[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201110061690.8
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102194740A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 林耀劍;P.C.馬里穆圖
• 申請（專利權）人: 新科金朋有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;蔣駿

技術領域

本發明總體上涉及半導體器件，更具體地說涉及半導體器件和形成通過晶片級芯片規模封裝的第一和第二互連結構以及密封劑的導電通路的方法。

背景技術

在現代電子產品中通常會發現有半導體器件。半導體器件在電部件的數量和密度上有變化。分立的半導體器件一般包括一種電部件，例如發光二極管（LED）、小信號晶體管、電阻器、電容器、電感器、以及功率金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。集成半導體器件通常包括數百到數百萬的電部件。集成半導體器件的實例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件（CCD）、太陽能電池、以及數字微鏡器件（DMD）。

半導體器件執行多種功能，例如高速計算、發射和接收電磁信號、控制電子器件、將日光轉換成電、以及為電視顯示器生成可視投影。在娛樂、通信、功率轉換、網絡、計算機、以及消費品領域中有半導體器件的存在。在軍事應用、航空、汽車、工業控制器、以及辦公設備中也有半導體器件的存在。

半導體器件利用半導體材料的電特性。半導體材料的原子結構允許通過施加電場或基極電流（base?current）或者通過摻雜工藝來操縱（manipulated）它的導電性。摻雜把雜質引入半導體材料中以操縱和控制半導體器件的導電性。

半導體器件包括有源和無源電結構。有源結構（包括雙極和場效應晶體管）控制電流的流動。通過改變摻雜水平并且施加電場或基極電流，晶體管促進或限制電流的流動。無源結構（包括電阻器、電容器、和電感器）產生執行多種電功能所必需的電壓和電流之間的關系。無源和有源結構被電連接以形成電路，所述電路能夠使半導體器件執行高速計算和其它有用的功能。

通常利用兩個復雜的制造工藝來制造半導體器件，即前端制造和后端制造，每個可能包括數百個步驟。前端制造包括在半導體晶片的表面上形成多個管芯。每個管芯通常相同并且包括通過電連接有源和無源部件形成的電路。后端制造包括從已完成的晶片單體化（singulating）單個管芯并且封裝管芯以提供結構支撐和環境隔離。

半導體制造的一個目標是制造更小的半導體器件。更小的半導體器件通常消耗更少功率、具有更高的性能、并且能夠被更有效地制造。另外，更小的半導體器件具有更小的占用空間（footprint），其對于更小的最終產品而言是期望的。通過改善導致產生具有更小、更高密度的有源和無源部件的管芯的前端工藝可以實現更小的管芯尺寸。通過改善電互連和封裝材料，后端工藝可以產生具有更小占用空間的半導體器件封裝。

例如當堆疊半導體器件以便有效集成時，半導體器件通常需要垂直互連結構。多級半導體器件（例如包含半導體管芯的扇出型晶片級芯片規模封裝（FO-WLCSP））和外部器件之間的電互連可以利用導電直通硅通路（TSV）、導電直通孔通路（THV）、導電直通模塑通路（through?mold?vias，TMV）、鍍銅導電柱和導電凸塊來實現。這些垂直互連結構常常使用激光鉆孔來形成通路，之后利用導電材料填充這些通路并且對上和下裝配互連結構中的再分配層進行單獨電鍍。該必要的制造工藝耗費成本且耗時。

發明內容

存在對在WLCSP中形成導電通路的簡單且節省成本的工藝的需要。因此，在一個實施例中，本發明是一種制造半導體器件的方法，該方法包括以下步驟：提供臨時載體，在臨時載體上安裝半導體管芯且有源表面面向臨時載體，在臨時載體和半導體管芯上沉積密封劑，除去臨時載體，在有源表面和密封劑上形成第一互連結構，在密封劑和半導體管芯的與有源表面相對的后表面上形成第二互連結構，形成通過第二互連結構、密封劑和第一互連結構的多個通路，在所述通路中形成第一導電層以電連接第一互連結構和第二互連結構，以及在第一互連結構和第二互連結構上形成第一絕緣層。

在另一個實施例中，本發明是一種制造半導體器件的方法，該方法包括以下步驟：提供載體，在載體上安裝半導體管芯，在載體和半導體管芯上沉積密封劑，除去載體，在密封劑和半導體管芯的第一表面上形成第一互連結構，在密封劑和半導體管芯的與半導體管芯的第一表面相對的第二表面上形成第二互連結構，形成通過第二互連結構、密封劑和第一互連結構的多個通路，在所述通路中形成第一導電層以電連接第一互連結構和第二互連結構，以及在第一互連結構和第二互連結構上形成第一絕緣層。