[发明专利]具有波导的半导体装置及其方法

说明书

本公开涉及具有波导的半导体装置及其方法。提供了一种制造半导体装置的方法。所述方法包括：形成组件，包括将半导体管芯和发射器结构放置在载体衬底上；包封所述半导体管芯和所述发射器结构的至少一部分；以及在所述半导体管芯的表面和所述发射器结构的表面上施加再分布层以使所述半导体管芯的接合垫与所述发射器结构的天线发射器连接。所述组件附接到衬底，并且与所述组件重叠的波导附接到所述衬底。波导结构与所述组件在物理上分离。

技术领域

本公开大体上涉及半导体装置封装，且更具体地说，涉及一种具有波导的半导体装置及其形成方法。

背景技术

如今，在例如汽车、卡车、公共汽车等车辆中加装雷达系统的趋势正在不断增长，这便于增强驾驶员对驾驶员车辆周围物体的意识。当车辆接近物体(例如，其它汽车、行人和障碍物)时，或者当物体接近车辆时，驾驶员无法总是检测到物体并且执行避免与物体碰撞所需的干预动作。安装在车辆上的汽车雷达系统可以检测到包括车辆附近的其它车辆在内的物体的存在，并且向驾驶员提供及时的信息，使得驾驶员能够执行可能的干预动作。然而，此类汽车雷达系统可能显著地影响车辆成本。

发明内容

一般来说，提供了一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：形成组件，包括：将半导体管芯和发射器结构放置在载体衬底上，发射器结构包括天线发射器；包封半导体管芯和发射器结构的至少一部分；在半导体管芯的第一主表面和发射器结构的第一主表面上施加再分布层，半导体管芯的接合垫通过再分布层连接到天线发射器；将组件附接到衬底；以及将波导结构附接到衬底，波导结构与组件重叠并且与组件在物理上分离。发射器结构可以形成为具有空腔，天线发射器位于空腔的底部表面。将波导结构附接到衬底可另外包括将波导结构中的开口的侧壁延伸到空腔中以基本上包围天线发射器。波导结构中的开口的尺寸可以被配置成用于传播毫米波信号。所述方法另外包括形成基本上包围天线发射器的导电环结构，导电环结构的外侧壁与空腔的侧壁间隔开以在导电环结构与空腔的侧壁之间形成通道。将波导结构附接到衬底可另外包括将波导结构中的开口的侧壁延伸到形成于导电环结构与空腔的侧壁之间的通道中。所述方法可另外包括对组件进行背面研磨，以暴露基本上包围天线发射器的导电路径；以及将导电环结构附接到暴露的导电路径上。将波导结构附接到衬底可另外包括延伸波导结构中的开口的侧壁以基本上包围导电环结构。将波导结构附接到衬底可另外包括延伸波导结构中的开口的侧壁以基本上包围天线发射器，导电环结构包围开口的延伸侧壁。

在另一实施例中，提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括：具有顶侧表面的印刷电路板(PCB)；在顶侧表面处附接到PCB的封装组件，封装组件包括具有第一主表面和第二主表面的封装衬底；具有有源表面和背侧表面的半导体管芯，半导体管芯在第一主表面处附接到封装衬底；在第一主表面处附接到封装衬底的发射器结构，发射器结构包括通过封装衬底耦合到半导体管芯的天线发射器；以及包封半导体管芯和发射器结构的至少一部分的环氧材料；以及在顶侧表面处附接到PCB的波导结构，波导结构与封装组件重叠并且与封装组件在物理上分离。封装衬底的特征可以在于包括再分布层的增层衬底，再分布层被配置成将半导体管芯的有源表面上的接合垫与天线发射器耦合。波导结构可以被配置并布置成用于传播毫米波信号。发射器结构可以形成为具有空腔，天线发射器位于空腔的底部表面。波导结构可以包括波导开口，波导开口具有延伸到空腔中并且基本上包围天线发射器的侧壁部分。发射器结构可另外包括基本上包围天线发射器的导电环结构，导电环结构的外侧壁与空腔的侧壁间隔开，以在导电环结构与空腔的侧壁之间形成通道。波导结构可以包括波导开口，波导开口具有延伸到形成于导电环结构与空腔的侧壁之间的通道中的侧壁部分。