[发明专利]STT-MRAM覆晶磁屏蔽及其制造方法

说明书

本发明涉及STT‑MRAM覆晶磁屏蔽及其制造方法，提供数种在覆晶封装件内磁屏蔽垂直STT‑MRAM结构的所有六面的方法及所产生的装置。数个具体实施例包括：在晶圆的上表面及铝焊垫的外部上方形成钝化堆栈；在该钝化堆栈上方形成聚合物层；在该铝焊垫、该聚合物层的数个部分上方且沿着该聚合物层的侧壁形成UBM层；在该UBM层上方形成T形铜柱；在该T形铜柱上方形成μ‑凸块；将该晶圆切成多个晶粒；在各晶粒的底面上方形成环氧树脂层；在该环氧树脂层上方且沿着各晶粒、该环氧树脂层、该钝化堆栈及该聚合物层的侧壁形成磁屏蔽层；以及使该μ‑凸块连接至具有数个BGA球的封装衬底。

技术领域

本揭示内容是有关于半导体封装件的设计及制造方法。本揭示内容特别可应用于集成电路(IC)中的自旋转移力矩(STT)-磁性随机存取内存(MRAM)结构。

背景技术

例如STT-MRAM芯片的IC芯片通常囊封在保护封装件中以防止磁性信道接面(MTJ)受到杂散(stray)或外加电磁场的干扰或自旋变化以及防止在后续加工期间受损。为了更好地保护，STT-MRAM结构需要利用屏蔽结构从所有侧面予以屏蔽，不过，例如，打线接合封装(wire-bond packaging)的已知屏蔽方法会因为屏蔽结构未形成闭路而导致有较低的磁性抗扰力，这对垂直STT-MRAM结构而言更是如此。此外，屏蔽结构的较宽开口会导致较低的磁屏蔽效能，例如，磁屏蔽的阈值较差。

参考图1的横截面图，其图示打线接合MRAM封装件中的磁屏蔽，磁性环氧树脂层101及103各自形成于MRAM结构105的一部分的上方及下方，而保护屏蔽层107各自形成于环氧树脂层101及103上方及下面。不过，如上所述，此设计有问题，因为保护屏蔽层107有宽开口109，会使得MRAM晶粒105暴露而受到外加电磁场的干扰。此外，该打线接合封装件不能做到系统芯片(SOC)所要求的高密度输入/输出(I/O)。

因此，亟须一种方法能够以覆晶封装件从六个侧面磁性屏蔽垂直STT-MRAM结构。

发明内容

本揭示内容的一方面为一种在覆晶封装件内磁屏蔽垂直STT-MRAM结构的所有六面的方法。

本揭示内容的另一方方面为一种具有于覆晶封装件内对于所有六面予以磁屏蔽的垂直STT-MRAM结构的装置。

本揭示内容的附加方面及其他特征会在以下说明中提出以及部分在本领域技术人员审查以下内容或学习本揭示内容的实施后会明白。按照随附权利要求书的特别提示，可实现及得到本揭示内容的优点。

根据本揭示内容，某些技术效果部分可用一种方法达成，包括：在晶圆的上表面及铝(Al)焊垫的数个外部上方形成钝化堆栈；在该钝化堆栈上方形成聚合物层；在该铝焊垫、该聚合物层的数个部分上方且沿着该聚合物层的侧壁形成凸块下金属(UBM)层；在该UBM层上方形成T形铜(Cu)柱；在该T形铜柱上方形成μ-凸块；将该晶圆切成多个晶粒；在各晶粒的底面上方形成环氧树脂层；在该环氧树脂层上方且沿着各晶粒、该环氧树脂层、该钝化堆栈及该聚合物层的侧壁形成磁屏蔽层；以及使该μ-凸块连接至具有数个球格阵列(BGA)球的封装衬底。