[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

本发明描述了一种半导体器件和制造半导体器件的方法。本发明提供了包括被切道分开的多个半导体芯片的嵌入式芯片板。通过化学镀工艺形成导电层，所述导电层包括设置在切道中的总线和联接到所述半导体芯片和总线的再分配层(RDL)。在所述导电层和嵌入式芯片板的上方形成绝缘层，所述绝缘层包括设置在所述半导体芯片的占地面积的外面导电层的上方的开口。通过将所述导电层用作电镀工艺的一部分在所述绝缘层中的开口中形成互连结构。在形成所述互连结构之后经由切道切割所述嵌入式芯片板以移除所述总线并且形成单个的扇出晶片级封装。

技术领域

本公开总体涉及半导体器件，更具体地，涉及包含矩栅阵列(LGA)和总线的半导体器件的形成。

发明背景

半导体器件通常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存在差异。分立半导体器件通常含有一种类型的电子元件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、以及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数百到数百万电子元件。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)。

半导体器件执行多种功能，如信号处理、高速计算、发送和接收电磁信号、控制电子设备、将太阳光转化为电能以及为电视显示器生成视像投影。半导体器件存在于娱乐、通信、能量转换、网络、计算机以及消费产品的领域。半导体器件还存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器以及办公设备中。

半导体器件利用半导体材料的电性能。半导体材料的原子结构允许通过施加电场或基极电流或通过掺杂工艺操控其导电性。掺杂引入杂质到半导体材料中以操纵和控制该半导体器件的导电性。

半导体器件包含有源和无源的电结构。有源结构，包括双极和场效应晶体管，控制电流的流动。通过改变掺杂的程度和电场或基极电流的施加，晶体管促进或限制电流的流动。无源结构，包括电阻器、电容器和电感器，建立执行各种电功能所必需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，其使得半导体器件能够执行高速计算和其他有用功能。

半导体器件通常使用两种复杂的制造工艺进行制造，即，前端制造和后端制造，每者可能涉及几百个步骤。前端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个半导体芯片(semiconductor die)。每个半导体芯片通常是相同的并且包含通过电连接有源和无源元件形成的电路。后端制造涉及从成品晶片切割成单个的半导体芯片并且封装该芯片以提供结构支撑和环境隔离。本文所用术语“半导体芯片”指单数和复数词形式两者，并且因此可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更小的半导体器件。更小的器件通常消耗更少的功率，具有更高的性能，并且可以更有效地生产。此外，更小的半导体器件具有更小的空间占用，这是更小的终端产品所期望的。更小的半导体芯片尺寸可通过改进前端工艺以产生具有更小的、更高密度的无源和有源元件的半导体芯片来实现。后端工艺可通过改进电互联和封装材料获得具有更小占地面积的半导体器件封装。

半导体芯片的后端工艺包括许多表面安装技术(SMT)，其用于将半导体芯片或集成电路连接到基板和印刷电路板(PCB)的表面而无需使用PCB中的通孔。四方扁平封装(QFP)使用包括引线的SMT，所述引线从该封装的四侧的每者延伸，有时称为“鸥翼形引线”。QFP引线提供封装内的半导体芯片与QFP安装到的PCB或基板之间的电输入/输出(I/O)连接。其他SMT封装没有引线并且通常被称为扁平无引线封装。扁平无引线封装的例子是四方扁平无引线封装(QFN封装)和双扁平无引线(DFN)封装。QFN封装通常包括由焊线连接到用于封装I/O互连的引线框架的半导体芯片。