[发明专利]封装的半导体器件及封装半导体器件的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及以下共同待决和普通转让的专利申请：于2011年9月8日提交的名称为“Packaging Methods and Structures Using a Die Attach Film(采用管芯接合膜的封装方法和结构)”的序列号13/228,244，将其全部内容并入本申请。

技术领域

本发明涉及半导体封装，具体而言，涉及封装的半导体器件及封装半导体器件的方法。

背景技术

半导体器件用于各种电子应用，诸如个人电脑、手机、数码相机、以及其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方按顺序沉积绝缘或者介电层、导电层、和半导电层的材料，以及采用光刻图案化各种材料层以在其上形成电路元件和元件来制造半导体器件。

半导体产业通过不断减小最小部件尺寸来不断提高各种电子元件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等等)的集成密度，这容许将更多的元件集成到给定的区域中。在某些应用中，这些更小的电子元件同样需要比过去的封装件利用更少面积的更小的封装件。

因此，已经开始开发新的封装技术诸如晶圆级封装(WLP)，其中将集成电路(IC)设置在具有用于与IC和其他电气元件建立连接的布线的载具上。这些用于半导体的相对新型的封装技术面临制造挑战。

发明内容

一方面，本发明涉及一种封装的半导体器件，包括：接触焊盘，位于半导体管芯上；绝缘层，包围所述接触焊盘；以及模塑料，包围所述绝缘层，其中，所述模塑料与所述绝缘层的两个邻近的且非线性的表面相接触。

在所述的封装的半导体器件中，布线层设置在所述接触焊盘上并物理连接至所述接触焊盘，其中，所述布线层延伸到所述半导体管芯的边界之外。

在所述的封装的半导体器件中，包围所述接触焊盘的所述绝缘层具有薄部和厚部，并且其中，所述薄部的厚度处于约1μm至约30μm的范围内。

在所述的封装的半导体器件中，保护层位于所述接触焊盘和所述绝缘层之间。

在所述的封装的半导体器件中，所述保护层是铜扩散阻挡件。

在所述的封装的半导体器件中，所述保护层的厚度处于约50nm至约2μm的范围内。

在所述的封装的半导体器件中，所述保护层也位于所述绝缘层和下面的另一绝缘层之间。

在所述的封装的半导体器件中，所述保护层是介电材料并且包括选自由SiN、SiC、SiCN、SiCO、TEOS、SiO₂或低-k电介质组成的组的材料。

在所述的封装的半导体器件中，所述介电材料也改善了所述接触焊盘和所述绝缘层之间的粘着性。

在所述的封装的半导体器件中，所述保护层是导电材料并且由选自由Ta、TaN、Ti、TiN、Co、和Mn组成的组的材料制成。

在所述的封装的半导体器件中，所述接触焊盘是铜柱并且在下面具有凸块下金属化层。

在所述的封装的半导体器件中，所述接触焊盘的厚度大于所述绝缘层的厚度。

另一方面，本发明还提供了一种封装的半导体器件，包括：接触焊盘，位于半导体管芯上；绝缘层，包围所述接触焊盘；保护层，其中，所述保护层位于所述接触焊盘和所述绝缘层之间；以及模塑料，包围所述绝缘层，其中，所述模塑料与所述绝缘层的两个邻近的且非线性的表面相接触。

又一个方面，本发明提供了一种封装半导体器件的方法，所述方法包括：提供半导体器件，其中，所述半导体器件具有接触焊盘；在所述半导体器件上方形成绝缘层，其中，所述接触焊盘的厚度大于所述绝缘层的厚度；形成模塑料以覆盖所述半导体器件以及位于所述半导体器件和相邻的半导体器件之间的间隔，其中，这两个半导体器件都位于载具晶圆上；以及通过去除位于所述接合焊盘上方的所述模塑料和所述绝缘层来平坦化所述半导体器件的表面。

所述的方法还包括：在所述半导体器件上方形成再分布层(RDL)，其中，将所述RDL连接至所述接触焊盘，并且其中，所述RDL延伸到所述半导体器件的边界之外。

所述的方法还包括：在所述接触焊盘和所述绝缘层之间形成保护层。

在所述的方法中，所述保护层的厚度处于约50nm至约2μm的范围内。

在所述的方法中，通过研磨实施平坦化所述表面。

在所述的方法中，所述接触焊盘是铜柱并且具有处于约1μm至约35μm范围内的厚度。

在所述的方法中，通过蚀刻去除未包围所述接触焊盘的所述保护层。

附图说明