双屏蔽的半导体器件和方法技术

本公开涉及双屏蔽的半导体器件和方法

【技术实现步骤摘要】
双屏蔽的半导体器件和方法


[0001]本专利技术一般地涉及半导体制造，并且更特别地涉及半导体封装的双屏蔽的半导体器件和方法。

技术介绍

[0002]半导体器件通常存在于现代电子产品中。半导体器件执行各种各样的功能，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、将太阳光转换成电以及为电视显示器创建可视图像。半导体器件存在于通信、功率转换、网络、计算机、娱乐和消费产品的领域中。半导体器件也存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中。
[0003]半导体器件通常易受可能干扰它们操作的电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)、谐波失真或者其它器件间干扰诸如电容、电感或导电耦合(也称为串扰)的影响。高速模拟电路例如射频(RF)滤波器或数字电路也产生干扰。
[0004]导电层通常形成在半导体封装上以屏蔽封装内的电子部件以免受EMI和其它干扰的影响。屏蔽层在信号到达封装内的半导体管芯和分立组件之前吸收EMI，否则EMI可能导致器件的故障。屏蔽层也形成在具有预期产生EMI的组件的封装上以保护附近的器件。
[0005]半导体封装屏蔽的现有技术方法的一个问题是：共形屏蔽层没有防止EMI回路电流流过屏蔽层并且在相同半导体封装的敏感邻近组件中引发电场和磁场。仅在最敏感的管芯或组件上的选择性屏蔽有效地阻挡噪声源并且增强仅选择性屏蔽的组件的电性能。
[0006]然而，在敏感组件上形成选择性屏蔽以及在整个半导体封装上形成共形屏蔽是复杂且高成本的工艺。因此，存在对改进的、双屏蔽的半导体器件和方法的需要。
附图说明
[0007]图1a
‑
1c示出具有由切道分开的多个半导体管芯的半导体晶片；
[0008]图2a
‑
2g示出形成具有选择性屏蔽的双屏蔽层；
[0009]图3示出在屏蔽层之间没有隔离的双屏蔽的实施例；
[0010]图4a
‑
4e示出在凹陷中形成选择性EMI屏蔽；以及
[0011]图5a和5b示出将双屏蔽的半导体封装集成到电子器件中。
具体实施方式
[0012]在以下描述中，参考附图以一个或多个实施例来描述本专利技术，其中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。虽然根据用于实现本专利技术的目的的最佳模式描述本专利技术，但是本领域技术人员将会理解，本专利技术旨在覆盖可以包括在由所附权利要求以及它们的由以下公开和附图支持的等同物限定的本专利技术的精神和范围内的替代、修改和等同物。本文中所使用的术语“半导体管芯”指代单数形式和复数形式的词语两者，且因此可以指代单个半导体器件和多个半导体器件两者。术语“管芯”和“半导体管芯”可互换使用。
[0013]半导体器件通常是使用两种复杂的制造工艺来制造的：前端制造和后端制造。前
端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个管芯。晶片上的每个管芯包含被电连接以形成功能电路的有源和无源电组件。诸如晶体管和二极管的有源电组件具有控制电流流动的能力。诸如电容器、电感器和电阻器的无源电组件创建执行电路功能所需的、电压和电流之间的关系。
[0014]后端制造指代将完成的晶片切割或单片化为个体半导体管芯并且封装该半导体管芯以用于结构支撑、电互连和环境隔离。为了单片化半导体管芯，晶片沿着称为切道或划线的晶片的非功能区来刻划和断开。使用激光切割工具或锯刀将晶片单片化。在单片化之后，将个体半导体管芯安装到封装基板，所述封装基板包括用于与其它系统组件互连的引脚或接触焊盘。然后将形成在半导体管芯上的接触焊盘连接到封装内的接触焊盘。可以用导电层、凸块、柱形凸块、导电膏、线接合或其它合适的互连结构来进行电连接。密封剂或其它模制化合物沉积在封装上以提供物理支撑和电隔离。然后将完成的封装插入到电系统中，并且使半导体器件的功能可用于其它系统组件。
[0015]图1a示出具有基底基板材料102的半导体晶片100，所述基底基板材料102诸如硅、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓、氮化镓、磷化铟、碳化硅或其它块体半导体材料。多个半导体管芯或组件104形成在晶片100上，由非有源、管芯间晶片区域或切道106分开，如上所述。切道106提供切割区域以将半导体晶片100单片化成单个半导体管芯104。在一个实施例中，半导体晶片100具有100
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450毫米(mm)的宽度或直径。
[0016]图1b示出半导体晶片100的一部分的截面图。每个半导体管芯104具有背面或非有源表面108和有源表面110，所述有源表面110包含：模拟或数字电路，被实现为根据管芯的电设计和功能而形成在管芯内或管芯上并电互连的有源器件、无源器件、导电层和介电层。例如，电路可以包括一个或多个晶体管、二极管和形成在有源表面110内以实现模拟电路或数字电路的其它电路元件，诸如数字信号处理器(DSP)、ASIC、MEMS、存储器或其它信号处理电路。半导体管芯104也可以包含用于RF信号处理的集成无源器件(IPD)，诸如电感器、电容器和电阻器。半导体晶片100的背表面108可以经历：可选的背面研磨操作，该操作利用机械研磨或蚀刻工艺来去除基底材料102的一部分并且减小半导体晶片100和半导体管芯104的厚度。
[0017]使用PVD、CVD、电解电镀、化学电镀工艺或其它合适的金属沉积工艺在有源表面110上形成导电层112。导电层112包括一层或多层铝(Al)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)或其它合适的导电材料。导电层112作为电连接到有源表面110上的电路的接触焊盘操作。
[0018]导电层112可以形成为距半导体管芯104的边缘第一距离并排设置的接触焊盘，如图1b中所示。替选地，导电层112可以形成为接触焊盘，所述接触焊盘在多个行中偏移，使得第一行接触焊盘距管芯的边缘第一距离设置并且与第一行交替的第二行接触焊盘距管芯的边缘第二距离设置。导电层112表示形成在半导体管芯104上的最后导电层，所述最后导电层具有用于随后电互连到较大系统的接触焊盘。然而，可以存在形成在有源表面110上的实际半导体器件和接触焊盘112之间用于信号路由的一个或多个中间导电和绝缘层。
[0019]使用蒸发、电解电镀、化学电镀、球滴或丝网印刷工艺在导电层112上沉积导电凸块材料。凸块材料可以是具有可选的助焊剂溶液的Al、Sn、Ni、Au、Ag、铅(Pb)、铋(Bi)、Cu、焊料及其组合。例如，凸块材料可以是共晶Sn/Pb、高铅焊料或无铅焊料。使用合适的附着或接
合工艺将凸块材料接合到导电层112。在一个实施例中，通过将凸块材料加热到其熔点以上来使该材料回流以形成导电球或凸块114。导电凸块114可选地形成在具有润湿层、阻挡层和粘合层的凸块下金属化层(UBM)上。导电凸块114也可以压紧接合或热压接合到导电层112。导电凸块114表示：一种类型的互连结构，其可以形成在导电层112上以电连接到基板。互连结构也可以使用接合线、导电膏、柱形凸块、微凸块或其它电互连。
[0020]在图1c中，使用锯刀或激光切割工具11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体器件的方法，包括：提供基板；在所述基板上设置第一电组件和第二电组件；在所述第一电组件和所述第二电组件之间的所述基板上设置导电柱；通过喷射印刷导电材料，在所述第一电组件和导电柱上形成第一屏蔽层；以及通过溅射、喷涂或电镀导电材料，在所述第一电组件和第二电组件上形成第二屏蔽层。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第一屏蔽层和第二屏蔽层之间形成绝缘层。3.根据权利要求2所述的方法，还包括通过喷射印刷来形成所述绝缘层。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述基板、第一电组件和第二电组件上沉积密封剂；以及在所述密封剂的凹陷中形成所述第一屏蔽层。5.根据权利要求1所述的方法，还包括直接在所述第一屏蔽层上形成所述第二屏蔽层。6.根据权利要求1所述的方法，还包括在形成所述第一屏蔽层之后且在形成所述第二屏蔽层之前单片化所述基板。7.一种制造半导体器件的方法，包括：提供基板；在所述基板上设置电组件；在所述基板上设置导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：金昌伍，郑珍熙，金永澈，
申请(专利权)人：星科金朋私人有限公司，
类型：发明
国别省市：