含有半導體芯片的裝置及生產這種裝置的方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及含有半導體芯片的裝置及生產這種裝置的方法。
【背景技術】
[0002]微電子裝置可包括多個可以具有不同大小和形式的半導體芯片。對微電子裝置的較高集成和更緊湊設計的趨勢可要求提供期望的大規(guī)模集成的芯片集成技術。
【附圖說明】
[0003]附圖被包含來提供對示例的進一步理解，并被并入且作為該說明書的一部分。附圖圖示示例并與描述一起用來解釋示例的原理。其它的示例和示例的許多意圖的優(yōu)點將容易被領會，因為它們通過參考下面的詳細描述而變得更容易被理解。附圖的元件相對于彼此不必按照比例繪制。相同的參考數(shù)字可指示對應的相同部分。
[0004]圖1到9示意性地圖示了提供嵌入有管芯ICl的核心層封裝的方法的橫截面圖，其中管芯ICl的背側接觸焊盤用電鍍背側連接來制造。
[0005]圖10到19示意性地圖示了提供集成電路封裝的方法的橫截面圖，這個電路封裝包含第一管芯ICl和第三管芯IC3，其中這兩個管芯有不同的厚度。
[0006]圖20示意性地圖示了裝置2000的橫截面圖，所述裝置2000包含第一管芯ICl，第二管芯IC2以及可選擇的第三管芯IC3。
[0007]圖21圖示了用于提供裝置的方法2100的示意圖，該裝置包含不同厚度的第一半導體芯片和第二個半導體芯片。
[0008]圖22圖示了用于提供裝置的方法2200的示意圖，該裝置包含具有電鍍接觸焊盤的半導體芯片。
【具體實施方式】
[0009]在下文的詳細描述中，參考形成詳細描述的一部分的附圖，并且在附圖中通過例證的方式示出特定示例，本公開可在特定示例中被實踐。就這一點而言，方向術語，諸如“頂端”，“底部”，“前面”，“后面”，“前端”，“尾部”，等等，可參考正被描述的圖的取向來使用。因為示例的部件能夠被定位在許多不同的取向上，方向術語可用于說明的目的且決不是限制性的。將理解的是可以利用其它示例，且在不脫離本公開的概念的情況下做出結構或邏輯改變。因此，下文的詳細描述不被理解為限制意義。
[0010]本文中描述的各種示例的特征可與彼此組合，除非另有特別說明。
[0011]如在該說明書中采用的，術語“耦合”和/或“電耦合”并不意味著意指元件必須直接耦合在一起；在“耦合”或“電耦合”元件之間可提供中間元件。
[0012]如下文中描述的管芯可以是小塊的半導體材料，在該半導體材料上可制作給定的功能性電路。集成電路通過諸如光刻的工藝可在電子級硅或者其它半導體材料的單片晶片上被大批量的生產。晶片可被切割成很多小片，其中小片中的每一個小片都可以被稱為“管芯”。然后，分開的管芯中的一個或多個可被封裝。封裝可包括將管芯附著到襯底，向管芯提供電連接和提供至少部分密封管芯的封裝。
[0013]將在下文中描述包含多個半導體芯片，S卩，包含給定的功能性電路的管芯的裝置。值得注意的是術語“管芯”，“半導體管芯”，“芯片”和“半導體芯片”在該說明書中可被同義地使用。尤其是，管芯或者半導體芯片可包含功率半導體。功率半導體芯片是一種特定類型的半導體芯片，它可以被設計成處理顯著功率級別。功率半導體芯片可特別地被配置成轉換或控制電流和/或電壓。它們可能被實現(xiàn)為功率MOSFET、IGBT、JEFT、功率雙極型晶體管和二極管。功率半導體芯片能夠例如在大多數(shù)電源、DC-DC變換器和馬達控制器中找到。針對特定的應用，功率半導體芯片可被堆疊在彼此的頂部上，諸如例如半橋電路。
[0014]本文中描述的半導體芯片可以具有不同的類型，可以通過不同的技術來制造，并且可包括例如集成的電氣、電光或電機械電路或者無源電路。集成電路可以被設計成例如邏輯集成電路、模擬集成電路、混合信號集成電路、功率集成電路、存儲器電路或者集成無源電路。此外，半導體芯片可被配置成所謂的MEMS(微電子機械系統(tǒng))并可包括微機械結構，諸如橋，膜或者舌狀結構。半導體芯片不需要由特定的半導體材料(例如，S1、SiC、SiGe,GaAs)制造，且進一步可包含不是半導體的無機和/或有機材料，諸如例如絕緣體，塑料或者金屬。而且，半導體芯片可以被封裝也可以不被封裝。
[0015]特別地，具有垂直結構的半導體芯片可能被涉及，這就是說半導體芯片可被以這樣的方式制作成使得電流可在垂直于半導體芯片的主面的方向上流動。具有垂直結構的半導體芯片可在其兩個主面上有電極，也就是說在其頂側面和底側面上有電極。特別地，功率半導體芯片可有垂直結構和可有在其兩個主面上的負載電極。垂直功率半導體芯片例如可被配置成功率MOSFET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、JFET (結型柵場效應晶體管)、功率雙極型晶體管或二極管。舉例來說，功率MOSFET的源電極和柵電極位于一個面，同時功率MOSFET的漏電極可被布置在另一面上。另外，本文中描述的裝置可包括配置成控制功率半導體芯片的集成電路的集成電路。
[0016]半導體芯片可有接觸焊盤(或接觸元件或端子)，接觸焊盤可允許與半導體芯片中含有的集成電路產生電接觸。接觸焊盤可包含一個或者多個可應用于半導體材料的金屬層。金屬層可被以任何期望的幾何形狀和任何期望的材料組成來制造。例如，金屬層可以是覆蓋區(qū)域的層的形式。任何期望的金屬或者金屬合金(例如，鋁，鈦，金，銀，銅，鈀，鉑，鎳，鉻或鎳釩)都可以作為該材料被使用。金屬層不需要是同質的或者僅由一種材料制造，也就是說，金屬層中包含的材料具有各種組成和濃度都是有可能的。
[0017]一個或者多個具有導體線(導體跡線)形狀的金屬層可以被提供并可電耦合到半導體芯片。例如，金屬層可被用于生產再分布層。導體線可用作配線層以從裝置外部產生與半導體芯片的電接觸和/或產生與其它半導體芯片和/或裝置中包含的部件的電接觸。導體線可將半導體芯片的接觸焊盤耦合到外部接觸焊盤。導體線可以以任何期望的幾何形狀和任何期望的材料組成來制造。任何期望的金屬(例如，鋁、鎳、鈀、銀、錫、金或銅或者金屬合金)可以用作該材料。導體線不需要是同質的或僅由一種材料制造，也就是說，導體線中包含的材料的各種組成和濃度是可能的。此外，導體線可被布置在電絕緣層的上方或下方或者在電絕緣層之間。
[0018]下面描述的裝置可包括可以具有任何形狀和大小的外部接觸焊盤(或外部接觸元件)O外部接觸焊盤可從裝置的外部到達，并且可從而允許從裝置外部產生與半導體芯片的電接觸。外部接觸焊盤可由任何期望的導電材料組成，例如金屬(諸如銅，鋁或金)、金屬合金或導電的有機材料。外部接觸焊盤可由金屬層的一部分形成。焊接材料(諸如焊球或者焊接凸起)可以被沉積在外部接觸焊盤上。
[0019]半導體芯片或者半導體芯片的至少部分可用密封材料覆蓋，密封材料可以是電絕緣的并可以形成密封主體。例如，密封材料可包括預浸材料、樹脂和層壓材料中的至少一個。
[0020]本文中描述的裝置可包括至少一個安裝表面。安裝表面可用來將裝置安裝在另一個部件上，例如，電路板，諸如PCB (印刷電路板)。外部接觸元件，且尤其是外部接觸表面可以被設置在安裝表面上，以允許將裝置電耦合到其上安裝裝置的部件上。焊接沉積物(例如焊球，或者其它適當?shù)倪B接元件)可用來在裝置和其上安裝裝置的部件之間建立電連接，尤其是機械連接。
[0021]關于圖1到19在下面描述的方法可被稱為“嵌入工藝”。
[0022]圖1到19示意性地圖示了提供嵌入有第一管芯ICl(也被稱作薄管芯)的核心層封裝的方法的橫截面圖，其中第一管芯的后側面接觸焊盤用電鍍的后側面連接來制造。
[0023]圖1示意性地圖示了鉆孔100的動作的示例。例如，對準標記105可被激光鉆孔到箔，例如，銅(Cu)箔103，稍后管芯會被安裝在該箔上。箔103可被稱為底箔，其中參考標記112可指示布置的底部，且參考標記110可指示布置的頂部。用于焊料印刷、部件裝配、光刻的對準標記和夾孔105可例如通過使用激光(例如紫外激光)來鉆孔到箔103。對準標記和夾孔105的對準精度是精確的并且沒有可能在不同的工藝步驟情況下引起的附加容差。
[0024]基底材料可以是薄箔103，例如，在較較厚載體101上的銅箔，較厚載體例如是銅或鋁或鋼載體，其中面板的大小是400mmX300mm。其它的大小也可以被使用，例如大約對應于24英寸X21英寸的600mmX525mm、大約對應于24英寸X 20英寸的600mmX 500mm、或者 300mm X 200mm、500mm X 400mm、500mm X 200mm、200mmX200mm、300mmX300mm、400mmX400mm、或500mmX500mm。功能性(薄的)箔103的厚度可從約3 μm(微米)到約12 μπι(微米)，并且稍后可以用作關于圖8和18的下面描述的電鍍工藝中的籽晶層。在其它示例中，功能性箔103的厚度范圍從1，2和3ym(微