[发明专利]半导体器件及形成用于在Fo-WLCSP中安装半导体小片的引线上键合互连的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及半导体器件，并且更具体地涉及半导体衬底以及形成用于在外引脚式晶圆级芯片尺寸封装(Fo-WLCAP)中安装半导体小片的引线上键合或迹线上键合互连的方法。 

背景技术

半导体器件普遍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集度上不同。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、以及粉末金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSEFT)。集成半导体器件一般包含数百至数百万个电子元件。集成半导体器件的例子包括微控制器、微处理器、电耦合器件(CCD)、太阳能电池、以及数字微镜设备(DMD)。 

半导体器件所执行的功能范围广泛，如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子设备、将太阳光转化为电力、以及为电视显示器创建视觉投影。半导体器件存在于娱乐、通信、动力转换、网络、计算机以及消费品领域。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特性。半导体材料的原子结构使得其导电性能够通过电场或基电流的施加、或者通过进行掺杂处理来操纵。掺杂将杂质引入到半导体材料中，从而操纵和控制半导体器件的导电性。 

半导体器件包含有源和无源电结构。包括双极型晶体管和场效应 晶体管在内的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂的水平、以及对电场或基电流的施加，晶体管促进或限制电流的流动。包括电阻器、电容器、和电感器在内的无源结构建立执行多种电性功能所需的电压和电流之间的关系。无源结构和有源结构被电连接以形成电路，这些电路使得半导体器件能够执行高速计算和其他有用的功能。 

通常使用两个复杂的制造过程——即，前端制造和后端制造，两者均可能涉及数百个步骤——来制造半导体器件。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个小片(die)。每个小片一般都是相同的，并且包含通过将有源元件和无源元件电连接而形成的电路。后端制造涉及从已完成的晶圆上剪切(singulate)各个小片、以及封装小片以提供结构支撑和环境隔离。 

半导体制造的一个目标是制造较小的半导体器件。较小的器件一般消耗较少的功率，具有较高的性能，并且能够更高效地制造。此外，较小的半导体器件具有较小的占位面积(footprint)，这对于较小的终端产品是理想的。可以通过前端过程的改进从而产生具有较小、较高密集度的有源和无源元件的小片来实现较小的小片尺寸。后端过程可以通过电互连和封装材料的改进而产生具有较小占位面积的半导体器件封装。 

在传统的扇出型晶圆级芯片尺寸封装(Fo-WLCSP)中，凸出的半导体小片一般安装于载体并通过密封剂封闭。载体被移除，并且转接(built-up)的互连结构在密封剂和半导体小片之上形成。半导体小片上的凸块一般键合到形成在载体上或互连结构内的凸块焊盘。凸块焊盘增加了互连间距并减小了输入/输出(I/O)计数。 

发明内容

存在提供用于Fo-WLCSP中的半导体小片的细间距互连的需要。因此，在一个实施例中，本发明是制造半导体器件的方法，其包括以下步骤：提供载体；在载体之上形成包括多个迹线的导电层；提供具 有多个触点焊盘和形成在该触点焊盘之上的第一凸块的半导体小片；将半导体小片以第一凸块直接键合到所述迹线的端部的方式安装到导电层；在半导体小片和导电层之上沉积密封剂；移除载体；以及在密封剂和半导体小片之上形成互连结构。 

在另一个实施例中，本发明是制造半导体器件的方法，其包括以下步骤：提供载体；在载体之上形成包括多个迹线的导电层；提供具有多个触点焊盘和形成在该触点焊盘之上的第一凸块的半导体小片；将该半导体小片以第一凸块直接键合到所述迹线的方式安装到导电层；以及在半导体小片和导电层之上沉积密封剂。导电层包括可湿性材料，以减少封装期间半导体小片的移动。所述方法进一步包括去除载体的步骤以及在密封剂和半导体小片上形成互连结构的步骤。 

在另一个实施例中，本发明是制造半导体器件的方法，其包括以下步骤：形成包括多个迹线的导电层；提供具有多个触点焊盘和形成在该触点焊盘上的第一凸块的半导体小片；将半导体小片以第一凸块直接键合到所述迹线的方式安装到导电层；以及在半导体小片和导电层上沉积密封剂。 

在另一个实施例中，本发明是包括导电层的半导体器件，所述导电层包括多个迹线。半导体小片具有多个触点焊盘和形成在触点焊盘上的第一凸块。半导体小片以第一凸块直接键合到迹线的方式安装到导电层。密封剂沉积在半导体小片和导电层之上。互连结构形成在密封剂和半导体小片之上。