[发明专利]形成与半导体小片垂直分隔的互连层中的电感器的半导体器件和方法

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及半导体器件，并且更具体来说，涉及形成具有与半导体小片垂直分隔的互连层中的电感器的半导体器件和方法。

背景技术

半导体器件常见于现代电子产品中。半导体器件在电子组件的数量和密度方面有所不同。分立半导体器件一般包含一种类型的电组件，例如发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器和功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包含数百至数百万电组件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池和数字微镜器件(DMD)。

半导体器件执行大量功能，例如信号处理、高速计算、传送和接收电磁信号、控制电子装置、将太阳光变换成电力以及创建用于电视显示的可视投影。半导体器件见于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机和消费者产品的领域。半导体器件还见于军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备。

半导体器件利用半导体材料的电性质。半导体材料的原子结构允许其电导率通过施加电场或基极电流或者经由掺杂过程来操纵。掺杂将杂质引入半导体材料，以便操纵和控制半导体器件的导电率。

半导体器件包含有源和无源电结构。包括双极和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂水平和电场或基极电流的施加，晶体管促进或限制电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构创建执行各种电功能所需的电压与电流之间的关系。无源和有源结构经电连接以形成电路，该电路使半导体器件能够执行高速计算和其它有用功能。

半导体器件一般使用各潜在地涉及数百个步骤的两个复杂制造过程来制造，即前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个小片。各小片通常是相同的，并且包含通过电连接有源和无源组件所形成的电路。后端制造涉及从成品晶圆来切分(singulate)单独小片，并且封装小片以便提供结构支承和环境隔离。

半导体制造的一个目标是产生更小的半导体器件。更小的器件通常消耗更少功率，具有更高性能，并且能够更有效地生产。另外，更小的半导体器件具有更小占用面积，这对于较小最终产品是合乎需要的。较小小片尺寸可通过前端过程的改进来实现，从而产生具有更小、更高密度的有源和无源组件的小片。通过电互连和封装材料的改进，后端过程可产生具有较小占用面积的半导体器件封装。

半导体制造的另一个目标是产生更高性能的半导体器件。装置性能的增加能够通过形成能够工作在更高速度的有源组件来实现。在诸如射频(RF)无线通信之类的高频应用中，集成无源器件(IPD)往往包含在半导体器件中。IPD的示例包括电阻器、电容器和电感器。一种典型RF系统要求一个或多个半导体封装中的多个IPD来执行必要的电功能。

电感器能够在半导体小片中形成。但是，集成小片电感器往往部分由于涡流损耗而遭受低Q因子。集成电感器消耗相当大的小片面积，并且降低设计灵活性。

发明内容

需要半导体器件中的高Q因子电感器。相应地，在一个实施例中，本发明是一种制作半导体器件的方法，包括下列步骤：提供载体；在载体之上形成粘合层；提供具有在半导体小片的有源表面之上形成的多个凸块的半导体小片；将半导体小片安装到载体，其中凸块部分设置在粘合层中以形成半导体小片与粘合层之间的间隙；将封装剂沉积在半导体小片之上以及半导体小片与粘合层之间的间隙之中；去除载体和粘合层，以便从封装剂露出凸块；在封装剂之上形成绝缘层；以及按照缠绕配置在绝缘层之上形成第一导电层以呈现电感性质并且该第一导电层电连接到凸块。第一导电层具有由间隙中的封装剂和绝缘层所确定的与半导体小片的分隔。

在另一个实施例中，本发明是一种制作半导体器件的方法，包括下列步骤：提供载体；提供半导体小片；在半导体小片的表面之上形成第一绝缘层；以第一绝缘层为先导而将半导体小片安装到载体；将封装剂沉积在半导体小片之上；去除载体；在半导体小片之上形成第二绝缘层；以及按照缠绕配置在第二绝缘层之上形成第一导电层以呈现电感性质。第一导电层具有由第一和第二绝缘层所确定的与半导体小片的分隔。

在另一个实施例中，本发明是一种制作半导体器件的方法，包括下列步骤：提供半导体小片；在半导体小片的第一表面上形成第一绝缘层；将封装剂沉积在半导体小片中与第一表面相对的第二表面之上；在半导体小片的第一表面之上形成第二绝缘层；以及按照缠绕配置在第二绝缘层之上形成第一导电层以呈现电感性质。第一导电层具有与半导体小片的分隔。