[发明专利]使用牺牲侧壁层制造薄半导体芯片的方法及其设备

说明书

本公开的实施例涉及使用牺牲侧壁层制造薄半导体芯片的方法及其设备。本公开提供了设备和方法，其中半导体芯片具有减少的尺寸和厚度。通过利用牺牲性或牺牲硅晶片来制造设备。在牺牲硅晶片中形成凹进，其中半导体芯片被安装在凹进中。在牺牲硅晶片与芯片之间的空间被利用底层填充材料填充。使用任何适当的蚀刻处理，牺牲硅晶片和芯片的背侧被蚀刻，直至牺牲硅晶片被移除，并且芯片的厚度被减少。利用该处理，在一些实施例中，半导体芯片的整体尺寸可以被变薄到小于50μm。该超薄半导体芯片可以被并入制造柔性/可卷曲显示面板、可折叠移动设备、可穿戴显示器、或任何其他电气或电子设备中。

技术领域

本公开涉及制造具有经减少厚度的集成电路(IC)芯片的方法及其设备，适合被应用于可穿戴电子器件和柔性设备。

背景技术

随着对柔性设备和可穿戴电子设备增长的兴趣，半导体制造产业受困于寻找一种制造方法以使半导体设备或IC芯片变薄到超薄(ultra-thin)水平。现有半导体制造过程的工艺状态通常产生具有厚度大于约100μm、或更厚的IC芯片。然而，由于现有制造过程的固有限制，进一步地使IC芯片变薄是不可行的。

在变薄IC芯片厚度的能力被限制的情况下，半导体产业无法将其IC芯片应用扩展到各种技术领域，诸如可卷曲显示器、可折叠移动设备、可穿戴显示器、柔性膜显示器等超过常规应用领域的领域。

由于常规IC芯片的限制，芯片的尺寸和厚度不能满足产业针对提供最小化尺寸IC芯片的需求的增长。

发明内容

本公开涉及制造具有经减少尺寸和厚度的半导体芯片。相应地，提供了半导体芯片和制造这样的具有整体超薄尺寸的半导体芯片的方法。通过提供具有经减少厚度的半导体芯片(在一些实施例中小于50μm)，产业可以找到实现在上文所提到的可卷曲显示器、可折叠移动设备(例如移动听筒、笔记本电脑、平板电脑等)、可穿戴显示器、柔性膜显示器的突破口。

在各个实施例中，并入一个或多个本公开的半导体芯片的电子设备将具有经减少的尺寸(诸如经减少的厚度)。

在各个实施例中，本公开提供了制造具有经减少厚度的半导体芯片的方法，通过采用牺牲性(或牺牲)晶片作为侧壁。牺牲晶片可以是硅晶片，并且在底层填充材料被填充到半导体芯片与牺牲晶片之间时，该牺牲晶片被用作牺牲侧壁。然后该牺牲晶片与将被变薄至优选厚度的半导体芯片的无源表面(即，不具有有源电路装置部件的表面)被进一步一同研磨。采用牺牲硅晶片的该处理有助于显著地减少半导体芯片的尺寸。

在至少一个实施例中，本公开提供了一种半导体设备，包括电路板、芯片、多个焊料球和底层填充材料。芯片被定位在电路板的表面上，并且芯片具有第一侧和与第一侧相对的第二侧。多个焊料球被电耦合到电路板和芯片的第一侧，并且焊料球被彼此间隔。底层填充材料接触电路板、芯片和焊料球，并且底层填充材料具有与电路板的表面相对的第一表面和横向于第一表面的侧壁。

在一些实施例中，芯片的第二侧和底层填充材料的第一表面大致共面。

在一些实施例中，侧壁和底层填充材料的第一表面彼此垂直。

在一些实施例中，底层填充材料的侧壁与电路板的表面大致垂直，并且底层填充材料的第一表面与电路板大致平行。

在一些实施例中，底层填充材料在间隔的焊料球之间延伸，并且横向地包围焊料球。

在一些实施例中，半导体设备还包括在电路板的表面上的第一接触焊盘。多个焊料球的至少一个焊料球被安装在第一接触焊盘上。

在一些实施例中，半导体设备还包括在芯片的第一侧上的第二接触焊盘。多个焊料球的至少一个焊料球被连接到第二接触焊盘和芯片。

在一些实施例中，电路板是柔性印刷电路板。

在一些实施例中，在第一侧面与第二侧面之间的芯片的厚度小于50μm。