[发明专利]半导体器件及形成嵌入式晶片级芯片规模封装的方法

说明书

半导体器件及形成嵌入式晶片级芯片规模封装的方法。半导体器件包括半导体管芯和沉积在半导体管芯上方和周围的密封剂。半导体晶片包括多个半导体管芯和基体半导体材料。凹槽被形成在基体半导体材料中。半导体晶片被穿过凹槽分割以分离半导体管芯。半导体管芯被设置在载体上方，半导体管芯之间具有500微米(μm)或更小的距离。密封剂覆盖半导体管芯的侧壁。扇入互连结构被形成在半导体管芯上方，同时密封剂保持不具有扇入互连结构。从半导体管芯的非有源表面移除密封剂的一部分。器件被穿过密封剂分割，同时留下设置为覆盖半导体管芯的侧壁的密封剂。覆盖侧壁的密封剂包括50μm或更小的厚度。

要求国内优先权

本申请是2013年9月25日递交的美国专利申请No.14/036525的部分继续申请，其要求2013年1月3日递交的美国临时申请No.61/748742的权益，这些申请通过引用并入本文中。

技术领域

本发明通常涉及半导体器件，且更特别地，涉及半导体器件及形成晶片级芯片规模封装(WLCSP)的方法。

背景技术

半导体器件常见于现代电子产品。半导体器件在电部件的数量和密度方面改变。分立半导体器件一般包含一种类型的电部件，例如发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器和功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包含几百至几百万的电部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池、以及数字微镜装置(DMD)。

半导体器件执行广泛分布的功能，诸如信号处理、高速计算、发送和接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转化为电能、以及创建用于电视显示的视觉投影。半导体器件见于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机和消费品等领域。半导体器件还见于军事应用、航空、汽车、工业控制器、和办公设备。

半导体器件利用半导体材料的电性质。半导体材料的结构允许通过施加电场或基极电流或通过掺杂的处理来操纵半导体材料的电导率。掺杂将杂质引入半导体材料以操纵并控制半导体器件的电导率。

半导体器件包含有源或无源电结构。包括双极和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂的级别和施加电场或基极电流，晶体管提升或限制电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构创建用来执行多种电功能必须的电压和电流之间的关系。无源和有源结构电连接以形成电路，这使半导体器件能够执行高速操作和其它有用功能。

半导体器件一般使用两种复杂的制造工艺制造，即前端制造和后端制造，其均潜在地包括数百个步骤。前端制造包括在半导体晶片的表面上的多个管芯的形成。每一个半导体管芯通常相同，并且包含通过电连接有源和无源部件形成的电路。后端制造包含从完成的晶片上分割单个半导体管芯并将该管芯封装，以提供结构支撑和环境隔离。本文使用的术语“半导体管芯”指的是词语的单数形式和复数形式，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标是生产较小的半导体器件。较小的器件通常耗费较少的功率，具有较高的性能，并且可以更有效率地生产。此外，较小半导体器件具有较小覆盖区，这对于较小的最终产品是可期望的。较小的半导体管芯大小可以通过改进前端工艺来实现，产生具有较小、较高密度的有源和无源部件的半导体管芯。后端工艺可以通过改进电互连和封装材料来产生具有较小覆盖区的半导体器件封装。

传统的半导体晶片通常包含被锯切道分开的多个半导体管芯。有源和无源电路被形成在每一个半导体管芯的表面中。互连结构可以被形成在半导体管芯的表面的上方。半导体晶片被分割为在多种电子产品中使用的单个半导体管芯。半导体制造的重要方面是高产量和对应的低成本。