用于制造半导体装置的方法制造方法及图纸

技术编号:7700907 阅读:185 留言:0更新日期:2012-08-23 07:14
一种用于制造半导体装置的方法,包括:在金属基材的一个表面上形成金属图案;形成覆盖金属图案的树脂层;通过从金属基材的另一表面侧在金属基材中形成开口,使得金属图案被保留来得到金属框架;在半导体芯片的电路形成表面面朝上的情况下,将半导体芯片安装在开口内;形成覆盖金属框架和半导体芯片的绝缘层;形成连接到半导体芯片的上表面的导电部分的通孔导体;形成电连接到通孔导体的互连层;以及去除树脂层,使得金属图案被暴露。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包含半导体芯片的半导体装置和该半导体装置的制造方法。
技术介绍
近年来,在诸如便携式装置的电子设备的尺寸减小、薄型化和高密度化方面已经取得了快速发展。此外,由于半导体装置的加速和功能化升级,导致端子的数目增加。因此,对装配有半导体芯片的封装的薄型化、小型化和高密度化存在需求。通常,诸如积层基板的包括穿通孔的基板已经称为布线基板。然而,由于基板厚并且其穿通孔节距大,因此难以将基板薄型化、小型化和高密度化。另外,穿通孔的存在使得基板不适合高速信号传输。虽然一致地使用诸如带式基板的薄基板,但是由于基板的制造方法,导致基板限于单个或者两个互连层。另外,带的基材显著地膨胀和收缩,并且因此,图案的位置精度比积层基板的位置精度差。因而,难以使带式基板密度增加。当安装半导体芯片时,使用利用焊料球的倒装芯片互连、利用金线的引线接合互连等。然而,在这些互连方法的任一情况下,都难以将节距变窄。在倒装芯片互连中,半导体芯片和布线基板通过使用极小的焊料球等形成的凸块来互连。然而,随着半导体芯片的端子数目增加或者其节距变窄,越来越难以实现基于凸块的互连。另外,由于凸块本身的强度减小,所以连接点容易断开。此外,在连接部分处,电阻值增大。因此,由于根据电流方向导致金属原子的迁移而趋于出现空隙,并且因此可能发生连接故障。在引线接合互连中,以金线为代表的引线如果为了使节距变窄而减小其直径则变得易于断裂。另外,连接条件的余量减小,因而使得难以实现稳定的互连。作为上述倒装芯片互连的示例,专利文献I (日本专利特开No. 2001-185653)公开了一种半导体装置,在该半导体装置中,在其中心具有开口并由金属等制成的框架提供在包括互连层和通孔的多层有机绝缘基板上,并利用凸块将半导体芯片安装在开口中。另外,专利文献2(日本专利特开No. 2001-144245)公开了一种半导体封装,在该半导体封装中,具有开口的框架型的金属板提供在多层树脂布线基板上,并且利用凸块将半导体芯片安装在开口中。近来,已经提出了一种根据适于半导体芯片的连接节距的设计规则在半导体芯片上直接形成多层互连结构的技术,作为能够高密度化的封装技术。专利文献3(日本专利特开No. 2002-16173)公开了一种半导体装置,该半导体装置包括基板,其具有凹部并且由底板和树脂框架材料组成;半导体芯片,其安装在该凹部内;以及多层互连结构,其包括有机绝缘层、金属通孔以及互连层,并且所述多层互连结构被提供为覆盖半导体芯片和基板的表面。专利文献4 (日本专利特开No. 2002-246506)公开了一种多层印刷布线板,该多层印刷布线板包括树脂基板,其具有凹部;IC芯片,其安装在该凹部内;以及多层互连结构,其被提供成覆盖该IC芯片和基板的表面。该专利文献还公开了一种多层印刷布线板,在该多层印刷布线板中,基板由板型的热沉和具 有贯通的开口的树脂层组成,IC芯片安装在该基板的开口中,以及多层互连结构提供在基板上。专利文献5 (日本专利特开No. 2004-335641)公开了一种制造包含半导体元件的基板的方法,该方法包括将半导体芯片接合到第一片(sheet);准备具有开口并且由绝缘树脂组成的第二片,并放置第二片使得半导体芯片被容纳在开口中;层压由树脂层和导电层组成的第三片,树脂层位于导电层下方;将第一片、第二片和第三片一起热压接合;将半导体芯片的电极部分和第三片的导电层彼此电连接;以及对第三片的导电层进行图案加工以形成互连。专利文献6(日本专利特开No. 2005-311249)公开了一种包含多个部分的多层基板,该基板包括芯层,在该芯层中通过树脂层层压金属层,并形成具有不同高度的开口 ;电子组件,其安装在该芯层的开口中;以及互连结构,其形成在芯层的两个表面上。
技术实现思路
然而,上述的相关技术具有下述的问题。在专利文献I和2描述的技术中,如上所述,难以安装具有窄的端子节距的半导体芯片。另外,由于连接部分容易断开,因此难以提供高良率、高可靠性以及高密度的半导体>J-U装直。在专利文献3、4和5描述的技术中,树脂用作位于半导体芯片周围的框架材料。在如上所述的这样的结构中,如果特别为了变薄的目的包含树脂绝缘层的互连结构只提供在一侧表面上,则由于树脂材料的收缩率的差,导致容易出现扭曲。如果发生扭曲,在半导体芯片和互连之间的连接部分中趋于出现缺陷。另外,变得难以将半导体芯片装配的基板安装到另一基板上。此外,在半导体芯片中,应力产生,因此可能造成装置特性的劣化。如果为了试图抑制这样的扭曲将框架材料或具有凹部的基板加厚或者提供加固板,则变得难以将半导体芯片变薄。除了如上所述的这样的扭曲问题之外,具有由树脂制成的框架材料的结构还具有如下问题由于作为热产生源的半导体芯片由组成多层互连结构的树脂和组成框架材料的树脂围绕,所以热辐射性能差。专利文献6中描述的技术趋于将尺寸(高度)不同的电子组件构建到基板中,并且因此,用于容纳电子组件的芯层被形成为由树脂层和多个金属层组成的层压结构。因而,该技术不趋于实现变薄。此外,该技术具有的问题是由于在形成芯层的过程中需要层压工艺,所以制造步骤的数目增加。本专利技术的目的在于提供一种装置特性和可靠性优良的高密度、薄型的半导体装置以及制造该半导体装置的简化方法。根据本专利技术,提供了下述的半导体装置和制造该半导体装置的方法。(I) 一种半导体装置,包括金属框架,其包括贯通的开口 ;半导体芯片,其提供在开口内;绝缘层,其提供在金属框架的上表面上,使得绝缘层覆盖半导体芯片的上表面,所述上表面是所述半导体芯片的电路形成表面;互连层,其在插入所述绝缘层的绝缘材料的情况下只提供在所述金属框架的上表面侧,所述互连层电连接到所述半导体芯片的电路;通孔导体,其提供在半导体芯片的上表面上,以将半导体芯片的电路与互连层彼此电连接;树脂层,其提供在金属框架的下表面上。(2)根据项(I)所述的半导体装置,还包括由填充贯通树脂层的开口的金属制成 的金属图案,其中,金属图案至少提供在半导体芯片的下表面的正下方的区域中。(3)根据项(2)所述的半导体装置,其中,树脂层从金属框架的下表面延伸到半导体芯片的下表面的正下方的区域,以及金属图案只提供在半导体芯片的下表面的正下方的区域中。(4)根据项(2)所述的半导体装置,其中,金属图案具有从半导体芯片的下表面的正下方的区域延伸到金属框架的下表面上的图案部分。(5)根据项(4)所述的半导体装置,其中,树脂层从金属框架的下表面延伸到半导体芯片的下表面的正下方的区域,以及金属图案包括在半导体芯片的下表面的正下方的区域内提供的图案部分以及连接到所述图案部分并延伸到所述金属框架的下表面上的线性图案部分。(6)根据项(4)所述的半导体装置,其中,所述金属图案覆盖在半导体芯片的下表面的正下方的整个区域以及在金属框架的下表面中围绕半导体芯片的周边区域。(7)根据项(I)至(5)中的任何一项所述的半导体装置,其中,树脂层提供金属框架的下表面以及半导体芯片的下表面的正下方的区域中,以及半导体装置包括在半导体芯片和树脂层之间提供的粘附层,以将半导体芯片和树脂层彼此接合。(8)根据项(I)至(7)中的任何一项所述的半导体装置,包括填充层,所述填充层由在半导体芯片的侧表面本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
2006.11.06 JP 2006-3006811.一种用于制造半导体装置的方法,所述半导体装置包括 金属框架,包括贯通的开口 ; 半导体芯片,提供在所述开口内; 绝缘层,提供在所述金属框架的上表面上,使得绝缘层覆盖所述半导体芯片的上表面,该上表面是所述半导体芯片的电路形成表面; 互连层,在插入所述绝缘层的绝缘材料的情况下,只提供在所述金属框架的上表面侧,所述互连层电连接到所述半导体芯片的电路; 通孔导体,提供在所述半导体芯片的上表面上,以将所述半导体芯片的所述电路与所述互连层彼此电连接; 树脂层,提供在所述金属框架的下表面上;以及 金属图案,所述金属图案由填充贯通所述树脂层的开口的金属制成,所述金属图案至少提供在所述半导体芯片的下表面的正下方的区域中, 所述方法包括 在金属基材的一个表面上形成金属图案; 形成覆盖所述金属图案的树脂层; 通过从所述金属基材的另一表面侧在所述金属基材中形成开口,使得所述金属图案被保留来得到金属框架; 在所述半导体芯片的电路形成表面面朝上的情况下,将半导体芯片安装在所述开口内; 形成覆盖所述金属框架和所述半导体芯片的绝缘层; 形成连接到所述半导体芯片的上表面的导电部分的通孔导体; 形成电连接到所述通孔导体的互连层;以及 去除所述树脂层,使得所述金属图案被暴露。2.一种用于制造半导体装置的方法,所述半导体装置包括 金属框架,包括贯通的开口 ; 半导体芯片,提供在所述开口内; 绝缘层,提供在所述金属框架的上表面上,使得绝缘层覆盖所述半导体芯片的上表面,该上表面是所述半导体芯片的电路形成表面; 互连层,在插入所述绝缘层的绝缘材料的情况下,只提供在所述金属框架的上表面侧,所述互连层电连接到所述半导体芯片的电路; 通孔导体,提供在所述半导体芯片的上表面上,以将所述半导体芯片的所述电路与所述互连层彼此电连接; 树脂层,提供在所述金属框架的下表面上;以及 金属图案,所述金属图案由填充贯通所述树脂层的开口的金属制成,所述金属图案至少提供在所述半导体芯片的下表面的正下方的区域中, 所述方法包括 在支撑基板上形成金属图案; 在插入树脂层的情况下,将支撑基板和金属基材彼此接合; 通过在所述金属基材中形成开口,使得所述树脂层被暴露来得到金属框架;在所述半导体芯片的电路形成表面面朝上的情况下,将半导体芯片安装在所述开口内; 形成绝缘层,以便覆盖所述金属框架和所述半导体芯片; 形成连接到所述半导体芯片的上表面的导电部分的通孔导体; 形成电连接到所述通孔导体的互连层;以及 将所述树脂层和所述支撑基板彼此分离。3.根据权利要求2所述的用于制造半导体装置的方法,其中 在形成金属图案之后形成树脂层;以及 在将支撑基板和金属基材接合之前,...

【专利技术属性】
技术研发人员:菊池克山道新太郎村井秀哉前田胜美船矢琢央森健太郎前田武彦川野连也萱岛祐治
申请(专利权)人:日本电气株式会社瑞萨电子株式会社
类型:发明
国别省市:

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