含有半导体芯片的装置及生产这种装置的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及含有半导体芯片的装置及生产这种装置的方法。
【背景技术】
[0002]微电子装置可包括多个可以具有不同大小和形式的半导体芯片。对微电子装置的较高集成和更紧凑设计的趋势可要求提供期望的大规模集成的芯片集成技术。
【附图说明】
[0003]附图被包含来提供对示例的进一步理解，并被并入且作为该说明书的一部分。附图图示示例并与描述一起用来解释示例的原理。其它的示例和示例的许多意图的优点将容易被领会，因为它们通过参考下面的详细描述而变得更容易被理解。附图的元件相对于彼此不必按照比例绘制。相同的参考数字可指示对应的相同部分。
[0004]图1到9示意性地图示了提供嵌入有管芯ICl的核心层封装的方法的横截面图，其中管芯ICl的背侧接触焊盘用电镀背侧连接来制造。
[0005]图10到19示意性地图示了提供集成电路封装的方法的横截面图，这个电路封装包含第一管芯ICl和第三管芯IC3，其中这两个管芯有不同的厚度。
[0006]图20示意性地图示了装置2000的横截面图，所述装置2000包含第一管芯ICl，第二管芯IC2以及可选择的第三管芯IC3。
[0007]图21图示了用于提供装置的方法2100的示意图，该装置包含不同厚度的第一半导体芯片和第二个半导体芯片。
[0008]图22图示了用于提供装置的方法2200的示意图，该装置包含具有电镀接触焊盘的半导体芯片。
【具体实施方式】
[0009]在下文的详细描述中，参考形成详细描述的一部分的附图，并且在附图中通过例证的方式示出特定示例，本公开可在特定示例中被实践。就这一点而言，方向术语，诸如“顶端”，“底部”，“前面”，“后面”，“前端”，“尾部”，等等，可参考正被描述的图的取向来使用。因为示例的部件能够被定位在许多不同的取向上，方向术语可用于说明的目的且决不是限制性的。将理解的是可以利用其它示例，且在不脱离本公开的概念的情况下做出结构或逻辑改变。因此，下文的详细描述不被理解为限制意义。
[0010]本文中描述的各种示例的特征可与彼此组合，除非另有特别说明。
[0011]如在该说明书中采用的，术语“耦合”和/或“电耦合”并不意味着意指元件必须直接耦合在一起；在“耦合”或“电耦合”元件之间可提供中间元件。
[0012]如下文中描述的管芯可以是小块的半导体材料，在该半导体材料上可制作给定的功能性电路。集成电路通过诸如光刻的工艺可在电子级硅或者其它半导体材料的单片晶片上被大批量的生产。晶片可被切割成很多小片，其中小片中的每一个小片都可以被称为“管芯”。然后，分开的管芯中的一个或多个可被封装。封装可包括将管芯附着到衬底，向管芯提供电连接和提供至少部分密封管芯的封装。
[0013]将在下文中描述包含多个半导体芯片，S卩，包含给定的功能性电路的管芯的装置。值得注意的是术语“管芯”，“半导体管芯”，“芯片”和“半导体芯片”在该说明书中可被同义地使用。尤其是，管芯或者半导体芯片可包含功率半导体。功率半导体芯片是一种特定类型的半导体芯片，它可以被设计成处理显著功率级别。功率半导体芯片可特别地被配置成转换或控制电流和/或电压。它们可能被实现为功率MOSFET、IGBT、JEFT、功率双极型晶体管和二极管。功率半导体芯片能够例如在大多数电源、DC-DC变换器和马达控制器中找到。针对特定的应用，功率半导体芯片可被堆叠在彼此的顶部上，诸如例如半桥电路。
[0014]本文中描述的半导体芯片可以具有不同的类型，可以通过不同的技术来制造，并且可包括例如集成的电气、电光或电机械电路或者无源电路。集成电路可以被设计成例如逻辑集成电路、模拟集成电路、混合信号集成电路、功率集成电路、存储器电路或者集成无源电路。此外，半导体芯片可被配置成所谓的MEMS(微电子机械系统)并可包括微机械结构，诸如桥，膜或者舌状结构。半导体芯片不需要由特定的半导体材料(例如，S1、SiC、SiGe,GaAs)制造，且进一步可包含不是半导体的无机和/或有机材料，诸如例如绝缘体，塑料或者金属。而且，半导体芯片可以被封装也可以不被封装。
[0015]特别地，具有垂直结构的半导体芯片可能被涉及，这就是说半导体芯片可被以这样的方式制作成使得电流可在垂直于半导体芯片的主面的方向上流动。具有垂直结构的半导体芯片可在其两个主面上有电极，也就是说在其顶侧面和底侧面上有电极。特别地，功率半导体芯片可有垂直结构和可有在其两个主面上的负载电极。垂直功率半导体芯片例如可被配置成功率MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、JFET (结型栅场效应晶体管)、功率双极型晶体管或二极管。举例来说，功率MOSFET的源电极和栅电极位于一个面，同时功率MOSFET的漏电极可被布置在另一面上。另外，本文中描述的装置可包括配置成控制功率半导体芯片的集成电路的集成电路。
[0016]半导体芯片可有接触焊盘(或接触元件或端子)，接触焊盘可允许与半导体芯片中含有的集成电路产生电接触。接触焊盘可包含一个或者多个可应用于半导体材料的金属层。金属层可被以任何期望的几何形状和任何期望的材料组成来制造。例如，金属层可以是覆盖区域的层的形式。任何期望的金属或者金属合金(例如，铝，钛，金，银，铜，钯，铂，镍，铬或镍钒)都可以作为该材料被使用。金属层不需要是同质的或者仅由一种材料制造，也就是说，金属层中包含的材料具有各种组成和浓度都是有可能的。
[0017]一个或者多个具有导体线(导体迹线)形状的金属层可以被提供并可电耦合到半导体芯片。例如，金属层可被用于生产再分布层。导体线可用作配线层以从装置外部产生与半导体芯片的电接触和/或产生与其它半导体芯片和/或装置中包含的部件的电接触。导体线可将半导体芯片的接触焊盘耦合到外部接触焊盘。导体线可以以任何期望的几何形状和任何期望的材料组成来制造。任何期望的金属(例如，铝、镍、钯、银、锡、金或铜或者金属合金)可以用作该材料。导体线不需要是同质的或仅由一种材料制造，也就是说，导体线中包含的材料的各种组成和浓度是可能的。此外，导体线可被布置在电绝缘层的上方或下方或者在电绝缘层之间。
[0018]下面描述的装置可包括可以具有任何形状和大小的外部接触焊盘(或外部接触元件)O外部接触焊盘可从装置的外部到达，并且可从而允许从装置外部产生与半导体芯片的电接触。外部接触焊盘可由任何期望的导电材料组成，例如金属(诸如铜，铝或金)、金属合金或导电的有机材料。外部接触焊盘可由金属层的一部分形成。焊接材料(诸如焊球或者焊接凸起)可以被沉积在外部接触焊盘上。
[0019]半导体芯片或者半导体芯片的至少部分可用密封材料覆盖，密封材料可以是电绝缘的并可以形成密封主体。例如，密封材料可包括预浸材料、树脂和层压材料中的至少一个。
[0020]本文中描述的装置可包括至少一个安装表面。安装表面可用来将装置安装在另一个部件上，例如，电路板，诸如PCB (印刷电路板)。外部接触元件，且尤其是外部接触表面可以被设置在安装表面上，以允许将装置电耦合到其上安装装置的部件上。焊接沉积物(例如焊球，或者其它适当的连接元件)可用来在装置和其上安装装置的部件之间建立电连接，尤其是机械连接。
[0021]关于图1到19在下面描述的方法可被称为“嵌入工艺”。
[0022]图1到19示意性地图示了提供嵌入有第一管芯ICl(也被称作薄管芯)的核心层封装的方法的横截面图，其中第一管芯的后侧面接触焊盘用电镀的后侧面连接来制造。
[0023]图1示意性地图示了钻孔100的动作的示例。例如，对准标记105可被激光钻孔到箔，例如，铜(Cu)箔103，稍后管芯会被安装在该箔上。箔103可被称为底箔，其中参考标记112可指示布置的底部，且参考标记110可指示布置的顶部。用于焊料印刷、部件装配、光刻的对准标记和夹孔105可例如通过使用激光(例如紫外激光)来钻孔到箔103。对准标记和夹孔105的对准精度是精确的并且没有可能在不同的工艺步骤情况下引起的附加容差。
[0024]基底材料可以是薄箔103，例如，在较较厚载体101上的铜箔，较厚载体例如是铜或铝或钢载体，其中面板的大小是400mmX300mm。其它的大小也可以被使用，例如大约对应于24英寸X21英寸的600mmX525mm、大约对应于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的厚度可从约3 μm(微米)到约12 μπι(微米)，并且稍后可以用作关于图8和18的下面描述的电镀工艺中的籽晶层。在其它示例中，功能性箔103的厚度范围从1，2和3ym(微