專利名稱：半導(dǎo)體器件和在半導(dǎo)體管芯上方形成集成無源器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及半導(dǎo)體器件和在具有導(dǎo)電橋和扇出重新分配層的半導(dǎo)體管芯上方形成集成無源器件并將其電連接到半導(dǎo)體管芯的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中常常發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件在電氣組件的數(shù)目和密度方面不同。分立半導(dǎo)體器件通常包含一種類型的電氣組件，例如發(fā)光二極管(LED)、小信號(hào)晶體管、電阻器、電容器、電感器和功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)?；ミB半導(dǎo)體器件通常包括幾百個(gè)至幾百萬個(gè)電氣組件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CXD )、太陽能電池和數(shù)字微鏡器件(DMD )。半導(dǎo)體器件執(zhí)行大范圍的功能，諸如信號(hào)處理、高速計(jì)算、傳送和接收電磁信號(hào)、控制電子器件、將日光變換成電和產(chǎn)生用于電視顯示的可視投影。半導(dǎo)體器件被用于娛樂、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域。半導(dǎo)體器件還被用于軍事應(yīng)用、航空、汽車、エ業(yè)控制器和辦公室設(shè)備。半導(dǎo)體器件利用半導(dǎo)體材料的電氣性質(zhì)。半導(dǎo)體材料的原子結(jié)構(gòu)允許通過施加電場或基本電流或通過摻雜的過程來操縱其導(dǎo)電性。摻雜向半導(dǎo)體材料中引入雜質(zhì)以操縱并控制半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性。半導(dǎo)體器件包含有源和無源電氣結(jié)構(gòu)。包括雙極和場效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動(dòng)。通過改變摻雜的水平和電場或基本電流的施加，晶體管促進(jìn)或限制電流的流動(dòng)。包括電阻器、電容器和電感器的無源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生執(zhí)行多種電功能所需的電壓與電流之間的關(guān)系。無源和有源結(jié)構(gòu)被電連接以形成電路，該電路使得半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速計(jì)算及其它有用功能。通常使用每個(gè)包括可能幾百個(gè)步驟的兩個(gè)復(fù)雜的制造過程、即前端制造和后端制造來制造半導(dǎo)體器件。前端制造包括在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。每個(gè)半導(dǎo)體管芯通常是相同的并包含通過將有源和無源組件電連接而形成的電路。后端制造包括從成品晶片分離單獨(dú)的半導(dǎo)體管芯并將該管芯封裝以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。本文所使用的術(shù)語“半導(dǎo)體管芯”指的是詞語的単數(shù)和復(fù)數(shù)形式兩者，并且因此可以參考單個(gè)半導(dǎo)體器件和多個(gè)半導(dǎo)體器件兩者。半導(dǎo)體制造的ー個(gè)目的是生產(chǎn)較小的半導(dǎo)體器件。較小的器件通常消耗較少的功率，具有較高的性能，并且能夠更高效地生產(chǎn)。另外，較小的半導(dǎo)體器件具有較小的覆蓋區(qū)，這對(duì)于較小的最終產(chǎn)品是期望的?？梢酝ㄟ^前端過程的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)更小的半導(dǎo)體管芯尺寸，導(dǎo)致半導(dǎo)體管芯具有更小、更高密度的有源和無源組件。后端過程可以通過電互連和封裝材料的改進(jìn)來產(chǎn)生具有更小覆蓋區(qū)的半導(dǎo)體器件封裝。半導(dǎo)體制造的另一目的是產(chǎn)生更高性能的半導(dǎo)體器件?？梢酝ㄟ^形成能夠在較高速度下操作的有源組件來實(shí)現(xiàn)器件性能的增加。在諸如射頻(RF)無線通信的高頻應(yīng)用中，常常在半導(dǎo)體器件內(nèi)包含集成無源器件(iro)。IPD的示例包括電阻器、電容器和電感器。典型RF系統(tǒng)要求在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝中的多個(gè)IPD以執(zhí)行所需的電氣功能。然而，高頻電氣器件產(chǎn)生或易于遭受不期望的電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)、諧波畸變或其它器件間干擾，諸如電容性、電感性或電容性耦合，也稱為串音，這可能干擾其操作。在常規(guī)扇 出晶片級(jí)芯片尺度封裝(F0-WLCSP)中，一般在F0-WLCSP內(nèi)的半導(dǎo)體管芯外部形成IPD。然而，在半導(dǎo)體管芯外部形成IPD的過程承載顯著的制造成本，特別是對(duì)于高電流應(yīng)用而言。另外，在半導(dǎo)體管芯外部形成Iro的過程易于引起一定程度的不對(duì)準(zhǔn)，這可能降低IPD的質(zhì)量和可靠性，特別是當(dāng)在半導(dǎo)體管芯上方并且還單獨(dú)地在重新分配層(RDL)的后續(xù)形成期間形成Iro時(shí)。此外，可能發(fā)生IR)與導(dǎo)電RDL之間的漏電流，特別是在高電流應(yīng)用中，這降低半導(dǎo)體封裝的可靠性和功能性。

發(fā)明內(nèi)容
需要產(chǎn)生具有在半導(dǎo)體管芯外部形成的對(duì)準(zhǔn)iro且具有低漏電流的可靠且具有成本效益的半導(dǎo)體封裝。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供第一半導(dǎo)體管芯、在第一半導(dǎo)體管芯上方形成第一電感器、在第一電感器上方形成第二電感器并與第一電感器對(duì)準(zhǔn)、在第一半導(dǎo)體管芯以及第一和第二電感器上方形成絕緣層以及在絕緣層上方形成導(dǎo)電橋并電連接在第二電感器與第一半導(dǎo)體管芯之間。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供第一半導(dǎo)體管芯、在第一半導(dǎo)體管芯上方形成第一電感器以及在第一電感器上方形成第二電感器且與第一電感器對(duì)準(zhǔn)。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供第一半導(dǎo)體管芯、在第一半導(dǎo)體管芯上方形成多個(gè)集成無源器件(iro)、在第一半導(dǎo)體管芯和iro上方形成絕緣層以及在絕緣層上方形成導(dǎo)電橋并電連接在iro與第一半導(dǎo)體管芯之間。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是包括第一半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體器件。在第一半導(dǎo)體管芯上方形成第一電感器。在第一電感器上方形成第二電感器并使其與第一電感器對(duì)準(zhǔn)。在第一半導(dǎo)體管芯以及第一和第二電感器上方形成絕緣層。在絕緣層上方形成導(dǎo)電橋并電連接在第二電感器與第一半導(dǎo)體管芯之間。


圖I舉例說明具有安裝到其表面的不同類型的封裝的印刷電路板(PCB)；
圖2a 2c舉例說明被安裝到PCB的典型半導(dǎo)體封裝的更多細(xì)節(jié)；
圖3a 3c舉例說明具有被鋸道分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體晶片；
圖4a 41舉例說明在半導(dǎo)體管芯上方形成IPD的過程；
圖5a 5i舉例說明在半導(dǎo)體管芯和IR)上方形成導(dǎo)電橋和扇出重新分配層的過程；圖6舉例說明具有在半導(dǎo)體管芯及頂部和底部電感器翼上方形成的導(dǎo)電橋和扇出重新分配層的半導(dǎo)體封裝；圖7舉例說明具有在iro上方形成的導(dǎo)電橋和重新分配層的半導(dǎo)體封裝，其中頂部電感器翼被直接連接到電容器；
圖8a Sc舉例說明在具有單個(gè)電感器的半導(dǎo)體管芯上方形成IPD的過程；
圖9a 9i舉例說明在具有單個(gè)電感器的半導(dǎo)體管芯上方形成導(dǎo)電橋和扇出RDL的過
程;
圖10舉例說明具有在半導(dǎo)體管芯和單個(gè)電感器上方的導(dǎo)電橋和扇出RDL的半導(dǎo)體封
裝；
圖Iia lib舉例說明在iro和半導(dǎo)體管芯上方形成臨時(shí)平面化層的過程；
圖12a 12h舉例說明形成具有在垂直偏移情況下的IB)和半導(dǎo)體管芯上方形成的導(dǎo)電橋和RDL的Fo-WLCSP的過程；以及
圖13舉例說明在半導(dǎo)體管芯之間具有垂直偏移的半導(dǎo)體封裝。
具體實(shí)施例方式在以下說明中參考附圖在ー個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中描述本發(fā)明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的元件。雖然依照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的最佳方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到意圖在于覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求和由以下公開和附圖支持的其等價(jià)物限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等價(jià)物。通常使用兩個(gè)復(fù)雜的制造過程前端制造和后端制造來制造半導(dǎo)體器件。前端制造包括在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。晶片上的每個(gè)管芯包含有源和無源電氣組件，其被電連接而形成功能電路。諸如晶體管和ニ極管的有源電氣組件具有控制電流流動(dòng)的能力。諸如電容器、電感器、電阻器和變壓器的無源電氣組件產(chǎn)生執(zhí)行電路功能所需的電壓與電流之間的關(guān)系。通過包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻和平面化的一系列過程步驟在半導(dǎo)體晶片的表面上方形成無源和有源組件。摻雜通過諸如離子注入或熱擴(kuò)散的技術(shù)向半導(dǎo)體材料中引入雜質(zhì)。摻雜過程修改有源器件中的半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，將半導(dǎo)體材料變換成絕緣體、導(dǎo)體，或響應(yīng)于電場或基本電流來動(dòng)態(tài)地改變半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性。晶體管包含根據(jù)需要來改變所布置的摻雜的類型和程度的區(qū)域以使晶體管能夠在施加電場或基本電流時(shí)促進(jìn)或限制電流的流動(dòng)。有源和無源組件由具有不同電氣性質(zhì)的材料層形成。可以通過由正在沉積的材料的類型部分地確定的多種沉積技術(shù)來形成該層。例如，薄膜沉積可以包括化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、電解鍍覆和化學(xué)鍍覆過程。每個(gè)層通常被圖案化以形成有源組件、無源組件或組件之間的電連接的部分。可以使用光刻對(duì)層進(jìn)行圖案化，光刻包括例如光致抗蝕劑的光敏材料在要圖案化的層上方的沉積。使用光將圖案從光掩膜轉(zhuǎn)印到光致抗蝕劑。在一個(gè)實(shí)施例中，使用溶劑 來去除經(jīng)歷光的光致抗蝕劑圖案的部分，使要圖案化的底層的部分暴露。在另ー實(shí)施例中，使用溶劑來去除未經(jīng)受光的那部分光致抗蝕劑圖案，即負(fù)性光致抗蝕劑，使要圖案化的底層的部分暴露。去除其余的光致抗蝕劑，留下被圖案化的層。替換地，通過將材料直接沉積到由使用諸如化學(xué)鍍覆或電解鍍覆的技術(shù)的前述沉積/蝕刻過程形成的區(qū)域或空隙中來對(duì)某些類型的材料進(jìn)行圖案化。
圖案化是用來去除半導(dǎo)體晶片表面上的頂層的部分的基本操作。半導(dǎo)體晶片的部分可以使用光刻、光掩膜、掩膜、氧化物或金屬去除、照相術(shù)和模板印圖以及微縮平板印刷術(shù)來去除。光刻包括在中間掩膜(reticle)或光掩膜中形成圖案并將該圖案轉(zhuǎn)印到半導(dǎo)體晶片的表面層中。光刻在兩步過程中在半導(dǎo)體晶片的表面上形成有源和無源組件的水平維度。首先，將中間掩膜或掩膜上的圖案轉(zhuǎn)印到一層光致抗蝕劑中。光致抗蝕劑是在被曝光時(shí)經(jīng)歷結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化的光敏材料。改變光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的過程作為負(fù)作用光致抗蝕劑或正作用光致抗蝕劑而發(fā)生。其次，將光致抗蝕劑層轉(zhuǎn)印到晶片表面中。轉(zhuǎn)印在蝕刻去除未被光致抗蝕劑覆蓋的半導(dǎo)體晶片的那部分頂層時(shí)發(fā)生。光致抗蝕劑的化學(xué)作用使得光致抗蝕劑基本上保持完好并且抵抗用化學(xué)蝕刻溶液進(jìn)行的去除，同時(shí)，去除未被光致抗蝕劑覆蓋的半導(dǎo)體晶片的那部分頂層。根據(jù)所使用的特定抗蝕劑和期望的結(jié)果，可以修改形成、曝光和去除光致抗蝕劑的過程以及去除半導(dǎo)體晶片的一部分的過程。在負(fù)作用光致抗蝕劑中，使光致抗蝕劑曝光并在稱為聚合的過程中從可溶解條件變成不可溶解條件。在聚合中，使未聚合材料暴露于光或能量源且聚合物形成抗蝕刻的交聯(lián)材料。在大多數(shù)負(fù)性抗蝕劑中，聚合物是聚異戊二烯(polyisopreme)。用化學(xué)溶劑或顯影劑來去除可溶解部分(即未被曝光的部分)在抗蝕層中留下對(duì)應(yīng)于中間掩膜上的不透明圖案的孔。其圖案存在于不透明區(qū)域中的掩膜稱為亮場掩膜。在正作用光致抗蝕劑中，使光致抗蝕劑曝光并在稱為光溶液化的過程中從相對(duì)不可溶解的條件變成更加可溶解的條件。在光溶液化中，使相對(duì)不可溶解的抗蝕劑暴露于適當(dāng)?shù)墓饽懿⑥D(zhuǎn)換成更可溶解的狀態(tài)?？梢栽陲@影過程中用溶劑來去除抗蝕劑的光溶液化部分?；菊怨庵驴刮g劑聚合物是苯酚-甲醛聚合物，也稱為苯酚-甲醛酚醛清漆樹脂。用化學(xué)溶劑或顯影劑來去除可溶解部分(即被曝光的部分)在抗蝕層中留下對(duì)應(yīng)于中間掩膜上的透明圖案的孔。其圖案存在于透明區(qū)域中的掩膜稱為暗場掩膜。在去除未被光致抗蝕劑覆蓋的半導(dǎo)體晶片的頂部之后，去除光致抗蝕劑的其余部分，留下圖案化層。替換地，通過將材料直接沉積到由使用諸如化學(xué)鍍覆或電解鍍覆的技術(shù)的前述沉積/蝕刻過程形成的區(qū)域或空隙中來對(duì)某些類型的材料進(jìn)行圖案化。在現(xiàn)有圖案上沉積材料薄膜能夠?qū)⒌讓訄D案放大并產(chǎn)生非均勻平面。要求均勻平面以產(chǎn)生更小且更密集地封裝的有源和無源組件?？梢允褂闷矫婊瘉韽木谋砻嫒コ牧喜a(chǎn)生均勻平面。平面化包括用拋光墊對(duì)晶片的表面進(jìn)行拋光?？梢栽趻伖馄陂g向晶片的表面添加研磨材料和腐蝕性化學(xué)制品。組合的研磨的機(jī)械動(dòng)作和化學(xué)制品的腐蝕動(dòng)作去除了任何不規(guī)則外貌(topography),產(chǎn)生均勻平面。后端制造指的是將成品晶片切割或分割成單獨(dú)半導(dǎo)體管芯并隨后將半導(dǎo)體管芯封裝以進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。為了將半導(dǎo)體管芯分割，沿著稱為鋸道(saw streets)或劃線的晶片的非功能區(qū)域刻劃并折斷晶片。使用激光切割工具或鋸條來分割晶片。在分割之后，將單獨(dú)半導(dǎo)體管芯安裝到封裝基板，該封裝基板包括用于與其它系統(tǒng)組件互連的引腳或接觸焊盤。然后將半導(dǎo)體管芯上方形成的接觸焊盤連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤?？梢杂煤噶贤箟K、支柱凸塊、導(dǎo)電膏、或引線接合來實(shí)現(xiàn)電連接。在封裝上方沉積密封劑或其它成型材料以提供物理支撐和電隔離。然后將成品封裝插入電氣系統(tǒng)中并使得半導(dǎo)體器件的功能可用于其它系統(tǒng)組件。
圖I舉例說明具有芯片載體基板或PCB 52的電子器件50，在其表面上安裝多個(gè)半導(dǎo)體封裝。根據(jù)應(yīng)用，電子器件50具有一種類型的半導(dǎo)體封裝，或多種類型的半導(dǎo)體封裝。出于舉例說明的目的，在圖I中示出不同類型的半導(dǎo)體封裝。電子器件50可以是使用半導(dǎo)體封裝來執(zhí)行ー個(gè)或多個(gè)電功能的獨(dú)立系統(tǒng)。替換地，電子器件50可以是較大系統(tǒng)的子組件。例如，電子器件50可以是蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字視頻照相機(jī)(DVC)或其它電子通信設(shè)備的一部分。替換地，電子器件50可以是圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接ロ卡或可以被插入計(jì)算機(jī)中的其它信號(hào)處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲(chǔ)器、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、RF電路、分立器件、或其它半導(dǎo)體管芯或電氣組件。小型化和重量減小對(duì)于這些產(chǎn)品被市場接受而言是必不可少的。必須減小半導(dǎo)體器件之間的距離以實(shí)現(xiàn)較高的密度。在圖I中，PCB 52提供用于安裝在PCB上的半導(dǎo)體封裝的電互連和支撐結(jié)構(gòu)的一般襯底。使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、絲網(wǎng)印刷或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程在PCB 52的表面上方或?qū)觾?nèi)形成導(dǎo)電信號(hào)跡線54。信號(hào)跡線54提供半導(dǎo)體封裝、安裝組件與其它外部系統(tǒng)組件中的每ー個(gè)之間的電通信。跡線54還向每個(gè)半導(dǎo)體封裝提供功率和接地。在某些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個(gè)封裝級(jí)。一級(jí)封裝是用于將半導(dǎo)體管芯機(jī)械地和電氣地附著于中間載體的技術(shù)。ニ級(jí)封裝包括將中間載體機(jī)械地和電氣地附著于PCB。在其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以僅具有ー級(jí)封裝，其中管芯被機(jī)械地和電氣地直接安裝到PCB。出于舉例說明的目的，在PCB 52上示出了多種類型的ー級(jí)封裝，包括接合引線封裝56和倒裝芯片58。另外，示出了安裝在PCB 52上的多種類型的ニ級(jí)封裝，包括球柵陣列(BGA) 60、凸塊芯片載體(BCC) 62、雙列直插式封裝(DIP) 64、基板格柵陣列(LGA) 66、多芯片模塊(MCM)68、四方扁平無引線封裝(QFN)70和四方扁平封裝72。根據(jù)系統(tǒng)要求，可以將由ー級(jí)和ニ級(jí)封裝樣式的任何組合配置的半導(dǎo)體封裝的任何組合以及其它電子組件連接到PCB 52。在某些實(shí)施例中，電子器件50包括單個(gè)附著半導(dǎo)體封裝，而其它實(shí)施例要求多個(gè)互連封裝。通過在單個(gè)基板上方將ー個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝組合，制造商可以將預(yù)制組件結(jié)合到電子器件和系統(tǒng)中。由于半導(dǎo)體封裝包括精密功能，所以可以使用更廉價(jià)的組件和流水線制造過程來制造電子器件。結(jié)果得到的器件很少會(huì)出現(xiàn)故障，并且制造起來價(jià)格比較低廉，為消費(fèi)者產(chǎn)生較低的成本。圖2a 2c示出了示例性半導(dǎo)體封裝。圖2a舉例說明安裝在PCB 52上的DIP 64的其它細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯74包括有源區(qū)，該有源區(qū)包含被實(shí)現(xiàn)為在管芯內(nèi)形成并根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)被電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層、和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括在半導(dǎo)體管芯74的有源區(qū)內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、ニ極管、電感器、電容器、電阻器及其它電路元件。接觸焊盤76是ー層或多層導(dǎo)電材料，諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)或銀(Ag),并被電連接到在半導(dǎo)體管芯74內(nèi)形成的電路元件。在DIP 64的組裝期間，使用金硅共熔層或諸如熱環(huán)氧物或環(huán)氧樹脂的粘合材料將半導(dǎo)體管芯74安裝到中間載體78。封裝主體包括諸如聚合物或陶瓷 的絕緣封裝材料。導(dǎo)體引線80和接合引線82提供半導(dǎo)體管芯74與PCB 52之間的電互連。通過防止水分和顆粒進(jìn)入封裝并污染半導(dǎo)體管芯74或接合引線82來在封裝上方沉積密封劑84以進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。圖2b舉例說明安裝在PCB 52上的BCC 62的其它細(xì)節(jié)。使用底部填充或環(huán)氧樹脂粘合材料92來將半導(dǎo)體管芯88安裝在載體90上方。接合引線94提供接觸焊盤96與98之間的一級(jí)封裝互連。在半導(dǎo)體管芯88和接合引線94上方沉積成型化合物或密封劑100以便為器件提供物理支撐和電絕緣。使用諸如電解鍍覆或化學(xué)鍍覆的適當(dāng)金屬沉積過程來在PCB 52的表面上方形成接觸焊盤102以防止氧化。接觸焊盤102被電連接到PCB 52中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電信號(hào)跡線54。在BCC 62的接觸焊盤98與PCB 52的接觸焊盤102之間形成凸塊104。在圖2c中，用倒裝芯片樣式的一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58安裝為面向下朝向中間載體106。半導(dǎo)體管芯58的有源區(qū)108包含被實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)形成的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以在有源區(qū)108內(nèi)包括一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器及其它電路元件。半導(dǎo)體管芯58通過凸塊110被電氣地和機(jī)械地連接到載體106。BGA 60使用凸塊112以BGA樣式的二級(jí)封裝被電氣地和機(jī)械地連接到PCB 52。半 導(dǎo)體管芯58通過凸塊110、信號(hào)線114和凸塊112被電連接到PCB 52中的導(dǎo)電信號(hào)跡線54。在半導(dǎo)體管芯58和載體106上方沉積成型化合物或密封劑116以便為器件提供物理支撐和電隔離。倒裝芯片半導(dǎo)體器件提供從半導(dǎo)體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導(dǎo)電軌跡的短導(dǎo)電路徑以便減小信號(hào)傳播距離，降低電容，并改善總電路性能。在另一實(shí)施例中，可以在沒有中間載體106的情況下使用倒裝芯片樣式的一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58機(jī)械地和電氣地直接連接到PCB 52。圖3a示出具有基礎(chǔ)襯底材料122的半導(dǎo)體晶片120，基礎(chǔ)襯底材料122諸如硅、鍺、砷化鎵、磷化銦、或碳化硅，用于結(jié)構(gòu)支撐。如上所述，在晶片120上形成被非有源、管芯間晶片區(qū)域或鋸道126分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯或組件124。鋸道126提供切割區(qū)域以將半導(dǎo)體晶片120分割成單獨(dú)的半導(dǎo)體管芯124。圖3b示出半導(dǎo)體晶片120的一部分的橫截面圖。每個(gè)半導(dǎo)體管芯124具有背表面128和有源表面130，有源表面330包含被實(shí)現(xiàn)為在管芯內(nèi)形成并根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能被電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以包括在有源表面130內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管及其它電路元件以實(shí)現(xiàn)模擬電路或數(shù)字電路，諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、ASIC、存儲(chǔ)器或其它信號(hào)處理電路。半導(dǎo)體管芯124還可以包含IPD，諸如電感器、電容器和電阻器，以進(jìn)行RF信號(hào)處理。使用PVD、CVD、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程在有源表面130上方形成導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層132可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層132充當(dāng)被電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤。如圖3b所示，可以在距半導(dǎo)體管芯124的邊緣第一距離處并排地設(shè)置導(dǎo)電層132。替換地，導(dǎo)電層132可以在多行中偏移，使得第一行的接觸焊盤被設(shè)置于距管芯的邊緣第一距離處，并將與第一行交替的第二行的接觸焊盤設(shè)置于距管芯的邊緣第二距離處。使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化在有源表面130和導(dǎo)電層132上方形成絕緣或鈍化層134。絕緣層134包含一層或多層二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氧氮化硅(SiON)、五氧化二鉭(Ta205)、氧化鋁(A1203)、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層134的一部分，以使導(dǎo)電層132暴露。替換地，用使用激光器136的激光直接燒蝕(LDA)來去除絕緣層134的一部分以使導(dǎo)電層132暴露。
在圖3c中，使用鋸條或激光切割工具138通過鋸道126和絕緣層134將半導(dǎo)體晶片120分割成単獨(dú)的半導(dǎo)體管芯124。圖4a示出具有基礎(chǔ)襯底材料142的半導(dǎo)體晶片140，基礎(chǔ)襯底材料142諸如硅、鍺、神化鎵、磷化銦、或碳化硅，用于結(jié)構(gòu)支撐。如上所述，在晶片140上形成被非有源、管芯間晶片區(qū)域或鋸道146分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯或組件144。鋸道146提供切割區(qū)域以將半導(dǎo)體晶片 140分割成単獨(dú)的半導(dǎo)體管芯144。圖4b示出半導(dǎo)體晶片140的一部分的橫截面圖。每個(gè)半導(dǎo)體管芯144具有背表面148和有源表面150，有源表面150包含被實(shí)現(xiàn)為在管芯內(nèi)形成并根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能被電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以包括在有源表面150內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、ニ極管及其它電路元件以實(shí)現(xiàn)模擬電路或數(shù)字電路，諸如DSP、ASIC、存儲(chǔ)器或其它信號(hào)處理電路。半導(dǎo)體管芯144還可以包含IPD，諸如電感器、電容器和電阻器，以進(jìn)行RF信號(hào)處理。使用PVD、CVD、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程在有源表面150上方形成導(dǎo)電層152。導(dǎo)電層152可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層152充當(dāng)被電連接到有源表面150上的電路的接觸焊盤。如圖4b所示，可以在距半導(dǎo)體管芯144的邊緣第一距離處并排地設(shè)置導(dǎo)電層152。替換地，導(dǎo)電層152可以在多行中偏移，使得第一行的接觸焊盤被設(shè)置于距管芯的邊緣第一距離處，并將與第一行交替的第二行的接觸焊盤設(shè)置于距管芯的邊緣第二距離處。使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化在有源表面150和導(dǎo)電層152上方形成絕緣或鈍化層160。絕緣層160包含ー層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層160的一部分，以使導(dǎo)電層152暴露。替換地，用使用激光器166的LDA來去除絕緣層160的一部分以使導(dǎo)電層152暴露。在圖4c中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程進(jìn)行的圖案化而在絕緣層160和導(dǎo)電層152上方形成導(dǎo)電層170。導(dǎo)電層170可以是ー層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層170被電連接到導(dǎo)電層 152。在圖4d中，使用PVD、CVD或其它適當(dāng)?shù)某练e過程在導(dǎo)電層170上方形成阻性層174。在一個(gè)實(shí)施例中，阻性層174可以是硅化鉭(TaxSiy)或其它金屬硅化物、TaN、鎳鉻(NiCr)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鈦鎢(TiW)或具有在I 200歐姆/平方之間的電阻率的摻
雜聚硅。在圖4e中，在阻性層174、導(dǎo)電層170和絕緣層160上方形成絕緣或電介質(zhì)層178。絕緣層178包含ー層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203、聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層178充當(dāng)電容器電介質(zhì)材料。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層178的一部分，以產(chǎn)生開ロ 182并使導(dǎo)電層170的一部分暴露。替換地，用使用激光器192的LDA來去除絕緣層178的一部分以使導(dǎo)電層170的一部分暴露并產(chǎn)生開ロ 182。在圖4f中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程進(jìn)行的圖案化來在絕緣層178、導(dǎo)電層170、絕緣層160和導(dǎo)電層152上方形成導(dǎo)電層186以形成單獨(dú)部分或區(qū)段186a 186d。導(dǎo)電層186包括一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，用諸如鈦銅(TiCu)、鈦鎢銅(TiWCu)或鉭氮銅(TaNCu)的適當(dāng)籽晶合金，使用適當(dāng)?shù)倪x擇性鍍銅過程諸如離子銑削或背濺射來沉積導(dǎo)電層186。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電層186具有在3和15微米(Mm)之間的厚度。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯144的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層186a 186d的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層170、阻性層174、絕緣層178和導(dǎo)電層186a形成金屬絕緣體金屬(MM)電容器。導(dǎo)電層186b的一部分垂直地延伸通過開口 182以將導(dǎo)電層186b電連接至導(dǎo)電層170。導(dǎo)電層186c被電連接到導(dǎo)電層152。可以在平面圖中纏繞或盤繞導(dǎo)電層186c和186d的單獨(dú)部分以產(chǎn)生或顯示出電感器的期望特性。導(dǎo)電層186c 186d形成在半導(dǎo)體管芯144的覆蓋區(qū)上方和內(nèi)形 成的底部電感器翼。在圖4g中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸趯?dǎo)電層186、絕緣層178和絕緣層160上方形成絕緣或鈍化層190。絕緣層190包含一層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層190在被沉積之后經(jīng)歷固化過程，固化溫度在165 380攝氏度(°C )范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，絕緣層190的厚度在5 20 Mm范圍之間。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層190的一部分，以使導(dǎo)電層186暴露。替換地，用使用激光器192的LDA來去除絕緣層190的一部分以使導(dǎo)電層186暴露。在圖4h中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)金屬沉積過程的圖案化在絕緣層190和導(dǎo)電層186上方形成導(dǎo)電層196以形成單獨(dú)的部分或區(qū)段196a 196e。導(dǎo)電層196包括一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，用諸如TiCu、TiffCu或TaNC的適當(dāng)籽晶合金，使用適當(dāng)?shù)倪x擇性鍍銅過程諸如離子銑削或背濺射來沉積導(dǎo)電層196。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電層196具有在3和15Mm之間的厚度。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯144的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層196a 196e的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層196a被電連接到導(dǎo)電層186a且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196b被電連接到導(dǎo)電層186b且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196c被電連接到導(dǎo)電層186c且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196e被電連接到導(dǎo)電層186d且與之對(duì)準(zhǔn)?？梢栽谄矫鎴D中纏繞或盤繞導(dǎo)電層196c 196e的單獨(dú)部分以產(chǎn)生或顯示出電感器的期望特性。導(dǎo)電層196c 196e形成在半導(dǎo)體管芯144的覆蓋區(qū)上方和內(nèi)形成的頂部電感器翼。圖4i示出圖4h所示的頂部和底部電感器翼的覆蓋區(qū)的平面圖。在圖4i所示的一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層196c 196e具有比導(dǎo)電層186c 186d小的橫截面寬度。導(dǎo)電層196c 196e和導(dǎo)電層186c 186d的橫截面寬度可以根據(jù)半導(dǎo)體管芯144的設(shè)計(jì)和功能而變。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電層196c 196e具有大于或等于導(dǎo)電層186c 186d的橫截面覽度的橫截面覽度。頂部電感器翼196c 196e比底部電感器翼186c 186d長，使得導(dǎo)電層196d延伸超過底部電感器翼186c 186d的覆蓋區(qū)。在圖4j所示的另一實(shí)施例中，頂部電感器翼196c 196e是基本上與底部電感器翼186c 186d相同的長度，使得頂部電感器翼196c 196e的整個(gè)覆蓋區(qū)被設(shè)置在底部電感器翼186c 186d的覆蓋區(qū)內(nèi)。頂部電感器翼196c 196e和底部電感器翼186c 186d的長度可以根據(jù)半導(dǎo)體管芯144的設(shè)計(jì)和功能而變。
在圖4h 4j中，使導(dǎo)電層19c與導(dǎo)電層186c對(duì)準(zhǔn)，并使導(dǎo)電層196e與導(dǎo)電層186d對(duì)準(zhǔn)。頂部電感器翼196c 196e被堆疊在底部電感器翼186c 186d的整個(gè)路徑或線圈上方并沿著該路徑或線圈對(duì)準(zhǔn)，并且對(duì)于底部電感器翼186c 186d的線圈的整個(gè)長度而言，頂部電感器翼196c 196e的覆蓋區(qū)在底部電感器翼186c 186d的覆蓋區(qū)內(nèi)。在另ー實(shí)施例中，使頂部電感器翼196c 196e和底部電感器翼186c 186d以水平偏移對(duì)準(zhǔn)，使得頂端電感器翼196c 196e的覆蓋區(qū)在底部電感器翼186c 186d的覆蓋區(qū)之夕卜。在半導(dǎo)體管芯外部形成IPD的過程易于引起一定程度的不對(duì)準(zhǔn)，這可能降低IPD的質(zhì)量，特別是當(dāng)在半導(dǎo)體管芯上方形成IB)時(shí)以及還單獨(dú)地在RDL的后續(xù)形成期間。頂端電感器翼196c 196e被堆疊在半導(dǎo)體管芯210內(nèi)的底部電感器翼186c 186d的整個(gè)路徑 或線圈上方并沿著該路徑或線圈對(duì)準(zhǔn)以獲得更高質(zhì)量且可靠的IPD。在圖4k中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诮^緣層190和導(dǎo)電層196上方形成絕緣或鈍化層200。絕緣層200包含ー層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層200在沉積之后經(jīng)歷固化過程，固化溫度在165 380°C范圍內(nèi)。在另ー實(shí)施例中，絕緣層200的厚度在5 20 Mm范圍之間。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層200的一部分，以使導(dǎo)電層196暴露。替換地，用使用激光器202的LDA來去除絕緣層200的一部分以使導(dǎo)電層196暴露。在圖41中，用鋸條或激光切割工具204通過絕緣層200、絕緣層190、絕緣層160和鋸道146來分割來自圖4a 4k的組件以產(chǎn)生單獨(dú)的IPD管芯210。在圖4c 4k中描述的結(jié)構(gòu)(包括導(dǎo)電層170、186和196、阻性層174以及絕緣層160、178、190和200組成在IPD管芯210內(nèi)形成的多個(gè)無源電路元件或IPD 212。IPD 212提供高頻應(yīng)用所需的電特性，諸如諧振器、高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、對(duì)稱高Q諧振變壓器和調(diào)諧電容器。可以將IPD 212用作前端無線RF組件，其可以位于天線與收發(fā)機(jī)之間。電感器可以是高Q平衡不平衡變換器、變壓器或線圈，操作至100千兆赫。在某些應(yīng)用中，在同一襯底上形成多個(gè)平衡不平衡變換器，允許多波段操作。例如，在四波段中將兩個(gè)或更多平衡不平衡變換器用于移動(dòng)電話或其它全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)，每個(gè)平衡不平衡變換器專用于四波段器件的操作的頻帶。典型的RF系統(tǒng)要求一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝中的多個(gè)iro及其它高頻電路，以執(zhí)行所需的電氣功能。圖5a 5i相對(duì)于圖I和2a 2c舉例說明在半導(dǎo)體管芯和IPD上方形成導(dǎo)電橋和扇出RDL的過程。在圖5a中，襯底或載體214包含諸如硅、聚合物、氧化鈹或任何適當(dāng)?shù)统杀緞傂圆牧系臓奚A(chǔ)材料以進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐。在載體214上方形成界面層或雙面膠帶216作為臨時(shí)粘合劑接合膜或蝕刻終止層。使用拾放操作將具有來自圖41的絕緣層200、IPD管芯210的前導(dǎo)(leading)定位于界面層216和載體214上方并進(jìn)行安裝。使用拾放操作將具有來自圖3c的絕緣層134、半導(dǎo)體管芯124的前導(dǎo)定位于界面層216和載體214上并進(jìn)行安裝。絕緣層200與絕緣層134基本上共面。圖5b示出來自圖5a的組件的頂視圖或平面圖。II3D管芯210被緊挨著半導(dǎo)體管芯124安裝在具有界面層216的載體214上方。ITO管芯210鄰近于半導(dǎo)體管芯124且IPD管芯210被IB)管芯210和半導(dǎo)體管芯124之間的空間或間隙從半導(dǎo)體管芯124分離。圖5c示出來自圖5a 5b的組件，集中于單個(gè)II3D管芯210和單個(gè)半導(dǎo)體管芯124。使用膏印刷、壓縮成型、傳遞成型、液體密封劑成型、真空層壓、旋涂或其它適當(dāng)施加器在Iro管芯210、半導(dǎo)體124和載體214上方沉積密封劑或成型化合物220。密封劑220可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑220是不導(dǎo)電的且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免受外部元件和污染物的影響。密封劑220具有高體積電阻率(例如大于E14 Ohm-cm)、低介電常數(shù)(例如小于4. 0)和低損耗角正切(例如小于0. 05)。在圖5d中，用化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝離、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法剝落來去除載體214和界面層216以使密封劑220的表面、絕緣層134、導(dǎo)電層132、絕緣層200和導(dǎo)電層196暴露。密封劑220在載體214的去除之后提供用于半導(dǎo)體管芯124和IPD 管芯210的結(jié)構(gòu)支撐。在圖5e中，使用等離子體過程、濕法化學(xué)蝕刻或光致抗蝕劑顯影過程來蝕刻密封劑220以去除密封劑220的表面的一部分。替換地，用使用激光器221的LDA來去除密封劑220的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，密封劑220的一部分、支撐結(jié)構(gòu)222保持在絕緣層134的側(cè)壁224上方的覆蓋。支撐結(jié)構(gòu)222還保持在Iro管芯210的側(cè)壁226上方的覆蓋。密封劑220還具有從絕緣層134和絕緣層200的暴露表面垂直地偏移的表面228。在圖5f中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诿芊鈩?20、半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯210上方形成絕緣或鈍化層230。絕緣層230包含一層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料?？梢愿鶕?jù)IPD管芯210的設(shè)計(jì)和功能來調(diào)整絕緣層230的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層230的厚度在5 25 Mm范圍內(nèi)。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層230的一部分，以使導(dǎo)電層132和196的一部分暴露。替換地，用使用激光器232的LDA來去除絕緣層230的一部分以使導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層196的一部分暴露。結(jié)果得到的通孔234可以具有筆直、傾斜、有角度、彎曲或臺(tái)階式的側(cè)壁。在圖5g中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程而進(jìn)行的圖案化來在絕緣層230、絕緣層200、導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層196上方形成導(dǎo)電層240以形成單獨(dú)部分或區(qū)段240a 240d。導(dǎo)電層240可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，用諸如TiCiuTiWCu或TaNC的適當(dāng)籽晶合金，使用適當(dāng)?shù)倪x擇性鍍銅過程諸如離子銑削或背濺射來沉積導(dǎo)電層240。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電層240的厚度在3 12 Mm范圍內(nèi)。導(dǎo)電層240的一部分水平地沿著絕緣層230且與半導(dǎo)體管芯124的有源表面130平行地延伸以將到導(dǎo)電層132和196的電互連橫向地重新分配。導(dǎo)電層240作為扇出RDL進(jìn)行操作，提供用于半導(dǎo)體管芯124和ITO管芯210的電信號(hào)的橫向重新分配。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯210的連接性，導(dǎo)電層240a 240d的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層240a的一部分延伸通過絕緣層230而將導(dǎo)電層240a電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層240b的一部分延伸通過絕緣層230以將導(dǎo)電層240b電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132和ITO管芯210的導(dǎo)電層196a。導(dǎo)電層240c的一部分延伸通過絕緣層230和200而將導(dǎo)電層240c電連接到導(dǎo)電層196b和196d。導(dǎo)電層240c的一部分還水平地沿著絕緣層230延伸，并作為堆疊電感器橋或?qū)щ姌虿僮鳎峁?dǎo)電層196b和196d之間的電互連。因此，導(dǎo)電層240c被電連接至頂部電感器翼196c 196e和半導(dǎo)體管芯144?？梢愿鶕?jù)IPD管芯210的設(shè)計(jì)和功能通過增加或減小絕緣層230的厚度來控制或調(diào)整導(dǎo)電層240a 240d和導(dǎo)電層196a 196e的水平部分之間的距離或間隙D1。半導(dǎo)體封裝(特別是在高電流應(yīng)用中)易于發(fā)生導(dǎo)電層或器件之間的漏電流。通過增加絕緣層230的厚度來增加距離Dl提供減小導(dǎo)電層240a 240d和IPD 212、半導(dǎo)體管芯144和半導(dǎo)體管芯124之間的漏電流的能力。在圖5h中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诮^緣層230和導(dǎo)電層240上方形成絕緣或鈍化層244。絕緣層244包含ー層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。用具有圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層244的一部分，以使導(dǎo)電層240暴露。替換地，用使用激光器246的LDA來去除絕緣層244的一部分以使導(dǎo)電層240暴露。圖5i示出具有多個(gè)IPD管芯210和半導(dǎo)體管芯124的來自圖5a 5h的組件。使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷過程在暴露的導(dǎo)電層240上方沉積導(dǎo)電凸塊 材料。凸塊材料可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合，具有可選助熔劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無鉛焊料。使用適當(dāng)?shù)母街蚪雍线^程將凸塊材料接合到導(dǎo)電層240。在一個(gè)實(shí)施例中，通過將材料加熱至其熔點(diǎn)以上對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以形成球或凸塊248。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊248進(jìn)行回流以改善到導(dǎo)電層240的電接觸。可以在凸塊248下面形成凸塊下金屬化(UBM)層。還可以將凸塊248壓縮接合到導(dǎo)電層240。凸塊248表示能夠在導(dǎo)電層240上方形成的一種互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用支柱凸塊、微型凸塊或其它電互連。絕緣層230和244、導(dǎo)電層240以及凸塊248共同地組成堆積互連結(jié)構(gòu)249。可以在形成凸塊248之前在絕緣層244上方形成附加導(dǎo)電和絕緣層，以根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能跨越封裝提供附加的垂直和水平電連接。用鋸條或激光切割工具250通過絕緣層244、絕緣層230和密封劑220來分割來自圖5a 5i的組件以產(chǎn)生單獨(dú)半導(dǎo)體封裝或Fo-WLCSP 252。圖6示出分割之后的Fo-WLCSP 252。半導(dǎo)體管芯144的導(dǎo)電層152被電連接到導(dǎo)電層170。導(dǎo)電層170、阻性層174、絕緣層178和導(dǎo)電層186a形成MIM電容器。導(dǎo)電層186b被電連接到導(dǎo)電層170。導(dǎo)電層186c 186d組成在半導(dǎo)體管芯144的覆蓋區(qū)上方和內(nèi)形成的底部電感器翼。導(dǎo)電層196a被電連接到導(dǎo)電層186a且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196b被電連接到導(dǎo)電層186b且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196c被電連接到導(dǎo)電層186c且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196e被電連接到導(dǎo)電層186d且與之對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)電層196c 196e組成頂部電感器翼。在半導(dǎo)體管芯外部形成iro的過程易于引起一定程度的不對(duì)準(zhǔn)，這可能降低iro的質(zhì)量，特別是當(dāng)在半導(dǎo)體管芯上方形成IPD時(shí)以及還單獨(dú)地在RDL的后續(xù)形成期間。頂端電感器翼196c 196e被堆疊在半導(dǎo)體管芯210內(nèi)的底部電感器翼186c 186d的整個(gè)路徑或線圈上方并沿著該路徑或線圈對(duì)準(zhǔn)以獲得更高質(zhì)量且可靠的IPD。導(dǎo)電層170、186和196、阻性層174以及絕緣層160、178、190和200組成在半導(dǎo)體管芯144上方形成的多個(gè)無源電路元件或IPD 212。分割半導(dǎo)體管芯144以產(chǎn)生單獨(dú)的Iro管芯210。將Iro管芯210和半導(dǎo)體管芯124安裝在臨時(shí)載體214上方。在半導(dǎo)體管芯124、半導(dǎo)體管芯144和載體214上方形成密封劑220。密封劑220在RDL和凸塊形成期間提供結(jié)構(gòu)支撐和硬度。在密封劑220、半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯210上方形成絕緣層230?？梢愿鶕?jù)IR)管芯210的設(shè)計(jì)和功能來調(diào)整絕緣層230的厚度。在絕緣層230、IPD管芯210和半導(dǎo)體管芯124上方形成導(dǎo)電層240。導(dǎo)電層240作為扇出RDL進(jìn)行操作，提供用于半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯210的電信號(hào)的橫向重新分配。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯210的連接性，導(dǎo)電層240a 240d的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層240a電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層240b被電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132和IPD管芯210的導(dǎo)電層196a。導(dǎo)電層240c電連接到導(dǎo)電層196b和196d。導(dǎo)電層240c的一部分水平地沿著絕緣層230延伸，并作為堆疊電感器橋或?qū)щ姌虿僮鳎峁?dǎo)電層196b和196d之間的電互連。因此，導(dǎo)電層240c被電連接至頂部電感器翼196c 196e和半導(dǎo)體管芯144?？梢愿鶕?jù)IH)管芯210的設(shè)計(jì)和功能通過增加或減小絕緣層23 0的厚度來控制或調(diào)整導(dǎo)電層240a 240d和導(dǎo)電層196a 196e的水平部分之間的距離或間隙Dl。半導(dǎo)體封裝(特別是在高電流應(yīng)用中)易于發(fā)生導(dǎo)電層或器件之間的漏電流。通過增加絕緣層230的厚度來增加距離Dl提供減小導(dǎo)電層240a 240d和IPD 212、半導(dǎo)體管芯144和半導(dǎo)體管芯124之間的漏電流的能力。圖7示出Fo-WLCSP 253，替換實(shí)施例，類似于圖6所示的組件，缺少導(dǎo)電層186b的形成。導(dǎo)電層196b被機(jī)械地和電氣地直接連接到導(dǎo)電層170。在沒有插入導(dǎo)電層186b的情況下將導(dǎo)電層196b直接連接到導(dǎo)電層170通過避免在沉積導(dǎo)電層186b之前對(duì)離子銑削或背濺射過程的需要而允許用于絕緣層178的更高的均勻程度。在沒有插入導(dǎo)電層186b的情況下將導(dǎo)電層196b直接連接到導(dǎo)電層170還減少了對(duì)充當(dāng)電容器電介質(zhì)材料的絕緣層178的等離子體損害。圖8a 8c相對(duì)于圖I和2a 2c舉例說明在具有單個(gè)電感器的半導(dǎo)體管芯上形成IPD的過程。在圖8a中，從圖4e繼續(xù)，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诮^緣層178、絕緣層160和導(dǎo)電層152上方形成絕緣層260。絕緣層260包含一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層260在被沉積之后經(jīng)歷固化過程，固化溫度在165 380°C范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，絕緣層260的厚度在5 20 Mm范圍之間。以用圖案光光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層260的一部分以產(chǎn)生開口 262并使阻性層174上的絕緣層178的一部分暴露。替換地，用使用激光器264的LDA來去除絕緣層260的一部分并使阻性層174上方的絕緣層178的一部分暴露。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層260和絕緣層178的一部分以產(chǎn)生開口 266并使在阻性層174的覆蓋區(qū)外面的導(dǎo)電層170的一部分暴露。替換地，用使用激光器268的LDA來去除絕緣層260的一部分以產(chǎn)生開口 266并使在阻性層174的覆蓋區(qū)外面的導(dǎo)電層170的一部分暴露。開口 262和266可以具有筆直、錐形或臺(tái)階形側(cè)壁。在圖8b中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程來進(jìn)行的圖案化而在絕緣層260和178以及導(dǎo)電層170上方形成導(dǎo)電層270以形成單獨(dú)部分或區(qū)段196a 196e。導(dǎo)電層270包括一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，用諸如TiCu、TiffCu或TaNC的適當(dāng)籽晶合金，使用適當(dāng)?shù)倪x擇性鍍銅過程諸如離子銑削或背濺射來沉積導(dǎo)電層270。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電層270具有在3和15 Mm之間的厚度。
根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo) 體管芯144的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層270a 270e的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層270a的一部分垂直地延伸通過開口 262，并且在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層170、阻性層174、絕緣層178和導(dǎo)電層270a形成MIM電容器。導(dǎo)電層270b的一部分垂直地延伸通過開口 266以將導(dǎo)電層270b電連接至導(dǎo)電層170。在沒有插入導(dǎo)電層(例如圖6中的導(dǎo)電層186b)的情況下將導(dǎo)電層270b直接連接到導(dǎo)電層170通過避免在沉積插入導(dǎo)電層之前對(duì)離子銑削或背濺射過程的需要而允許用于絕緣層178的更高的均勻程度，并且減少了對(duì)充當(dāng)電容器電介質(zhì)材料的絕緣層178的等離子體損害。另外，通過避免形成諸如圖6所示的導(dǎo)電層186的插入導(dǎo)電層，減少了制造成本和時(shí)間?？梢栽谄矫鎴D中纏繞或盤繞導(dǎo)電層270c 270e的單獨(dú)部分以產(chǎn)生或顯示出電感器的期望特性。導(dǎo)電層270c 270e形成在半導(dǎo)體管芯144的覆蓋區(qū)上方和內(nèi)形成的電感器翼。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诮^緣層260和導(dǎo)電層270上方形成絕緣或鈍化層276。絕緣層276包含一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層276在沉積之后經(jīng)歷固化過程，固化溫度在165 380°C范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，絕緣層276的厚度在5 20 Mm范圍之間。用具有圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層276的一部分，以使導(dǎo)電層270暴露。替換地，用使用激光器278的LDA來去除絕緣層276的一部分以使導(dǎo)電層270暴露。在圖8c中，用鋸條或激光切割工具280通過絕緣層276、絕緣層260、絕緣層160和鋸道146來分割來自圖4a 4e和8a 8b的組件以產(chǎn)生單獨(dú)的II3D管芯282。在圖4c 4e和8a 8c中描述的結(jié)構(gòu)(包括導(dǎo)電層170和270、阻性層174以及絕緣層160、178、260和276組成在Iro管芯282內(nèi)形成的多個(gè)無源電路元件或IPD 284。IPD 284提供高頻應(yīng)用所需的電特性，諸如諧振器、高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、對(duì)稱高Q諧振變壓器和調(diào)諧電容器?？梢詫PD 284用作前端無線RF組件，其可以位于天線與收發(fā)機(jī)之間。電感器可以是高Q平衡不平衡變換器、變壓器或線圈，操作至100千兆赫。在某些應(yīng)用中，在同一襯底上形成多個(gè)平衡不平衡變換器，允許多波段操作。例如，對(duì)于移動(dòng)電話或其它GSM通信而言在四波段中使用兩個(gè)或更多平衡不平衡變換器，每個(gè)平衡不平衡變換器專用于四波段器件的操作的頻帶。典型的RF系統(tǒng)要求一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝中的多個(gè)iro及其它高頻電路，以執(zhí)行所需的電氣功能。圖9a 9i相對(duì)于圖I和2a 2c舉例說明在具有單個(gè)電感器的II3D和半導(dǎo)體管芯上方形成導(dǎo)電橋和扇出RDL的過程。在圖9a中，襯底或載體288包含諸如硅、聚合物、氧化鈹或任何適當(dāng)?shù)统杀緞傂圆牧系臓奚A(chǔ)材料以進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐。在載體288上形成界面層或雙面膠帶290作為臨時(shí)粘合劑接合膜或蝕刻終止層。使用拾放操作將具有來自圖8c的絕緣層276、Iro管芯282的前導(dǎo)定位于具有界面層290的載體288上方并進(jìn)行安裝。使用拾放操作將具有來自圖3c的絕緣層134、半導(dǎo)體管芯124的前導(dǎo)定位于具有界面層290的載體288上并進(jìn)行安裝。絕緣層276與絕緣層134基本上共面。圖9b示出來自圖9a的組件的頂視圖或平面圖。II3D管芯282被緊挨著半導(dǎo)體管芯124安裝在具有界面層290的載體288上方。IH)管芯282鄰近于半導(dǎo)體管芯124且IPD管芯282被Iro管芯282和半導(dǎo)體管芯124之間的空間或間隙從半導(dǎo)體管芯124分離。圖9c示出來自圖9a 9b的組件，集中于單個(gè)IPD管芯282和單個(gè)半導(dǎo)體管芯124。使用膏印刷、壓縮成型、傳遞成型、液體密封劑成型、真空層壓、旋涂或其它適當(dāng)施加器在IB)管芯282、半導(dǎo)體124和載體288上方沉積密封劑或成型化合物292。密封劑292可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑292是不導(dǎo)電的且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免受外部元件和污染物的影響。密封劑292具有高體積電阻率(例如大于E14 Ohm-cm)、低介電常數(shù)(例如小于4. O)和低損耗角正切(例如小于0. 05)。在圖9d中，用化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝離、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法剝落來去除載體288和界面層290以使密封劑292的表面、絕緣層134、導(dǎo)電層132、絕緣層276和導(dǎo)電層270暴露。密封劑292在載體288的去除之后提供用于半導(dǎo)體管芯124和IPD管芯282的結(jié)構(gòu)支撐。在圖9e中，使用等離子體過程、濕法化學(xué)蝕刻或光致抗蝕劑顯影過程來蝕刻密封劑292以去除密封劑292的表面的一部分。替換地，用使用激光器294的LDA來去除密封劑292的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，密封劑292的一部分、支撐結(jié)構(gòu)294保持在絕緣層134的側(cè)壁224上的覆蓋。支撐結(jié)構(gòu)294還保持在IB)管芯282的側(cè)壁296上的覆蓋。密封劑292還具有從絕緣層134和絕緣層276的暴露表面垂直地偏移的表面298。在圖9f中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诿芊鈩?92、半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯282上方形成絕緣或鈍化層300。絕緣層300包含ー層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料?？梢愿鶕?jù)IPD管芯282的設(shè)計(jì)和功能來調(diào)整絕緣層300的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層300的厚度在5 25 Mm范圍內(nèi)。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層300的一部分，以使導(dǎo)電層132和270的一部分暴露。替換地，用使用激光器302的LDA來去除絕緣層300的一部分以使導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層270的一部分暴露。結(jié)果得到的通孔304可以具有筆直、傾斜、有角度、彎曲或臺(tái)階式的側(cè)壁。在圖9g中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程進(jìn)行的圖案化來在絕緣層300、絕緣層276、導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層270上方形成導(dǎo)電層310以形成単獨(dú)部分或區(qū)段310a 310d。導(dǎo)電層310可以是ー層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層310的厚度在3 12 μπι范圍內(nèi)。導(dǎo)電層310的一部分水平地沿著絕緣層300且與半導(dǎo)體管芯124的有源表面130平行地延伸以將到導(dǎo)電層132和270的電互連橫向地重新分配。導(dǎo)電層310作為扇出RDL進(jìn)行操作，提供用于半導(dǎo)體管芯124和IB)管芯282的電信號(hào)的橫向重新分配。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯124和IB)管芯282的連接性，導(dǎo)電層310a 310d的単獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層310a的一部分延伸通過絕緣層300而將導(dǎo)電層310a電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層310b的一部分延伸通過絕緣層300以將導(dǎo)電層310b電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132和IB)管芯282的導(dǎo)電層270a。導(dǎo)電層310c的一部分延伸通過絕緣層300和276而將導(dǎo)電層310c電連接到導(dǎo)電層270b和270d。導(dǎo)電層310c的一部分還水平地沿著絕緣層300延伸，并作為堆疊電感器橋或?qū)щ姌虿僮鳎峁?dǎo)電層270b和270d之間的電互連。因此，導(dǎo)電層310c被電連接至頂部電感器翼270c 270e和半導(dǎo)體管芯144。可以根據(jù)IH)管芯282的設(shè)計(jì)和功能通過增加或減小絕緣層300的厚度來控制或調(diào)整導(dǎo)電層310a 310d和導(dǎo)電層270a 270e的水平部分之間的距離或間隙D2。半導(dǎo)體封裝(特別是在高電流應(yīng)用中)易于發(fā)生導(dǎo)電層或器件之間的漏電流。通過增加絕緣層300的厚度來增加距離D2提供減小導(dǎo)電層310a 310d和IPD 284、半導(dǎo)體管芯144和半導(dǎo)體管芯124之間的漏電流的能力。在圖9h中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诮^緣層300和導(dǎo)電層310上方形成絕緣或鈍化層314。絕緣層314包含一層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。用具有圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層314的一部分，以使導(dǎo)電層310暴露。替換地，用使用激光器316的LDA來去除絕緣層314的一部分以使導(dǎo)電層310暴露。
圖9i示出具有多個(gè)IPD管芯282和半導(dǎo)體管芯124的來自圖9a 9h的組件。使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷過程在暴露的導(dǎo)電層310上方沉積導(dǎo)電凸塊材料。凸塊材料可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合，具有可選助熔劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無鉛焊料。使用適當(dāng)?shù)母街蚪雍线^程將凸塊材料接合到導(dǎo)電層310。在一個(gè)實(shí)施例中，通過將材料加熱至其熔點(diǎn)以上對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以形成球或凸塊318。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊318進(jìn)行回流以改善到導(dǎo)電層310的電接觸?？梢栽谕箟K318下面形成UBM層。還可以將凸塊318壓縮接合到導(dǎo)電層310。凸塊318表不能夠在導(dǎo)電層310上方形成的一種互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用支柱凸塊、微型凸塊或其它電互連。絕緣層300和314、導(dǎo)電層310以及凸塊318共同地組成堆積互連結(jié)構(gòu)320?？梢栽谛纬赏箟K318之前在絕緣層314上方形成附加導(dǎo)電和絕緣層，以根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能跨越封裝提供附加的垂直和水平電連接。用鋸條或激光切割工具322通過絕緣層314、絕緣層300和密封劑292來分割來自圖9a 9i的組件以產(chǎn)生單獨(dú)半導(dǎo)體封裝或Fo-WLCSP 324。圖10示出分割之后的Fo-WLCSP 324。Fo-WLCSP 324類似于圖6所示的組件，缺少導(dǎo)電層186的形成。導(dǎo)電層170、阻性層174、絕緣層178和導(dǎo)電層270a形成MIM電容器。導(dǎo)電層270b被電連接到導(dǎo)電層170。在沒有插入導(dǎo)電層(例如圖6中的導(dǎo)電層186b)的情況下將導(dǎo)電層270b直接連接到導(dǎo)電層170通過避免在沉積插入導(dǎo)電層之前對(duì)離子銑削或背濺射過程的需要而允許用于絕緣層178的更高的均勻程度，并且減少了對(duì)充當(dāng)電容器電介質(zhì)材料的絕緣層178的等離子體損害。另外，通過避免形成諸如圖6所示的導(dǎo)電層186的插入導(dǎo)電層，減少了制造成本和時(shí)間?？梢栽谄矫鎴D中纏繞或盤繞導(dǎo)電層270c 270e的單獨(dú)部分以產(chǎn)生或顯示出電感器的期望特性。導(dǎo)電層170和270、阻性層174以及絕緣層160、178、260和276組成在半導(dǎo)體管芯144上形成的多個(gè)無源電路元件或IPD 284。分割半導(dǎo)體管芯144以產(chǎn)生單獨(dú)的IH)管芯282。將Iro管芯282和半導(dǎo)體管芯124安裝在臨時(shí)載體288上。在半導(dǎo)體管芯124、半導(dǎo)體管芯144和載體288上方形成密封劑292。密封劑292在RDL和凸塊形成期間提供結(jié)構(gòu)支撐和硬度。在密封劑292、半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯282上方形成絕緣層300?？梢愿鶕?jù)Iro管芯282的設(shè)計(jì)和功能來調(diào)整絕緣層300的厚度。在絕緣層300、Iro管芯282和半導(dǎo)體管芯124上方形成導(dǎo)電層310。導(dǎo)電層310作為扇出RDL進(jìn)行操作，提供用于半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯282的電信號(hào)的橫向重新分配。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯282的連接性，導(dǎo)電層310a 310d的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層310a電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層310b被電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132和IPD管芯282的導(dǎo)電層270a。導(dǎo)電層310c電連接到導(dǎo)電層270b和270d。導(dǎo)電層310c的一部分還水平地沿著絕緣層300延伸，并作為堆疊電感器橋或?qū)щ姌虿僮鳎峁?dǎo)電層270b和270d之間的電互連。因此，導(dǎo)電層310c被電連接至電感器翼270c 270e和半導(dǎo)體管芯144?？梢愿鶕?jù)IH)管芯282的設(shè)計(jì)和功能通過增加或減小絕緣層300的厚度來控制或調(diào)整導(dǎo)電層310a 310d和導(dǎo)電層270a 270e的水平部分之間的距離或間隙D2。半導(dǎo)體封裝(特別是在高電流應(yīng)用中)易于發(fā)生導(dǎo)電層或器件之間的漏電流。通過增加絕緣層300的厚度來増加距離D2提供減小導(dǎo)電層 310a 310d和IPD 284、半導(dǎo)體管芯144和半導(dǎo)體管芯124之間的漏電流的能力。圖Ila Ilb相對(duì)于圖I和2a 2c舉例說明在IPD和半導(dǎo)體管芯上方形成臨時(shí)平面化層的過程。在圖Ila中，從圖Sb繼續(xù)，使用旋涂、噴涂、印刷、層壓、PVD、CVD、燒結(jié)或熱氧化在絕緣層276和導(dǎo)電層270上方形成臨時(shí)平面化層330。在一個(gè)實(shí)施例中，在沒有圖案化的情況下在整個(gè)半導(dǎo)體晶片140上方應(yīng)用平面化層330作為毯層。平面化層330包含ー層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、BCB、PI、PB0、聚合基質(zhì)電介質(zhì)膜、有機(jī)聚合物膜或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，平面化層330具有I Mm的厚度。在圖Ilb中，用鋸條或激光切割工具332通過平面化層330、絕緣層276、絕緣層260、絕緣層160和鋸道146來分割組件以產(chǎn)生單獨(dú)的IB)管芯340，其中在IH)管芯340上形成平面化層330。在圖4c 4e、8a 8b和Ila Ilb中描述的結(jié)構(gòu)(包括導(dǎo)電層170和270、阻性層174以及絕緣層160、178、260和276組成在ITO管芯340內(nèi)形成的多個(gè)無源電路元件或IPD 342。IPD 342提供高頻應(yīng)用所需的電特性，諸如諧振器、高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、對(duì)稱高Q諧振變壓器和調(diào)諧電容器?？梢詫PD 342用作前端無線RF組件，其可以位于天線與收發(fā)機(jī)之間。電感器可以是高Q平衡不平衡變換器、變壓器或線圈，操作至100千兆赫。在某些應(yīng)用中，在同一襯底上形成多個(gè)平衡不平衡變換器，允許多波段操作。例如，對(duì)于移動(dòng)電話或其它GSM通信而言在四波段中使用兩個(gè)或更多平衡不平衡變換器，每個(gè)平衡不平衡變換器專用于四波段器件的操作的頻帶。典型的RF系統(tǒng)要求一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝中的多個(gè)iro及其它高頻電路，以執(zhí)行所需的電氣功能。圖12a 12h相對(duì)于圖I和2a 2c舉例說明形成具有在垂直偏移情況下的IPD和半導(dǎo)體管芯上方形成的導(dǎo)電橋和RDL的Fo-WLCSP的過程。在圖12a中，襯底或載體344包含諸如硅、聚合物、氧化鈹或任何適當(dāng)?shù)统杀緞傂圆牧系臓奚A(chǔ)材料以進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐。在載體344上形成界面層或雙面膠帶346作為臨時(shí)粘合劑接合膜或蝕刻終止層。使用拾放操作將具有來自圖Ilb的絕緣層276、IPD管芯340的前導(dǎo)定位于具有界面層346的載體344上方并進(jìn)行安裝。使用拾放操作將具有來自圖3c的絕緣層134、半導(dǎo)體管芯124的前導(dǎo)定位于具有界面層346的載體344上并進(jìn)行安裝。由于在絕緣層276上方形成平面化層330，所以絕緣層276從絕緣層134垂直地偏移了等于平面化層330的厚度的量。因此，絕緣層276和絕緣層134是非平面的。另外，IPD管芯340從半導(dǎo)體管芯124的絕緣層134垂直地偏移等于平面化層330的厚度的量。圖12b示出來自圖12a的組件，集中于單個(gè)IB)管芯340和單個(gè)半導(dǎo)體管芯124。使用膏印刷、壓縮成型、傳遞成型、液體密封劑成型、真空層壓、旋涂或其它適當(dāng)施加器在IPD管芯340、半導(dǎo)體124和載體344上方沉積密封劑或成型化合物350。密封劑350可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑350是不導(dǎo)電的且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免受外部元件和污染物的影響。密封劑350具有高體積電阻率(例如大于E14 Ohm-cm)、低介電常數(shù)(例如小于4. 0)和低損耗角正切(例如小于0. 05)。在圖12c中，用化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝離、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法剝落來去除載體344和界面層346以使密封劑350的表面、絕緣層134、導(dǎo)電層132和平面化層330暴露。密封劑350在載體344的去除之后提供用于半導(dǎo)體管芯124和ITO管芯340的結(jié)構(gòu)支撐。在圖12d中，使用等離子體過程、濕法化學(xué)蝕刻或光致抗蝕劑顯影過程來蝕刻密封劑350以去除密封劑280的表面的一部分。替換地，用使用激光器352的LDA來去除密封劑350的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，密封劑350的一部分、支撐結(jié)構(gòu)354保持在絕緣層134的側(cè)壁224上的覆蓋。支撐結(jié)構(gòu)354還保持在Iro管芯340的側(cè)壁356上的覆蓋。密封劑350還具有從絕緣層134和平面化層330的暴露表面垂直地偏移的表面358。在圖12e中，用濕法化學(xué)剝離過程或用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除平面化層330以使絕緣層276和導(dǎo)電層270暴露。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诿芊鈩?50、半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯340上方形成絕緣或鈍化層360。絕緣層360包含一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料?？梢愿鶕?jù)Iro管芯340的設(shè)計(jì)和功能來調(diào)整絕緣層360的厚度。絕緣層360在IPD管芯340周界區(qū)域中或在覆蓋區(qū)外面具有第一厚度Tl。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層360的厚度Tl具有在5 25 Mm之間的范圍。絕緣層360在ITO管芯340的覆蓋區(qū)內(nèi)將具有第二厚度T2。厚度T2比厚度Tl大了等于平面化層330的厚度的量。通過根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能來增加或減小平面化層330的厚度，可以獨(dú)立于絕緣層360的厚度Tl或除此之外調(diào)整絕緣層360的厚度T2。以用圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層360的一部分，以使導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層270暴露。替換地，用使用激光器362的LDA來去除絕緣層360的一部分以使導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層270暴露。結(jié)果得到的通孔364可以具有筆直、傾斜、有角度、彎曲或臺(tái)階式的側(cè)壁。在圖12f中，使用用PVD、CVD、濺射、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆過程或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過程進(jìn)行的圖案化來在絕緣層360、絕緣層276、絕緣層134、導(dǎo)電層132和導(dǎo)電層270上方形成導(dǎo)電層366以形成單獨(dú)部分或區(qū)段366a 366d。導(dǎo)電層366可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層366的厚度在3 12Mffl范圍內(nèi)。導(dǎo)電層366的一部分水平地沿著絕緣層360且與半導(dǎo)體管芯124的有源表面130平行地延伸以將到導(dǎo)電層132和270的電互連橫向地重新分配。導(dǎo)電層366作為扇出RDL進(jìn)行操作，提供用于半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯340的電信號(hào)的橫向重新分配。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯340的連接性，導(dǎo)電層366a 366d的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層366a的一部分延伸通過絕緣層360而將導(dǎo)電層366a電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層366b的一部分延伸通過絕緣層360以將導(dǎo)電層366b電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132和IB)管芯340的導(dǎo)電層270a。導(dǎo)電層366c的一部分延伸通過絕緣層360和276而將導(dǎo)電層366c電連接到導(dǎo)電層270b和270d。導(dǎo)電層366c的一部分還水平地沿著絕緣層360延伸，并作為堆疊電感器橋或?qū)щ姌虿僮?，提供?dǎo)電層270b和270d之間的電互連。因此，導(dǎo)電層366c被電連接至電感器翼270c 270e和半導(dǎo)體管芯144?？梢愿鶕?jù)IH)管芯340的設(shè)計(jì)和功能通過增加或減小絕緣層360的厚度Tl和T2來控制或調(diào)整導(dǎo)電層366a 366d和導(dǎo)電層270a 270e的水平部分之間的距離或間隙D3。半導(dǎo)體封裝(特別是在高電流應(yīng)用中)易于發(fā)生導(dǎo)電層或器件之間的漏電 流。通過增加絕緣層360的厚度Tl和T2來増加距離D3提供減小導(dǎo)電層366a 366d和IPD 342、半導(dǎo)體管芯144和半導(dǎo)體管芯124之間的漏電流的能力。在圖12g中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷或?qū)訅涸诮^緣層360和導(dǎo)電層366上方形成絕緣或鈍化層368。絕緣層368包含ー層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、有機(jī)聚合物或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。用具有圖案化光致抗蝕劑層的蝕刻過程來去除絕緣層368的一部分，以使導(dǎo)電層366的一部分暴露。替換地，用使用激光器370的LDA來去除絕緣層368的一部分以使導(dǎo)電層366的一部分暴露。圖12h示出具有多個(gè)IPD管芯340和半導(dǎo)體管芯124的來自圖12a 12g的組件。使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷過程在導(dǎo)電層366的暴露部分上方沉積導(dǎo)電凸塊材料。凸塊材料234可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、B i、Cu、焊料及其組合，具有可選助熔劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無鉛焊料。使用適當(dāng)?shù)母街蚪雍线^程將凸塊材料接合到導(dǎo)電層366。在一個(gè)實(shí)施例中，通過將材料加熱至其熔點(diǎn)以上對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以形成球或凸塊374。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊374進(jìn)行回流以改善到導(dǎo)電層366的電接觸?？梢栽谕箟K374下面形成UBM層。還可以將凸塊374壓縮接合到導(dǎo)電層366。凸塊374表不能夠在導(dǎo)電層366上方形成的一種互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用支柱凸塊、微型凸塊或其它電互連。絕緣層360和368、導(dǎo)電層366以及凸塊374共同地組成堆積互連結(jié)構(gòu)376?？梢栽谛纬赏箟K374之前在絕緣層368上方形成附加導(dǎo)電和絕緣層，以根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能跨越封裝提供附加的垂直和水平電連接。用鋸條或激光切割工具378通過絕緣層368、絕緣層360和密封劑350來分割來自圖12h的組件以產(chǎn)生單獨(dú)半導(dǎo)體封裝或F0-WLCSP380。圖13示出分割之后的Fo-WLCSP 380。Fo-WLCSP 380類似于圖10所示的組件，在Iro管芯340和半導(dǎo)體管芯124之間具有垂直偏移。導(dǎo)電層170、阻性層174、絕緣層178和導(dǎo)電層270a形成MM電容器。導(dǎo)電層270b被電連接到導(dǎo)電層170。在沒有插入導(dǎo)電層(例如圖6中的導(dǎo)電層186)的情況下將導(dǎo)電層270b直接連接到導(dǎo)電層170避免了在沉積插入導(dǎo)電層之前需要離子銑削或背濺射過程，這允許用于絕緣層178的更高的均勻程度。在沒有插入導(dǎo)電層(例如圖6中的導(dǎo)電層186b)的情況下將導(dǎo)電層270b直接連接到導(dǎo)電層170還減少了對(duì)充當(dāng)電容器電介質(zhì)材料的絕緣層178的等離子體損害?？梢栽谄矫鎴D中纏繞或盤繞導(dǎo)電層270c 270e的単獨(dú)部分以產(chǎn)生或顯示出電感器的期望特性。導(dǎo)電層170和270、阻性層174以及絕緣層160、178、260和276組成在半導(dǎo)體管芯144上方形成的多個(gè)無源電路元件或IPD 342。在IPD 342上方形成臨時(shí)平面化層330。分割半導(dǎo)體管芯144以產(chǎn)生單獨(dú)的IB)管芯340。將IB)管芯340和半導(dǎo)體管芯124安裝在臨時(shí)載體344上。在半導(dǎo)體管芯124、半導(dǎo)體管芯144和載體344上方形成密封劑350。IPD管芯340從半導(dǎo)體管芯124的絕緣層134垂直地偏移了等于平面化層330的厚度的量。密封劑350在RDL和凸塊形成期間提供結(jié)構(gòu)支撐和硬度。在密封劑350、半導(dǎo)體管芯124和IPD管芯340上方形成絕緣層360?？梢愿鶕?jù)Iro管芯340的設(shè)計(jì)和功能來調(diào)整絕緣層360的厚度。在絕緣層360、IPD管芯340和半導(dǎo)體管芯124上方形成導(dǎo)電層366。導(dǎo)電層366作為扇出RDL進(jìn)行操作，提供用于半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯340的電信號(hào)的橫向重新分配。根據(jù)單獨(dú)半導(dǎo)體管芯124和Iro管芯340的連接性，導(dǎo)電層366a 366d的單獨(dú)部分可以是電公共的或電隔離的。導(dǎo)電層366a電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層366b被電連接到半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電 層132和IPD管芯340的導(dǎo)電層270a。導(dǎo)電層366c電連接到導(dǎo)電層270b和270d。導(dǎo)電層366c的一部分還水平地沿著絕緣層360延伸，并作為堆疊電感器橋或?qū)щ姌虿僮鳎峁?dǎo)電層270b和270d之間的電互連。因此，導(dǎo)電層366c被電連接至電感器翼270c 270e和半導(dǎo)體管芯144?？梢愿鶕?jù)Iro管芯340的設(shè)計(jì)和功能通過增加或減小絕緣層360的厚度Tl和T2來控制或調(diào)整導(dǎo)電層366a 366d和導(dǎo)電層270a 270e的水平部分之間的距離或間隙D3。半導(dǎo)體封裝(特別是在高電流應(yīng)用中)易于發(fā)生導(dǎo)電層或器件之間的漏電流。通過增加絕緣層360的厚度Tl和T2來增加距離D3提供減小導(dǎo)電層366a 366d和IPD 342、半導(dǎo)體管芯144和半導(dǎo)體管芯124之間的漏電流的能力?？偠灾?，半導(dǎo)體器件具有第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)。在第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)上方形成第一電感器(底部電感器翼186c 186d)。在第一電感器(底部電感器翼186c 186d)上方形成第二電感器(頂部電感器翼196c 196e)并使其與第一電感器(底部電感器翼186c 186d)對(duì)準(zhǔn)。在第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)及第一和第二電感器(底部電感器翼186c 186d ;頂部電感器翼196c 196e)上方形成絕緣層(絕緣層230)。在絕緣層(絕緣層230)上方形成導(dǎo)電橋(導(dǎo)電層240c)并電連接在第二電感器(頂部電感器翼196c 196e)和第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體144)之間。半導(dǎo)體器件還包括第二半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯124)。在第一和第二半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144 ;半導(dǎo)體管芯124)之間形成導(dǎo)電層(導(dǎo)電層240b)。在第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)上方形成電容器(導(dǎo)電層170、阻性層174、絕緣層178和導(dǎo)電層186b)。絕緣層(絕緣層290)可以在第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)的覆蓋區(qū)外面具有第一厚度(厚度Tl)且在第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)的覆蓋區(qū)上方具有大于第一厚度(厚度Tl)的第二厚度(厚度T2)。絕緣層(絕緣層230)的厚度可以在5和25 Mffl之間范圍內(nèi)。在第一半導(dǎo)體管芯(半導(dǎo)體管芯144)上方形成密封劑(密封劑220)。雖然已詳細(xì)地舉例說明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不脫離以下權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下可以對(duì)那些實(shí)施例進(jìn)行變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供第一半導(dǎo)體管芯； 在第一半導(dǎo)體管芯上方形成第一電感器； 在第一電感器上方形成第二電感器并使其與第一電感器對(duì)準(zhǔn)； 在第一半導(dǎo)體管芯以及第一和第二電感器上方形成絕緣層；以及 在絕緣層上方形成導(dǎo)電橋并電連接在第二電感器與第一半導(dǎo)體管芯之間。
2.權(quán)利要求I的方法，還包括 提供第二半導(dǎo)體管芯；以及 在第一和第二半導(dǎo)體管芯之間形成導(dǎo)電層。
3.權(quán)利要求I的方法，其中，所述絕緣層在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)外面具有第一厚度且在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)上方具有大于第一厚度的第二厚度。
4.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供第一半導(dǎo)體管芯； 在第一半導(dǎo)體管芯上方形成第一電感器；以及 在第一電感器上方形成第二電感器并使其與第一電感器對(duì)準(zhǔn)。
5.權(quán)利要求4的方法，還包括 在第一半導(dǎo)體管芯以及第一和第二電感器上方形成絕緣層；以及 在絕緣層上方形成導(dǎo)電橋并電連接在第二電感器與第一半導(dǎo)體管芯之間。
6.權(quán)利要求5的方法，其中，所述絕緣層在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)外面具有第一厚度且在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)上方具有大于第一厚度的第二厚度。
7.權(quán)利要求4的方法，還包括 提供第二半導(dǎo)體管芯；以及 在第一和第二半導(dǎo)體管芯之間形成導(dǎo)電層。
8.一種半導(dǎo)體器件，包括 第一半導(dǎo)體管芯； 第一電感器，其在第一半導(dǎo)體管芯上方形成； 第二電感器，其在第一電感器上方形成且與第一電感器對(duì)準(zhǔn)； 絕緣層，其在第一半導(dǎo)體管芯以及第一和第二電感器上方形成；以及 導(dǎo)電橋，其在絕緣層上方形成且電連接在第二電感器與第一半導(dǎo)體管芯之間。
9.權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件，還包括 第二半導(dǎo)體管芯；以及 導(dǎo)電層，其在第一和第二半導(dǎo)體管芯之間形成。
10.權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件，其中，所述絕緣層在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)外面具有第一厚度且在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)上方具有大于第一厚度的第二厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件和在半導(dǎo)體管芯上方形成集成無源器件的方法。半導(dǎo)體器件具有第一半導(dǎo)體管芯。在第一半導(dǎo)體管芯上方形成第一電感器。在第一電感器上方形成第二電感器并使其與第一電感器對(duì)準(zhǔn)。在第一半導(dǎo)體管芯以及第一和第二電感器上方形成絕緣層。在絕緣層上方形成導(dǎo)電橋并電連接在第二電感器與第一半導(dǎo)體管芯之間。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有第二半導(dǎo)體管芯且在第一和第二半導(dǎo)體管芯之間形成導(dǎo)電層。在另一實(shí)施例中，在第一半導(dǎo)體管芯上方形成電容器。在另一實(shí)施例中，絕緣層在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)上方具有第一厚度且在第一半導(dǎo)體管芯的覆蓋區(qū)外面具有小于第一厚度的第二厚度。
文檔編號(hào)H01L21/02GK102623391SQ20111043495
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉凱, 林耀劍, 陳康 申請(qǐng)人:新科金朋有限公司