半导体装置制造方法及图纸

技术编号:15258325 阅读:254 留言:0更新日期:2017-05-03 09:03
本发明专利技术公开了一种半导体装置,包含有:一中介层,具有一第一侧以及相对所述第一侧的一第二侧;一第一半导体裸晶,经由多个第一凸块固定设置在所述中介层的所述第一侧上的一第一芯片安置区域内;一第二半导体裸晶,设置在所述中介层的所述第一侧上的一第二芯片安置区域内,其中所述第二芯片安置区域邻近所述第一芯片安置区域;一环状支撑结构,设置在所述中介层的所述第一侧上且包围所述第一芯片安置区域以及所述第二芯片安置区域;以及多个锡球,设置在所述中介层的所述第二侧上。

Semiconductor device

The invention discloses a semiconductor device, comprising a intermediate layer, a second side is provided with a first side and opposite the first side; a first semiconductor die, via a plurality of first convex block is fixedly arranged on a first side of the intermediary layer on the first chip mounting area second; a semiconductor bare crystal, setting up a second chip in the first side of the intermediary layer on the resettlement area, wherein the second chip placement area adjacent the first chip placement area; an annular support structure is disposed on a first side of the intermediate layer and the surrounding the first the chip placement area and the second chip placement area; and a plurality of solder balls arranged on the second side of the intermediary layer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装
,特别是涉及一种具有无穿硅通孔(TSV-less)中介层的晶圆级封装。
技术介绍
2.5D半导体封装,例如CoWoS(Chip-On-Wafer-On-Substrate)技术是本领域所已知的,CoWoS技术通常使用穿硅通孔(TSV)技术将多个芯片结合到单一装置中,此架构提供了更高密度的互连、降低整体互连长度以及减轻相关的电阻电容负载,使在更小的形状因子上提高性能及减少功耗。如本领域所知的,2.5D半导体封装将多个裸晶并列放置在穿硅通孔硅中介层上,所述硅中介层是昂贵的,因为制造具有穿硅通孔的硅中介层是一复杂的过程。因此,在某些应用上可能不希望形成包括具有穿硅通孔中介层的晶圆级封装产品。一般来说,可靠性测试及产量测试是在所有半导体裸晶被设置在中介层上及被模塑料包覆后进行,然而,此方法具有较高的已知合格裸晶损失(knowngooddieloss)的风险。此外,由于热膨胀系数不匹配及封装的厚度,模塑料的厚层导致增加封装的翘曲。已知的是,芯片翘曲仍然是一个问题。翘曲会导致裸晶-晶圆堆叠组装合格率降低,因为无法确保裸晶与晶圆的紧密接合。翘曲问题在大尺寸的晶圆特别严重,且在要求细间距重分布层的晶圆级半导体封装过程中形成一个阻碍。因此,本领域仍然需要一个改进的制造晶圆级封装的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及提供一种改良的半导体装置及其制造方法,所述方法能减少已知合格裸晶损失的风险,并且能有效的解决翘曲问题。根据本专利技术的一个实施例,提出一种半导体装置,其包括:一中介层,具有一第一侧以及相对所述第一侧的一第二侧;一第一半导体裸晶,经由多个第一凸块固定设置在所述中介层的所述第一侧上的一第一芯片安置区域内;一第二半导体裸晶,设置在所述中介层的所述第一侧上的一第二芯片安置区域内,其中所述第二芯片安置区域邻近所述第一芯片安置区域;一环状支撑结构,设置在所述中介层的所述第一侧上且包围所述第一芯片安置区域以及所述第二芯片安置区域;以及多个锡球,设置在所述中介层的所述第二侧上。根据本专利技术的一实施例,所述中介层包含一重分布层,所述重分布层包含至少一介电层以及至少一金属层,其中,中介层不具有穿硅通孔或穿硅通孔基板。根据本专利技术的另一实施例,所述环状支撑结构是一3D打印结构。本专利技术半导体装置可进一步包括一屏蔽结构,直接设置在第一半导体裸晶的一上表面以及侧壁面上。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂,下文特举优选实施方式,并配合附图,作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用,并非用来限制本专利技术。附图说明图1到图7以及图9到12是根据本专利技术的实施例所绘示的制造具有无穿硅通孔中介层的晶圆级封装的示例性方法,其中:图8是晶圆级封装中间产品的顶视图;图13是根据本专利技术的另一实施例所绘示的晶圆级封装中间产品的剖面结构;以及图14以及图15显示支撑结构的示例性设计。其中,附图标记说明如下:300载板302黏着层310钝化层410重分布层412介电层414金属层418焊盘520锡球600载板602黏着层400无穿硅通孔中介层400a第一侧400b第二侧416a凸块416b凸块102第一芯片安置区域104第二芯片安置区域420a第一裸晶460支撑结构106晶圆切割道区域470屏蔽结构660切割胶带10芯片封装100基板120锡球420b第二裸晶1多芯片封装具体实施方式在下文中,加以陈述本专利技术的具体实施方式,所述具体实施方式可参考相对应的附图,以使所述附图构成实施方式的一部分。同时也借由说明,公开本专利技术可据以施行的方式。所述实施例已被清楚地描述足够的细节,以使本
的技术人员可据以实施本专利技术。其他实施例亦可被加以施行,且在结构上所做的改变仍属本专利技术所涵盖的范畴。因此,下文的细节描述将不被视为一种限定,且本专利技术所涵盖的范畴仅被所附的权利要求以及其同意义的范围涵盖。本专利技术的一或多个实施例将参照附图描述,其中,相同附图标记始终用以表示相同组件,且其中阐述的结构未必按比例所绘制。术语“裸晶”、“半导体芯片”及“半导体裸晶”在整个说明书中可互换使用。文中所使用的术语“晶圆”及“基板”包括任何具有暴露表面的结构,在其表面上根据本专利技术沉积一层,例如,形成如重分布层的回路结构。术语“基板”包括半导体晶圆,但不限于此。术语“基板”亦可用来指加工过程中的半导体结构,且可包括已被制造在其上的其他层。请参考图1到图12。图1到图7以及图9到12是根据本专利技术的实施例所绘示的制造具有无穿硅通孔中介层的晶圆级封装的示例性方法。如图1所示,首先提供一载板300。载板300可具有一黏着层302,作为一可被撕除的基材。之后,在载板300的上表面上形成至少一介电层或钝化层310。钝化层310可包含有机材料(例如:聚酰亚胺)或无机材料(例如:氮化硅、氧化硅或类似物)。如图2所示,随后,于钝化层310上形成重分布层410。重分布层410是用作重分布层中介层,能够在半导体裸晶上扇出输入/输出垫。重分布层410可包含至少一个介电层412以及至少一金属层414。介电层412可包含有机材料(例如:聚酰亚胺)或无机材料(例如:氮化硅、氧化硅或类似物),但不限于此。金属层414可包含铝、铜、钨、钛、氮化钛或类似物。根据本专利技术一实施例,金属层414可包含多个显露在介电层412上表面的焊盘418。如图3所示,在形成重分布层410之后,在个别的焊盘418上形成凸块或锡球520。根据本专利技术一实施例,锡球520可包含控制崩塌芯片连接(C4)锡球。如图4所示,将图中的晶圆级封装中间产品黏接到另一载板600。锡球520面向且接触载板600。载板600可包含玻璃基板,但不限于此。也可选择使用黏着层602。随后,载板300被移除以暴露出钝化层310的主表面。重分布层410及钝化层310构成一中介层或一无穿硅通孔中介层400。无穿硅通孔中介层400具有第一侧400a及相对所述第一侧400a的第二侧400b。载板300的剥离可通过激光处理或紫外线照射处理来执行,但不限于此。如图5所示,在剥离载板300之后,可在钝化层310中形成开口,以暴露在无穿硅通孔中介层400的第一侧400a上的金属层414中各个凸块垫,然后凸块416a以及416b,例如:微凸块,可形成在个别的凸块垫上。凸块416a被设置在第一芯片安置区域102内,以及凸块416b被设置在邻近所述第一芯片安置区域102的第二芯片安置区域104内。如图6所示,随后,个别的覆晶芯片或裸晶(第一裸晶)420a,使其有源面朝下面向重分布层410,经由第一芯片安置区域102内的凸块416a连接设置在重分布层410上,以形成芯片-晶圆(C2W)堆栈构造。这些个别的覆晶芯片或裸晶420a是具有一定功能的有源集成电路芯片,例如,绘图处理芯片或中央处理器芯片。可选择地,底胶(未示于图中)可被涂布于个别的芯片或裸晶420a之下。此时,由凸块416b所界定的第二芯片安置区域104是空出来的且没有芯片或裸晶被设置在其上。如图7及图8所示,支撑结构460,例如,环状或环形支撑结构,形成于重分布层410上。更具体地,支撑结构460是形成在钝化层310的上表面上。个别的支撑结构460包围第一芯片安置区域102以及第二芯片安置区域104。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种半导体装置,其特征在于,包括:一中介层,具有一第一侧以及相对所述第一侧的一第二侧;一第一半导体裸晶,经由多个第一凸块固定设置在所述中介层的所述第一侧上的一第一芯片安置区域内;一第二半导体裸晶,设置在所述中介层的所述第一侧上的一第二芯片安置区域内,其中所述第二芯片安置区域邻近所述第一芯片安置区域;一环状支撑结构,设置在所述中介层的所述第一侧上,所述环状支撑结构包围所述第一芯片安置区域以及所述第二芯片安置区域;以及多个锡球,设置在所述中介层的所述第二侧上。

【技术特征摘要】
2015.10.15 US 14/883,6321.一种半导体装置,其特征在于,包括:一中介层,具有一第一侧以及相对所述第一侧的一第二侧;一第一半导体裸晶,经由多个第一凸块固定设置在所述中介层的所述第一侧上的一第一芯片安置区域内;一第二半导体裸晶,设置在所述中介层的所述第一侧上的一第二芯片安置区域内,其中所述第二芯片安置区域邻近所述第一芯片安置区域;一环状支撑结构,设置在所述中介层的所述第一侧上,所述环状支撑结构包围所述第一芯片安置区域以及所述第二芯片安置区域;以及多个锡球,设置在所述中介层的所述第二侧上。2.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,所述中介层包含一重分布层。3.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,所述重分布层包含至少一介电层以及至少一金属层。4.根据权利要求1所述的半导...

【专利技术属性】
技术研发人员:施信益姜序
申请(专利权)人:美光科技公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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