半导体器件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及半导体器件及制造半导体器件的方法。
【背景技术】
[0002]包括半导体器件的电子设备是我们日常生活不可或缺的。随着电子技术的发展，电子设备变得更加复杂并包括更多数量的集成电路执行所需要的多种功能。因此，电子设备的制造包括越来越多的组装和加工步骤以及用于生产电子设备中的半导体器件的材料。因此，存在简化生产步骤、提高生产效率和降低每个电子设备的相关制造成本的持续需求。
[0003]在制造半导体器件的操作中，半导体器件与许多集成组件装配在一起，这些组件包括热性能不同的各种材料。这样，在半导体器件固化之后，该集成组件就会是不需要的配置。该不需要的配置将导致半导体器件的产量损失、不同组件之间的黏结性差或者组件分层等等。而且，半导体器件的组件包括数量有限的各种金属材料，因此成本较高。这些组件的不需要的配置和半导体的产量损耗将进一步加剧材料浪费，并会因此增加制造成本。
[0004]随着涉及到更多的不同材料的不同组件且半导体器件的生产操作的复杂性的增力口，在简化制造操作和最小化材料的使用量方面面临更多的挑战。由此，就存在改进制造半导体的方法和解决上述缺陷的持续需求。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一方面提供了一种半导体器件，包括:管芯；焊盘，设置在所述管芯上并配置为通过连接在所述焊盘上的导电迹线与凸块电连接；聚合物，设置在所述管芯上方并被图案化以提供用于所述导电迹线穿过的路径；模塑件，围绕所述管芯和所述聚合物；其中所述模塑件的上表面与所述聚合物的上表面基本处于同一水平面上。
[0006]在该半导体器件中，所述模塑件包括邻近所述管芯的边缘且设置在所述聚合物和所述管芯之间的突出部分。
[0007]在该半导体器件中，所述模塑件的所述突出部分具有与所述聚合物的厚度基本相同的高度。
[0008]在该半导体器件中，所述模塑件的所述突出部分的所述高度是大约I μ m到大约15 μ m0
[0009]在该半导体器件中，所述模塑件的所述突出部分从所述管芯的所述边缘朝向所述聚合物延伸的长度是大约5 μ m到大约15 μ m。
[0010]在该半导体器件中，所述聚合物和所述模塑件的所述突出部分之间的成角度的界面的角度是大约30度到大约110度。
[0011 ] 在该半导体器件中，进一步包括位于所述管芯和所述焊盘上方的钝化层。
[0012]在该半导体器件中，所述模塑件包括邻近所述管芯的边缘且设置在所述钝化层和所述管芯之间的延伸部。
[0013]在该半导体器件中，所述模塑件的从所述管芯的所述边缘朝向所述钝化层延伸的所述延伸部是大约2 μ m到大约6 μ m。
[0014]根据本发明的另一方面提供了一种半导体器件，包括:管芯；焊盘，设置在所述管芯上并通过连接在所述焊盘上的导电材料与凸块电连接；第一聚合物，设置在所述管芯之上并被图案化成具有位于所述焊盘之上的用于所述导电材料穿过的开口 ；模塑件，围绕所述管芯和所述第一聚合物；第二聚合物，设置在所述导电材料与所述第一聚合物之间及所述导电材料与所述模塑件之间；其中，所述第一聚合物包括位于所述焊盘上方的第一凹部，所述第二聚合物包括位于所述焊盘上方的第二凹部，所述第一凹部围绕所述第二凹部。
[0015]在该半导体器件中，所述第一聚合物的所述第一凹部比所述第二聚合物的所述第二凹部大。
[0016]在该半导体器件中，所述第一聚合物的所述第一凹部具有大约20μπι到大约60 μ m的宽度。
[0017]在该半导体器件中，所述第二聚合物的所述第二凹部具有大约1ym到大约20 μ m的宽度。
[0018]在该半导体器件中，所述第一聚合物的所述第一凹部或所述第二聚合物的所述第二凹部是锥形结构。
[0019]在该半导体器件中，所述第一聚合物与所述第二聚合物之间及所述模塑件与所述第二聚合物之间的第一平面界面基本上平行于所述第二聚合物与所述导电材料之间的第二平面界面。
[0020]在该半导体器件中，进一步包括设置在所述导电材料上的凸块下金属(UBM)。
[0021]在该半导体器件中，所述导电材料和所述UBM之间的第三平面界面基本上平行于所述第一平面界面和所述第二平面界面。
[0022]根据本发明的又一方面提供了一种制造半导体器件的方法，包括:提供管芯；在所述管芯上形成焊盘；在所述管芯上方设置第一聚合物；将所述第一聚合物图案化成具有位于所述焊盘上方的开口 ；在所述图案化的第一聚合物上方设置牺牲层；围绕所述管芯设置模塑件；移除所述模塑件的部分从而露出所述牺牲层；移除所述牺牲层从而露出所述焊盘和所述第一聚合物；在所述第一聚合物上设置第二聚合物；将所述第二聚合物图案化成具有位于所述焊盘上方的开口 ；以及在所述开口内的所述焊盘上设置导电材料。
[0023]在该方法中，通过光刻操作对所述第一聚合物执行所述图案化。
[0024]在该方法中，通过蚀刻操作移除所述牺牲层。
【附图说明】
[0025]当结合附图阅读下面的详细描述时，能更好地理解本公开的各个方面。要强调的是，根据行业的标准做法，各个特征没有按照比例绘制。事实上，为了讨论的清楚，各种特征的尺寸可以随意增加或减小。
[0026]图1是根据本公开的一些实施例的半导体器件的示意图。
[0027]图2是根据本公开的一些实施例的具有第一聚合物的第一凹部的半导体器件的示意图。
[0028]图3是根据本公开的一些实施例的具有模塑件的突出部的半导体器件的示意图。
[0029]图3A是根据本公开的一些实施例的模塑件的突出部和延伸部的半导体器件的示意图。
[0030]图4是根据本公开的一些实施例的具有第二聚合物的半导体器件的示意图。
[0031]图5是根据本公开的一些实施例的具有第二聚合物的第二凹部的半导体器件的示意图。
[0032]图6是根据本公开的一些实施例的具有导电迹线的半导体器件的示意图。
[0033]图7是根据本公开的一些实施例的具有第三聚合物的半导体器件的示意图。
[0034]图8是根据本公开的一些实施例的具有位于凸块下金属(UBM)上的凸块的半导体器件的示意图。
[0035]图9是根据本公开的一些实施例的半导体封装的示意图。
[0036]图10是根据本公开的一些实施例的制造半导体器件的方法的流程图。
[0037]图1OA是根据本公开的一些实施例的具有管芯、焊盘和第一聚合物的晶圆的示意图。
[0038]图1OB是根据本公开的一些实施例的具有图案化的第一聚合物的晶圆的示意图。
[0039]图1OC是根据本公开的一些实施例的具有牺牲层的晶圆的示意图。
[0040]图1OD是根据本公开的一些实施例的具有单管芯的晶圆的示意图。
[0041]图1OE是根据本公开的一些实施例的具有位于载体上的管芯的半导体器件的示意图。
[0042]图1OF是根据本公开的一些实施例的具有模塑料的半导体器件的示意图。
[0043]图1OG是根据本公开的一些实施例的具有暴露的牺牲层的半导体器件的示意图。
[0044]图1OH是根据本公开的一些实施例的具有暴露的第一聚合物的半导体器件的示意图。
[0045]图101是根据本公开的一些实施例的具有导电材料、第二聚合物和第三聚合物的半导体器件的示意图。
[0046]图1OJ是根据本公开的一些实施例的具有凸块的半导体器件的示意图。
【具体实施方式】
[0047]半导体器件通过多个操作进行制造。在制造过程中，管芯的电路通过导电迹线与外部电路连接，以使得该管芯从该管芯上的焊盘到诸如焊料凸点或者焊锡球的用于接收外部电路的焊盘的凸块与外部电路电连接。为便利导电迹线在半导体器件内的配置，在该导电迹线中邻近该管芯的焊盘的表面设置铜柱。但是，铜材料的成本高，并因此增加了半导体器件的制造成本。
[0048]进一步的，该管芯由模塑料进行保护。该模塑料包围管芯并将其与周围环境隔离开。一旦在该管芯周围设置模塑料，就会邻近该管芯的边缘形成该模塑件的台阶部分。该台阶部分会使得随后设置在该管芯上方的其他组件不能平滑地置于其上，因此，组件就会发生分层。该模塑料的台阶部分的形成导致组件之间的分级，并因此引起半导体器件的可靠性变差。
[0049]在本公开中，公开了一种结构改进的半导体器件。该半导体器件包括置于管芯上方并由模塑件包围的附加的聚合物，以补偿邻近该管芯的边缘的模塑件的分级并改善该模塑件的上表面的平滑性用于在其上设置组件，从而防止组件的分层并改善该半导体器件的可靠性。
[0050]下面详细讨论本发明的实施例的制造和使用。但是，应该理解，实施例提供了能够在多种具体环境中实施的许多适用的发明构思。应该理解，下面的公开提供了许多用于实施不同的实施例的不同特征的不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的特定的实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例并不意于限制。
[0051]下面利用特定的语言公开附图中示出的实施例或者实例。不过应该理解的是，实施例和实例并不意在限制。相关领域的普通技术人员通常可想到对所公开的实施例中进行的任何替换和修改，以及对该文件中所公开的原理的任何进一步应用。
[0052]进一步应该理解的是，仅对器件的一些加工步骤和/或特征进行了简要描述。而且，可以增加附加的加工步骤和/或特征，也可删除或改变某些下面的加工步骤和/或特征，但仍然能够实施权利要求。因此，下面的描述应该理解为仅表示实例，并不意在建议需要一个或多个步骤或特征。
[0053]另外，本公开在多个实例中会重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，本身并不表明所讨论的各个实施例和/或结构之间的关系。
[0054]图1是半导体器件100的一个实施例。该半导体器件100包括设置在载体102上的管芯101。该管芯101包括设置在管芯101的表面1la上的焊盘103。聚合物105设置在管芯101上方。该管芯101和聚合物105由模塑