013.01.03 US 61/748742;2013.09.25 US 14/0365251.一种制作半导体器件的方法，包括: 提供标准化载体； 将半导体管芯设置在所述标准化载体上，所述标准化载体的尺寸与所述半导体管芯的尺寸无关； 将密封剂沉积在所述半导体管芯和标准化载体上；以及 通过所述密封剂进行单切以形成半导体封装。2.根据权利要求1的方法，其中通过所述密封剂进行单切还包括从所述半导体管芯的侧面去除所述密封剂。3.根据权利要求1的方法，其中通过所述密封剂进行单切还包括留下在所述半导体管芯的侧面上设置的所述密封剂的部分。4.根据权利要求1的方法，还包括: 提供包括多个所述半导体管芯和基底半导体材料的半导体晶片；以及 通过所述基底半导体材料的第一部分单切所述半导体晶片以分离所述半导体管芯。5.根据权利要求4的方法，其中通过所述密封剂进行单切还包括通过所述基底半导体材料的第二部分进行单切以从所述半导体管芯的侧面去除所述基底半导体材料的第二部分。6.一种制作半导体器件的方法，包括: 提供载体； 将半导体管芯设置在所述载体上，所述载体的尺寸与所述半导体管芯的尺寸无关； 去除所述载体；以及 在所述半导体管芯上形成互连结构，同时使得所述半导体管芯周围的外围区没有互连结构。7.根据权利要求6的方法，还包括: 在所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩丙濬，沈一权，林耀剑，PC马里穆图，
申请(专利权)人：新科金朋有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG