[發明專利]半導體器件以及制造半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201810158820.1
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108538732B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 戈登·M·格里芙尼亞
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/31;H01L23/48
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 馬芬;姚開麗

本發明涉及半導體器件以及制造半導體器件的方法。本發明公開了一種半導體襯底，所述半導體襯底包含多個半導體管芯，在半導體管芯之間具有鋸道。多個凸塊在半導體管芯的第一表面上形成。絕緣層在所述半導體管芯的第一表面上在凸塊之間形成。將所述半導體管芯的第二表面的一部分去除，并且在剩余的第二表面上形成導電層。將所述半導體襯底設置在切割膠帶上，穿過鋸道切割所述半導體襯底，同時維持所述半導體管芯的位置，并且使切割膠帶擴張以賦予所述半導體管芯的移動并增加所述半導體管芯之間的空間。將密封劑沉積在所述半導體管芯上并且進入所述半導體管芯之間的空間。穿過所述密封劑在所述半導體管芯之間形成溝道以分離半導體管芯。

技術領域

本發明整體涉及半導體器件，具體地講涉及半導體器件以及形成晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)的方法，并且更具體地講，涉及半導體器件以及制造半導體器件的方法。

背景技術

半導體晶圓或襯底可用各種基極襯底材料制成，諸如硅(Si)、鍺、氮化鋁(AlN)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵/氮化鎵(AlGaN/GaN)、磷化銦、碳化硅(SiC)、或用于結構支撐的其他基體材料。多個半導體管芯形成在晶圓上，通過非有源的管芯間襯底區域或鋸道分開。鋸道提供用以將半導體晶圓切割成單獨半導體管芯的切割區域。

在一些情況下，將半導體管芯從半導體晶圓切割，然后單獨封裝以進行電互連和包封以實現環境隔離。對于小型通用技術半導體管芯，諸如小信號二極管，管芯級半導體封裝成本通常顯著大于管芯的成本。

為了降低封裝成本，半導體管芯可以晶圓形式進行封裝，例如以晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)進行封裝。一旦處于封裝形式，半導體管芯便與晶圓分離。WLCSP提供較低的成本，減小封裝尺寸，并且增強導熱特性。在WLCSP中，相鄰半導體管芯之間的間距必須足夠大以執行封裝操作，例如在對于封裝管芯的切割留下足夠劃線寬度的同時進行包封和電互連。

在一種已知的雙包封WLCSP工藝中，在半導體管芯的有源表面上以晶圓形式形成多個凸塊。通過寬鋸片將溝道或溝槽部分地切割成管芯之間的半導體晶圓的劃線中的基體襯底。將第一密封劑沉積在半導體管芯的有源表面上方并且進入溝道。通過研磨操作去除第一密封劑的一部分以暴露凸塊。在研磨操作中，從與有源表面相對的背表面去除基極襯底材料的一部分以使晶圓變薄并使第一密封劑暴露在溝道中。將第二密封劑沉積在半導體管芯的背表面以及第一密封劑上方。然后切割包封的半導體管芯，將第一密封劑留在半導體管芯的側表面上，并且將第二密封劑留在背表面上。雙包封WLCSP工藝需要能接近管芯尺寸的大的管芯間間距，以及許多處理步驟。大的管芯間間距減小了每個晶圓的管芯產量，并增加了總體制造成本。

在另一個WLCSP中，將單個密封劑沉積在半導體管芯的背表面和側表面上。單個包封WLCSP工藝仍然需要大的管芯間間距，以便在半導體管芯的側表面上沉積密封劑。同樣，大的管芯間間距減小了每個晶圓的管芯產量，并增加了總體制造成本。

發明內容

根據一個方面，提供一種制造半導體器件的方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底包括多個半導體管芯，在所述半導體管芯之間具有鋸道；在所述半導體管芯的第一表面上形成多個凸塊；在所述半導體管芯的所述第一表面上在所述凸塊之間形成絕緣層；穿過所述鋸道切割所述半導體襯底，同時維持所述半導體管芯的位置；賦予所述半導體管芯的移動以增加所述半導體管芯之間的空間；將密封劑沉積在所述半導體管芯上并且進入所述半導體管芯之間的所述空間；以及穿過所述密封劑在所述半導體管芯之間形成溝道以分離所述半導體管芯。

在一個示例中，所述方法還包括在所述半導體管芯的所述第一表面上并且圍繞所述凸塊形成所述絕緣層。

在一個示例中，所述方法還包括將所述密封劑沉積在所述半導體管芯的所述第一表面的一部分上。

在一個示例中，所述方法還包括去除所述半導體管芯的與所述半導體管芯的所述第一表面相對的第二表面的一部分。