半导体器件以及用于形成低廓形嵌入式晶圆级球栅阵列模塑激光封装的方法技术

一种半导体器件，具有半导体管芯，其具有沉积在半导体管芯之上和周围的密封剂。在密封剂的第一表面之上形成互连结构。形成从密封剂的第二表面到密封剂的第一表面的开口以暴露互连结构的表面。凸块形成为在开口内凹进并被设置在互连结构的表面之上。提供一种半导体封装。半导体封装被设置在密封剂的第二表面之上并且被电连接到凸块。在半导体封装之上形成多个互连结构以将半导体封装电连接到凸块。半导体封装包括存储器件。半导体器件包括小于1毫米的高度。开口包括通过激光直接烧蚀形成的锥形侧壁。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件以及用于形成低廓形嵌入式晶圆级球栅阵列模塑激光封装的方法国内优先权声明本申请要求2012年3月2日提交的美国临时申请61/606,327的权益，该临时申请通过引用结合于本文。
本专利技术一般涉及半导体器件，以及具体地涉及半导体器件以及形成扇出型嵌入式晶圆级球栅阵列(Fo-eWLB)的方法。
技术介绍
半导体器件普遍存在于现代电子产品中。半导体器件在电子元件的数量和密度方面变化。分立半导体器件一般包含一种类型的电子元件，如发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻、电容、电感和功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件典型地包含数百至数百万个电子元件。集成半导体器件的例子包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池和数字微镜器件(DMD)。半导体器件执行范围广泛的功能，如信号处理、高速计算、传送和接收电磁信号、控制电子器件、将阳光转换成电力以及创建电视显示的可视投影。半导体器件存在于以下领域：娱乐、通信、功率转换、网络、计算机和消费产品。半导体器件也存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器以及办公设备。半导体器件利用半导体材料的电特性。半导体材料的原子结构允许通过施加电场或基电流或通过掺杂工艺来操纵其电导率。掺杂向半导体材料中引入杂质以操纵和控制半导体器件的导电率。半导体器件包含有源和无源电气结构。包括双极和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂的程度和电场或基电流的施加，晶体管提升或限制电流的流动。包括电阻、电容、和电感的无源结构建立电压和电流之间必要的关系以执行多种电功能。将无源和有源结构电连接以来形成电路，这使得半导体器件能够执行高速计算和其它有用功能。半导体器件一般使用两种复杂的制造工艺来制造，即前端制造和后端制造，每个制造工艺潜在地涉及的数百个步骤。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个管芯(die)。典型地每个半导体管芯是相同的并包含通过电连接有源和无源器件来形成的电路。后端制造涉及使来自完成的晶圆的单独半导体管芯单片化并封装管芯以提供结构支撑和环境隔离。本文中使用的术语“半导体管芯”指词语的单数和复数形式，并且因此可以指单个半导体器件和多个半导体器件。半导体制造的一个目的是制造更小的半导体器件。更小的器件典型地消耗更少的功耗，具有更高的性能，并且可以被更有效地制造。另外，更小的半导体器件具有更小的脚印(footprint)，这是更小的最终产品所期望的。可以通过前端工艺的改进得到具有更小，更高密度的有源和无源元件来实现更小的半导体管芯尺寸。后端工艺可以通过改进电互连和封装材料来得到具有更小脚印的半导体器件封装。普通半导体器件布置包括将上部半导体封装层叠在下部半导体封装之上，即元件堆叠封装(PoP)。典型的，上部半导体封装利用凸块电连接到下部半导体封装。将互连凸块接合到下部半导体封装上的互连结构。互连凸块增加了PoP布置的高度而且可以导致半导体器件的翘曲。
技术实现思路
存在对稳健的互连结构以及具有降低的封装高度和更好的翘曲控制的PoP器件的需求。因此，在一个实施例中，本专利技术为制造半导体器件的方法，包括步骤：提供半导体管芯，在半导体管芯之上和周围沉积密封剂，在密封剂的第一表面之上形成互连结构，形成从密封剂的第二表面到密封剂的第一表面的开口以暴露互连结构的表面，以及形成在开口内凹进并被设置在互连结构的表面之上的凸块。在另一个实施例中，本专利技术为制造半导体器件的方法，包括步骤：提供半导体管芯，在半导体管芯之上沉积密封剂，在密封剂之上形成第一互连结构，在密封剂中形成一开口以暴露第一互连结构，以及形成在第一互连结构之上并且在开口内凹进的第二互连结构。在另一个实施例中，本专利技术为制造半导体器件的方法，包括步骤：提供第一半导体封装，以及在第一半导体封装中形成包括锥形的侧壁的开口和在开口内的第一互连结构。在另一个实施例中，本专利技术为包括第一半导体封装的半导体器件。在第一半导体封装表面形成开口，开口包括锥形侧壁和在开口内的第一互连结构。附图说明图1示出了具有安装于其表面的不同类型的封装的印刷电路板(PCB)；图2a-2c示出了安装于PCB的代表性半导体封装的进一步细节；图3a-3c示出了具有通过切割道(sawstreet)分离的多个半导体管芯的半导体晶圆；图4a-4n示出了形成包括薄膜互连结构以及具有锥形侧壁的凹进的垂直互连的扇出型嵌入式晶圆级球栅阵列(Fo-eWLB)的工艺；图5示出了包括具有围绕半导体管芯形成的锥形通孔的Fo-eWLB封装元件堆叠封装器件；以及图6示出了包括安装于印刷电路板的Fo-eWLB模塑激光封装(MLP)的元件堆叠封装器件。具体实施方式在下面关于附图的描述中，以一个或多个实施例的方式描述本专利技术，其中相似的数字表示相同或类似的元件。虽然本专利技术以实现本专利技术目标的最佳模式的方式进行描述，但本领域技术人员应该意识到的是，本专利技术意图涵盖可以包括在如所附的权利要求定义的本专利技术的精神和范围内的替代、变型和等效物，以及如下述公开和附图支持的它们的等效物。半导体器件一般使用两种复杂的制造工艺来制造：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上的多个管芯的形成。晶圆上的每个管芯包含有源和无源电元件，它们被电连接以形成功能电路。有源电元件(如晶体管和二极管)具有控制电流的流动的能力。无源电子元件(如电容、电感、电阻和变压器)建立在电压和电流之间的必要关系以执行电路功能。通过一系列工艺步骤在半导体晶圆的表面之上形成无源和有源元件，一系列工艺步骤包括掺杂、沉积、光刻、刻蚀和平面化。掺杂通过如离子注入或热扩散的技术，将杂质引入到半导体材料中。掺杂工艺更改有源器件中半导体材料电导率以将半导体材料转换成绝缘体、导体，或响应电场或基电流而动态改变半导体材料导电率。晶体管包含根据需要设置的改变掺杂的类型和程度的区域以使得晶体管能够根据施加的电场或基电流来促进或抑制电流的流动。有源和无源元件由具有不同电特性的材料层形成。该层可以通过部分由被沉积的材料的类型确定的多种沉积技术来形成。例如：薄膜沉积可以涉及化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、电镀以及无电镀工艺。一般将每层图案化以形成有源元件、无源元件或元件间电连接的部分。可以使用光刻来使该层图案化，光刻涉及在待图案化的层之上沉积光敏感材料，如光刻胶。使用光来将图案从光掩模转移到光刻胶上。在一个实施例中，使用溶剂将受光的光刻胶图案的部分去除，暴露待图案化的下面层部分。在另一个实施例中，使用溶剂将未受光的光刻胶图案部分(负光刻胶)去除，暴露待图案化的下面层部分。去除残余的光刻胶，留下图案化的层。备选地，通过使用如无电镀或电镀技术来将材料直接沉积到由先前沉积/刻蚀工艺形成的区域或空隙上来使一些类型的材料图案化。图案化是基本操作，通过图案化，半导体晶圆表面上的顶层部分被去除。半导体晶圆的一部分可以使用光刻、光掩模、掩模、氧化物或金属去除、照相和制版以及微光刻来去除。光刻包括在中间掩模或光掩模中形成图案并将图案转移到半导体晶圆的表面层中。光刻以两步骤工艺在半导体晶圆的表面上形成有源和无源元件的水平维度。第一，将中间掩模或掩模上的图案转移到光刻胶层中。光刻胶是光敏材料，当暴露于光时光刻胶在结构和特性上经历变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包括：提供半导体管芯；在所述半导体管芯之上以及周围沉积密封剂；在所述密封剂的第一表面之上形成互连结构；形成从所述密封剂的第二表面到所述密封剂的所述第一表面的开口以暴露所述互连结构的表面；以及形成在所述开口内凹进并被设置在所述互连结构的所述表面之上的凸块。

【技术特征摘要】
2012.03.02 US 61/606327;2013.02.21 US 13/7726831.一种制造半导体器件的方法，包括：提供半导体管芯；在所述半导体管芯之上以及周围沉积密封剂；去除所述密封剂的一部分以减小所述密封剂的厚度并平面化所述密封剂的第一表面；在去除所述密封剂的所述部分之后在所述半导体管芯的有源表面和与所述密封剂的第一表面相对的所述密封剂的第二表面之上形成第一互连结构；形成从所述密封剂的第一表面延伸至所述第一互连结构的开口；在所述密封剂的所述开口之上沉积凸块材料，所述凸块材料的一部分在所述密封剂的所述开口的外部；以及回流所述凸块材料以使所述凸块材料流入所述开口并与所述第一互连结构相接触，以形成在所述开口内凹进的凸块。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：提供半导体封装；以及在所述密封剂的第一表面之上设置所述半导体封装，并将所述半导体封装电连接到所述凸块。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：在所述半导体封装之上形成多个第二互连结构，以将所述半导体封装电连接到所述凸块。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述半导体器件包括小于1毫米的高度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述开口包括通过激光直接烧蚀来形成的锥形侧壁。6.一种制造半导体器件的方法，包括：提供半导体管芯；在所述半导体管芯之上和周围沉积密封剂；去除所述密封剂的一部分以减小所述密封剂的厚度并平面化所述密封剂的第一表面；在去除所述密封剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹胜煜，J·A·卡帕拉斯，林耀剑，P·C·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：