[发明专利]半导体芯片结构

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种主动式半导体组件的芯片，具体而言是 指一种能省略焊线或焊球(凸块)等半导体组件的封装制程，且能与印刷电路基板 (PCB)和封装基板(转接板)直接形成电气连接的半导体芯片结构。

背景技术

主动式半导体组件(晶体管或IC)泛指除了电感、电容、电阻外，如二极管、集 成电路、晶体管(MOS FET，IGBT等)、大功率半导体组件、受光组件、太阳 能砷化镓组件等多数半导体组件，而主动式半导体组件(晶体管或IC)的制作法是 经由下列步骤制造出来的：

·先从硅(Si)或锗(Ga)等元素制作出半导体基板。

·前段制程：在半导体基板上形成半导体芯片。

·后段制程：将半导体芯片封装成IC。

上述制程中，前段制程的芯片如图7所示，该主动式半导体芯片先从元素周期 表中的第IV族元素(硅(Si)、锗(Ga))以及第III族、第V族的化合物(砷化镓(GaAs)、 磷化镓(GaP))等元素制作出半导体基板3。

在半导体基板表面反复进行黄光微影、蚀刻及杂质扩散制程，藉由热扩散 法(thermai diffusion method)、离子注入法(ion-injection method)或磊晶成长法 (气相成长法)(epitaxial growth method)形成不同磊晶成长层31及绝缘层32(如 氧化膜层等)，并将铝、铜、钛、铬、白金、金或合金等蒸镀在芯片表面形成 电极51(如栅极、漏极及源极等)及配线，进而形成各种不同的半导体芯片5。

而后段制程中，请参阅如图1-图4所示，图中列举了四种最常见的将半导 体芯片制作成主动式半导体组件(晶体管或IC)的制程，说明如下；

常用的第一种制程如图1为扁平式封装(Quad Flat Package；QFP)，其 在芯片5上形成有复数与外部进行电气连接的电极51，而其封装方式是先行 将芯片5固定至一具复数接脚52的导线架53上，再以打线技术在芯片5的 电极51与接脚52间串接连接线54，且以封胶技术进行封装，使芯片5与连 接线54包覆于构装体55内，制成主动式半导体组件10，至于固定方式，则通 过前述导线架53的接脚52固设于基板90的对应印刷电路91上，而完成其 固定的制程；

常用的第二种制程如图2为球门阵列封装(Ball Grid Array；BGA)，其 在芯片5上形成有复数与外部进行电气连接的电极51，而其封装方式是先行 将芯片5固定至一导线板50上，再以打线技术在芯片5的电极51与导线板 50的集成电路58接点间串接连接线54，且以封胶技术进行封装，使芯片5与 连接线54包覆于构装体55内，制成主动式半导体组件20，并利用植球技术于 导线板50外侧表面预先设置固接用的焊球(凸块)80，至于固定方式，则利用 前述导线板50的焊球(凸块)80焊固于电路基板90对应的印刷电路91上，而 完成其固定的制程；

常用的第三种制程如图3为覆晶封装(Flip Chip；FC)，其在芯片5上形 成有复数与外部进行电气连接的电极51，接着通过半导体制程于芯片5的电 极51上，利用植球技术形成焊球(凸块)80(如锡球或金球)，再将芯片5以焊 球(凸块)80固定于一封装基板(转接板)59的集成电路58上，再以注胶技术进 行封装，使芯片5与焊球(凸块)80包覆于构装体55内，制成主动式半导体组件 30。该封装基板(转接板)59再利用植球技术预先设置固接用的焊球(凸块)80， 至于该覆晶封装的固定方式，则利用前述封装基板(转接板)59的焊球(凸块)80 焊固于电路基板90对应的印刷电路91上，而完成其固定的制程。

至于晶圆级封装(Wafer Level Chip Scale Package；WLCSP)如图4，其 在芯片5上形成有复数与外部进行电气连接的电极51，而其封装方式是先行 利用半导体制程于芯片5的电极51上形成焊球(凸块)80(如锡球或金球)。至 于晶圆级封装的固定方式，则是利用前述芯片5的焊球(凸块)80直接连固于 电路基板90对应的印刷电路91上，而完成其固定的制程。