用于MRAM阵列的磁屏蔽结构制造技术

提供了一种封装半导体装置的实施例，所述封装半导体装置包括：半导体管芯，所述半导体管芯具有有源侧和相对的背侧，所述半导体管芯包括磁阻式随机存取存储器(MRAM)单元阵列，所述MRAM单元阵列形成于所述半导体管芯的所述有源侧上的MRAM区域内；以及顶盖，所述顶盖包括定位在所述半导体管芯的所述背侧上的软磁材料，其中所述顶盖包括形成于所述顶盖的第一主表面中的凹陷，所述第一主表面面对所述半导体管芯的所述背侧，并且所述凹陷定位在所述MRAM单元阵列上方。

【技术实现步骤摘要】
用于MRAM阵列的磁屏蔽结构
本公开总体上涉及磁阻式随机存取存储器(MRAM)系统，并且更具体地说，涉及用于MRAM的磁屏蔽。
技术介绍
与使用电荷来存储数据的随机存取存储器(RAM)技术相比，MRAM是一种使用磁极化来存储数据的存储器技术。MRAM的一个主要益处是，其在未施加系统电力的情况下保留所存储的数据，从而使其成为适于在各种装置中实施的非易失性存储器。虽然MRAM技术相对较新，但所述技术具有显著的应用机会。
技术实现思路
在本公开的一个实施例中，提供了一种封装半导体装置，所述封装半导体装置包括：半导体管芯，所述半导体管芯具有有源侧和相对的背侧，所述半导体管芯包括磁阻式随机存取存储器(MRAM)单元阵列，所述MRAM单元阵列形成于所述半导体管芯的所述有源侧上的MRAM区域内；以及顶盖，所述顶盖包括定位在所述半导体管芯的所述背侧上的软磁材料，其中所述顶盖包括形成于所述顶盖的第一主表面中的凹陷，所述第一主表面面对所述半导体管芯的所述背侧，并且所述凹陷定位在所述MRAM单元阵列上。上述实施例的一方面提供的是，所述凹陷的侧壁与所述MRAM单元阵列的周边通过间隔距离隔开。上述实施例的另一方面提供的是，所述半导体管芯另外包括有源电路，所述有源电路形成于所述有源侧上的电路系统区域内，所述有源电路侧向邻近于所述MRAM单元阵列，并且所述半导体管芯的第一部分在所述电路区域中具有第一厚度。上述实施例的另一方面提供的是，所述半导体管芯的第二部分在所述MRAM区域中具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述第二部分形成堆叠，所述堆叠被定位成竖直邻近于所述MRAM单元阵列，并且所述凹陷的尺寸被设置成配合在所述堆叠上并且围绕所述堆叠。上述实施例的仍另一方面提供的是，所述凹陷形成为一定深度，所述深度对应于所述电路区域中的所述半导体管芯的背侧与所述MRAM区域中的所述半导体管芯的背侧之差。上述实施例的另一仍另外的方面提供的是，所述顶盖的所述第一主表面与所述电路区域中的所述半导体管芯的所述背侧直接接触。上述实施例的另一仍另外的方面提供的是，所述封装半导体装置另外包括：模制主体，所述模制主体直接接触所述顶盖的侧向边缘和所述电路区域中的所述半导体管芯的所述背侧并且附接到所述侧向边缘和所述背侧。上述实施例的另一仍另外的方面提供的是，所述顶盖的所述第一主表面用粘合剂附接到所述电路区域中的所述半导体管芯的所述背侧。上述实施例的另一仍另外的方面提供的是，所述凹陷的内表面用粘合剂附接到所述堆叠的侧壁和背侧。上述实施例的另一另外的方面提供的是，所述半导体管芯的第二部分在所述MRAM区域中具有所述第一厚度，并且所述凹陷的内表面用粘合剂附接到所述MRAM区域中的所述半导体管芯的所述背侧。上述实施例的另一方面提供的是，所述封装半导体装置另外包括：再分布层(RDL)结构，所述RDL结构形成于所述半导体管芯的所述有源侧上，所述RDL结构包括多个金属结构，所述多个金属结构电接触所述半导体管芯的所述有源侧上的多个管芯焊盘，所述多个金属结构在所述RDL结构的最外表面上提供多个外部接触焊盘；以及多个焊球，所述多个焊球附接到所述多个外部接触焊盘。上述实施例的另一方面提供的是，封装半导体装置另外包括：底盖，所述底盖包括所述软磁材料，所述底盖具有定位在所述RDL结构的所述最外表面上的第二主表面，其中所述底盖包括与所述多个焊球对准的多个开口。上述实施例的仍另一方面提供的是，组合高度在所述底盖的所述第二主表面与所述顶盖的所述第一主表面之间测得，并且所述凹陷的侧壁与所述MRAM单元阵列的周边之间的侧向间隔距离具有比所述组合高度更大的值。上述实施例的另一仍另外的方面提供的是，所述底盖的侧向边缘与所述顶盖的侧壁部分的侧向宽度的至少一部分重叠。上述实施例的另一仍另外的方面提供的是，所述半导体管芯是面板中的多个半导体管芯中的一个半导体管芯，所述顶盖是定位在所述多个半导体管芯的背侧上的多个顶盖中的一个顶盖，所述RDL结构是形成于所述多个半导体管芯的有源侧上的多个RDL结构中的一个RDL结构，所述多个焊球是附接到所述多个RDL结构中的每一个RDL结构的最外表面上的所述多个外部接触焊盘的较大多个焊球的一部分，并且所述底盖是定位在所述多个RDL结构的最外表面上的多个底盖中的一个底盖。上述实施例的另一方面提供的是，所述封装半导体装置另外包括：底盖，所述底盖包括定位在所述半导体管芯的所述有源侧上的软磁材料，其中所述底盖包括多个开口，所述多个开口与所述半导体管芯的所述有源侧上的多个管芯焊盘对准；以及多个焊球，所述多个焊球附接到所述多个管芯焊盘。上述实施例的另一个另外的方面提供的是，所述封装半导体装置另外包括：印刷电路板(PCB)，所述PCB具有在所述PCB的前侧上的多个键合焊盘；以及底盖，所述底盖包括附接到所述PCB的所述前侧的所述软磁材料，其中所述底盖包括与所述多个键合焊盘对准的多个开口，其中每一个键合焊盘暴露在每一个开口内，并且所述多个焊球通过所述底盖中的所述多个开口附接到所述多个键合焊盘。上述实施例的另一方面提供的是，所述封装半导体装置另外包括：第二顶盖，所述第二顶盖包括所述软磁材料、形成于所述第二顶盖的第一主表面中的第二凹陷，其中所述半导体管芯另外包括第二MRAM阵列，并且所述第二凹陷定位在所述第二MRAM单元阵列上。上述实施例的另一个方面提供的是，所述半导体管芯另外包括第二MRAM阵列，并且所述顶盖另外包括形成于所述顶盖的所述第一主表面中的第二凹陷，所述第二凹陷定位在所述第二MRAM单元阵列上。上述实施例的另一个方面提供的是，所述软磁材料的相对磁导率大于50。附图说明通过参考附图，可以更好地理解本专利技术并且可以使本专利技术的众多目的、特征和优点对于本领域的技术人员来说显而易见。图1A和1B是描绘根据本公开的一些实施例的包括用于MRAM阵列的磁屏蔽结构的示例封装半导体装置的框图。图2和3是描绘根据本公开的一些实施例的用于MRAM阵列的示例磁屏蔽结构的方面的框图。图4A、4B和4C是描绘根据本公开的一些实施例的用于MRAM阵列的磁屏蔽结构的示例部分的框图。图5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、5H、5I和5J是描绘根据本公开的一些实施例的用于制造包括用于MRAM阵列的磁屏蔽结构的封装半导体装置的示例方法的框图。图6A和6B是描绘根据本公开的一些实施例的用于制造包括用于MRAM阵列的磁屏蔽结构的封装半导体装置的晶圆级工艺的代表性工艺步骤的示例装置视图的框图。图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G和7H是描绘根据本公开的一些实施例的用于制造包括用于MRAM阵列的磁屏蔽结构的封装半导体装置的另一个示例方法的框图。图8A、8B和8C是描绘根据本公开的一些实施例的用于制造包括用于MRAM阵列的磁屏蔽结构的封装半导体装置的示例替代性工艺步骤的框图。图9A和9B是描绘根据本公开的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装半导体装置，其特征在于，包括：/n半导体管芯，所述半导体管芯具有有源侧和相对的背侧，所述半导体管芯包括磁阻式随机存取存储器(MRAM)单元阵列，所述MRAM单元阵列形成于所述半导体管芯的所述有源侧上的MRAM区域内；以及/n顶盖，所述顶盖包括定位在所述半导体管芯的所述背侧上的软磁材料，其中/n所述顶盖包括形成于所述顶盖的第一主表面中的凹陷，/n所述第一主表面面对所述半导体管芯的所述背侧，并且/n所述凹陷定位在所述MRAM单元阵列上。/n

【技术特征摘要】
20190114 US 16/246,9251.一种封装半导体装置，其特征在于，包括：
半导体管芯，所述半导体管芯具有有源侧和相对的背侧，所述半导体管芯包括磁阻式随机存取存储器(MRAM)单元阵列，所述MRAM单元阵列形成于所述半导体管芯的所述有源侧上的MRAM区域内；以及
顶盖，所述顶盖包括定位在所述半导体管芯的所述背侧上的软磁材料，其中
所述顶盖包括形成于所述顶盖的第一主表面中的凹陷，
所述第一主表面面对所述半导体管芯的所述背侧，并且
所述凹陷定位在所述MRAM单元阵列上。


2.根据权利要求1所述的封装半导体装置，其特征在于，
所述凹陷的侧壁与所述MRAM单元阵列的周边以间隔距离而分开。


3.根据权利要求1所述的封装半导体装置，其特征在于，
所述半导体管芯另外包括有源电路，所述有源电路形成于所述有源侧上的电路区域内，所述有源电路侧向邻近于所述MRAM单元阵列，并且
所述半导体管芯的第一部分在所述电路区域中具有第一厚度。


4.根据权利要求3所述的封装半导体装置，其特征在于，
所述半导体管芯的第二部分在所述MRAM区域中具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述第二部分形成堆叠，所述堆叠被定位成竖直邻近于所述MRAM单元阵列，并且
所述凹陷的尺寸被设置成配合在所述堆叠上并且围绕所述堆叠。


5.根据权利要求3所述的封装半导体装置，其特征在于，
所述半导体管芯的第二部分在所述MRAM区域中具有所述第一厚度，并且
所述凹陷的内表面用粘合剂附接到所述MRAM区域中的所述半导体管芯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科斯·皮特鲁斯·韦德索文，安托尼斯·亨德里库斯·尤立夫·坎菲斯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL