半导体器件和形成RDL混合内插器衬底的方法技术

本公开涉及半导体器件和形成RDL混合内插器衬底的方法。一种半导体器件具有第一衬底和设置在第一衬底上的第一电部件。第一电部件具有第二衬底和形成在第二衬底上的再分布层。第一电部件设置在再分布层上。散热器设置在第一电部件上。散热器设置在第一电部件上。散热器具有第一水平部分、从第一水平部分垂直偏移的第二水平部分、以及从第二水平部分连接第一水平部分的倾斜部分。第二水平部分附着到第一衬底的靠近第一电部件的第一侧的表面。散热器靠近第一电部件的第一侧附着到第一衬底并且靠近第一电部件的第二侧保持开放。近第一电部件的第二侧保持开放。近第一电部件的第二侧保持开放。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和形成RDL混合内插器衬底的方法


[0001]本专利技术总体上涉及半导体器件，并且更特别地，涉及半导体器件和形成再分布层(RDL)混合内插器衬底的方法，其中散热器与在半导体器件的第一部分周围的衬底接触，同时保持半导体器件的第二部分开放。

技术介绍

[0002]半导体器件普遍在现代电子产品中找到。半导体器件执行广泛范围的功能，诸如信号处理、高速计算、发送和接收电磁信号、控制电子器件、光电以及为电视显示器创建可视图像。半导体器件在通信、功率转换、网络、计算机、娱乐和消费产品的领域中找到。半导体器件也在军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中找到。
[0003]半导体器件易受来自半导体管芯的操作的热量的影响。一些半导体管芯，诸如微处理器，以高时钟频率操作并且因为快速晶体管切换而产生热量。其它半导体器件，诸如功率MOSFET，通过传导显著电流来产生热量。半导体管芯安装到衬底，并且热沉通常安装到在半导体管芯周围的衬底的区域。热沉的一部分热接触沉积在半导体管芯的顶表面上的热界面材料(TIM)，而热沉的另一部分用另一TIM层而机械和热接触衬底，以将热量从半导体管芯中转移或消散离开到衬底中。在半导体管芯的所有侧面上的热沉的机械和热接触或者物理附着增加了制造的复杂性和成本。
附图说明
[0004]图1a
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1c示出了具有由锯道分离的多个半导体管芯的半导体晶片；图2a
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2d示出了形成具有半导体管芯和互连衬底的半导体封装的过程；图3a
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3l示出了形成具有简化的散热器附着布置的RDL混合内插器衬底的过程；图4示出了具有简化的屏蔽层附着布置的RDL混合内插器衬底；图5示出了具有简化的散热器附着的RDL混合内插器衬底和在衬底下的电部件的另一个实施例；图6示出了具有简化的散热器附着的RDL混合内插器衬底和在衬底上的电部件的另一个实施例；图7a
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7b示出了具有简化的散热器附着的RDL混合内插器衬底和指状模制的另一个实施例；和图8示出了印刷电路板(PCB)，其中不同类型的封装安装到PCB的表面。
具体实施方式
[0005]在下面参照附图的描述中，在一个或多个实施例中描述了本专利技术，其中相同的数字表示相同或相似的元件。尽管根据用于实现本专利技术目的的最佳模式描述了本专利技术，但是本领域技术人员将会理解，本专利技术旨在覆盖可能包含在由所附权利要求及其等价物（由下面公开内容和附图所支持）所限定的本专利技术的精神和范围内的替选、修改和等价物。在本文
中使用的术语“半导体管芯”指代单词的单数和复数形式，因此可以指代单个半导体器件和多个半导体器件。
[0006]半导体器件通常使用两种复杂的制造过程来制造：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个管芯。晶片上的每个管芯包含有源和无源电部件，它们电连接以形成功能电路。有源电部件，诸如晶体管和二极管，具有控制电流流动的能力。无源电部件，诸如电容器、电感器和电阻器，创建为了执行电路功能所需的电压和电流之间的关系。
[0007]后端制造指代将完成的晶片切割或单体化成个别半导体管芯并且封装半导体管芯用于结构支撑、电互连和环境隔离。为了单体化半导体管芯，沿着晶片的非功能区域(称为锯道或划线)对晶片进行刻痕和断裂。使用激光切割工具或锯片对晶片进行单体化。在单体化之后，个别半导体管芯安装到封装衬底，该封装衬底包括用于与其它系统部件互连的引脚或接触焊盘。然后，在半导体管芯上形成的接触焊盘连接到封装内的接触焊盘。电连接可以用导电层、凸块、柱形凸块、导电胶或线接合来进行。密封剂或其它模制材料沉积在封装上以提供物理支撑和电隔离。然后将完成的封装插入到电系统中，并且使半导体器件的功能对其它系统部件可用。
[0008]图1a示出了具有基础衬底材料102的半导体晶片100，基础衬底材料102诸如硅、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓、氮化镓、磷化铟、碳化硅或用于结构支撑的其它块状材料。多个半导体管芯或部件104形成在晶片100上，由无源管芯间晶片区域或锯道106分离。锯道106提供切割区域以将半导体晶片100单体化成个别半导体管芯104。在一个实施例中，半导体晶片100具有100
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450毫米(mm)的宽度或直径。
[0009]图1b示出了半导体晶片100的一部分的截面图。每个半导体管芯104具有背或无源表面108和有源表面110，有源表面110包含：模拟或数字电路，被实现为在管芯内形成的且根据管芯的电设计和功能而电互连的有源器件、无源器件、导电层和电介质层。例如，电路可以包括：一个或多个晶体管、二极管和其它电路元件，形成在有源表面110内以实现模拟电路或数字电路，诸如数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、存储器或其它信号处理电路。半导体管芯104也可以包含用于RF信号处理的IPD，诸如电感器、电容器和电阻器。
[0010]使用PVD、CVD、电解电镀、化学镀过程或其它合适的金属沉积过程在有源表面110上形成导电层112。导电层112可以是一层或多层铝(Al)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)或其它合适的导电材料。导电层112作为作电连接到有源表面110上的电路的接触焊盘操作。
[0011]使用蒸发、电解电镀、化学镀、球滴或丝网印刷过程在导电层112上沉积导电凸块材料。凸块材料可以是具有可选助焊剂溶液的Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其组合。例如，凸块材料可以是共晶Sn/Pb、高铅焊料或无铅焊料。使用合适的附着或接合过程将凸块材料接合到导电层112。在一个实施例中，凸块材料通过将材料加热到其熔点以上来回流，以形成球或凸块114。在一个实施例中，凸块114形成在具有润湿层、阻挡层和粘合层的凸块下金属化(UBM)上。凸块114也可以压缩接合或热压接合到导电层112。凸块114表示可以在导电层112上形成的一种类型的互连结构。互连结构也可以使用接合线、导电膏、柱形凸块、微凸块或其它电互连。
[0012]在图1c中，使用锯片或激光切割工具118通过锯道106将半导体晶片100单体化成
个别半导体管芯104。在单体化之后，个别半导体管芯104可以被检查和电测试以识别已知良好的管芯或单元(KGD/KGU)。
[0013]图2a
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2d示出了形成具有半导体管芯和互连衬底的半导体封装的过程。图2a示出了包括导电层122和绝缘层124的互连衬底120的截面图。导电层122可以是一层或多层Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它合适的导电材料。导电层122提供跨越衬底120的水平电互连以及在衬底120的顶表面126和底表面128之间的垂直电互连。导电层122的部分可以是电共用的或电隔离的，这取决于半导体管芯104和其它电部件的设计和功能。绝缘层124包含一层或多层二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化铝(Al2O3)、阻焊剂、聚酰亚胺、苯并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制成半导体器件的方法，包括：提供第一衬底；将第一电部件设置在所述第一衬底上；和将散热器设置在所述第一电部件上，其中所述散热器靠近所述第一电部件的第一侧附着到所述第一衬底并且靠近所述第一电部件的第二侧保持开放。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电部件包括:提供第二衬底；在所述第二衬底上形成再分布层；将所述第一电部件设置在所述再分布层上；和将所述散热器设置在所述第一电部件上。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述散热器包括:提供第一水平部分；提供从所述第一水平部分垂直偏移的第二水平部分；和提供从所述第二水平部分连接所述第一水平部分的倾斜部分。4.根据权利要求3所述的方法，还包括将所述散热器的第二水平部分附着到所述第一衬底的靠近所述第一电部件的第一侧的表面。5.一种半导体器件，包括:第一衬底；设置在所述第一衬底上的第一电部件；和设置在所述第一电部件上的散热器，其中所述散热器靠近所述第一电部件的第一侧附着到所述第一衬底并且靠近所述第一电部件的第二侧保持开放。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述第一电部件包括：第二衬底；形成在所述第二衬底上的再分布层；设置在所述再分布层上的所述第一电部件；和设置在所述第一电部件上的所述散热器。7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述散热器包括：第一水平部分；从所述第一水平部分垂直偏移的第二水平部分；和从所述第二水平部分连接所述第一水平部分的倾斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟泰，赵南柱，崔涬喆，
申请(专利权)人：星科金朋私人有限公司，
类型：发明
国别省市：