[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及半导体器件且更特定而言涉及在半导体小片(die)上形成插入框架以提供竖直电互连的半导体器件和方法。

背景技术

通常在现代电子产品中发现半导体器件。半导体器件在电部件的数量和密度方面不同。离散的半导体器件通常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数百至数百万电部件。集成半导体器件的实例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池和数字微镜器件(DMD)。

半导体器件执行广泛范围的功能，诸如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子器件，将太阳光转变成电和形成视觉投影用于电视显示。在娱乐、通信、电力转换、网络、计算机和消费产品的领域中会发现半导体器件。在军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中也发现了半导体器件。

半导体器件利用半导体材料的电性质。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来操纵其电导率。掺杂将杂质引入到半导体材料内以操纵并控制半导体器件的电导率。

半导体器件包含有源和无源电结构。包括双极和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂的程度和施加电场或基极电流，晶体管促进或限制电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构形成执行多种电功能所需的电压与电流之间的关系。无源结构和有源结构电连接以形成电路，其使得半导体器件能执行高速计算和其它有用的功能。

通常使用两种复杂的制造工艺制造半导体器件，即，前端制造和后端制造，每种都可能涉及数百个步骤。前端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个小片。每个小片通常是相同的且包含由电连接的有源部件和无源部件形成的电路。后端制造涉及从完成的晶片单个化单独的小片且封装该小片以提供结构支撑和环境隔离。

半导体制造的一个目的是生产更小的半导体器件。更小的器件通常消耗更少的电力、具有更高的性能且可更高效地被生产出来。此外，更小的半导体器件具有更小的印迹(footprint)，其对于较小的终端产品是令人期望的。更小的小片尺寸可通过前端工艺的改进而得以实现，从而得到具有更小、更高密度的有源部件和无源部件的小片。后端工艺可通过改进电互连和封装材料而得到具有更小印迹的半导体器件封装。

在常规展开形式晶片级芯片规模封装(Fo-WLCSP)中，密封剂通常包围半导体小片。顶部和底部装配(build-up)互连结构形成于密封剂的相对表面上。再分布层(RDL)和绝缘层通常形成于顶部和底部装配互连结构内。此外，通常形成穿过密封剂的导电柱(pillar)，用于在顶部互连结构与底部互连机构之间的z方向竖直电互连。导电柱和RDL形成公知使用复杂、昂贵和耗时的工艺，涉及光刻、蚀刻和金属沉积。

发明内容

存在提供用于Fo-WLCSP的z方向竖直电互连且同时减小导电柱和RDL形成以降低制造成本的需要。因此，在一个实施例中，本发明为一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：提供载体；将第一半导体小片安装于载体上；提供插入框架，其具有在插入框架中的开口和形成于插入框架上的多个导电柱；将插入器安装于载体和第一半导体小片上，其中导电柱安置于第一半导体小片周围；通过在插入框架中的开口在载体和第一半导体小片上沉积密封剂；移除载体；以及在密封剂和第一半导体小片上形成互连结构。

在另一实施例中，本发明为一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：提供载体；将第一半导体小片安装于载体上；将密封剂沉积于载体和第一半导体小片上；提供插入框架，其具有在插入框架中的开口和形成于插入框架上的多个导电柱；通过将插入框架压靠在密封剂上而将插入器安装于载体和第一半导体小片上；移除载体；以及在密封剂和第一半导体小片上形成互连结构。

在另一实施例中，本发明为一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：提供第一半导体小片；提供插入框架，其具有在插入框架中的开口和形成于插入框架上的多个导电柱；将插入器安装于第一半导体小片上，其中导电柱安置于第一半导体小片周围；将密封剂沉积于第一半导体小片上；以及在密封剂和第一半导体小片上形成互连结构。

在另一实施例中，本发明为一种半导体器件，包括：第一半导体小片和安装于第一半导体小片上的插入框架。插入框架具有在插入框架中的开口和形成于插入框架上的多个导电柱。在第一半导体小片上沉积密封剂。在密封剂和第一半导体小片上形成互连结构。

附图说明

图1示出具有安装于其表面的不同类型的封装的PCB；