专利名称：半导体元件及其制作方法
技术领域：
本发明有关于一种半导体元件及其制作方法，特别有关于一种可减少半 导W 片压降的半导体元件及其制作方法。
背景技术：
许多半导体元件装设于例如方扁型封装体(quad flat packs,简称QFPs)和 塑料球栅阵列(pin ball gate array,简称PBGAs)的封装中，其中输入和输出端 沿着半导体芯片的边缘设置。将末端沿着半导体芯片边缘设置的方法会导致
硅至电源供应和接地至半导体芯片中央相对较长的线路。此相对较长的线路 一般具有较长的阻抗，而其压降是无法被接受的。
传统技术有许多解决半导体芯片压降的方法，举例来说，传统的方法之 一是增加金属层的数量，以减少半导体芯片的总体阻抗，另一传统的方法是 增加金属的厚度，以减少半导体芯片的总体阻抗，又另一传统的方法是使用 覆晶技术，直接使用内部的连接点对芯片进行连接。
然而，传统增加金属层数量和覆晶技术的方法成本较高，而增加金属的 厚度的方法对解决半导体芯片压降实质上帮助不大。
发明内容
本发明的一目的为提供一半导体元件元件及其制造方法，其半导体元件 中的半导体芯片可减少压降，以解决上述的问题。
根据上述，本发明于一实施例提供一种可以减少压降的半导体元件中半 导体芯片及其制造方法。半导体元件包括半导体芯片，半导体芯片包括一第一表面区、多个第一接触垫、 一保护层、多个第一开口和一第一传导中间层。 保护层位于多个第一接触垫上，多个第一开口形成于保护层上，以暴露些第 一接触垫，第一传导中间层形成于第一表面区上，填满些第一开口，以连接
些第一接触垫。
本发明于一实施例提供一种包括半导体芯片的半导体元件的制作方法， 包括以下步骤于半导体芯片上定义一第一表面区，于半导体芯片中形成多 个第一接触垫，于些第一接触垫上形成一保护层，形成多个第一开P^^保护 层上，以暴露些第一接触垫，形成一第一传导中间层于第一表面区上，以填 满些第一开口，连接些第一接触垫。
根据本发明提出的技术方案所揭示的半导体元件可解决压降，且可在低 成本的条件下散发半导体芯片的热量。
图1是显示本发明第一实施例半导体芯片的概要三维附图。
图2是显示本发明第一实施例半导体芯片的另一概要三维附图。
图3是显示本发明第二实施例包括半导体芯片的半导体元件的概要图。
图4是显示本发明包括半导体芯片的半导体元件制造方法的流程图。
图5是显示本发明第三实施例半导体芯片的概要三维附图。
图6是显示本发明第三实施例半导体芯片的另一概要三维附图。
图7是显示本发明第三实施例半导体芯片的另一概要三维附图。
图8是显示本发明第四实施例包括半导体芯片的半导体元件的概要图。
图9是显示本发明第四实施例包括半导体芯片的半导体元件的另一概要图。
图10是显示本发明第四实施例包括半导体芯片的半导体元件的另一概要图。
图11是显示本发明包括半导体芯片的半导体元件制造方法的流程图。 附图标号100 半导体芯片；102~表面区；
UO 接触垫；130 保护层；
140~开口；160~传导中间层；
200 半导体元件；210 样品芯片；
220~封胶体；230 散热构件；
300 半导体芯片；302 第一表面区；
304 第二表面区；306 第三表面区；
310 接地垫；320 电源垫；
330 保护层；340 第一开口；
350 第二开口；360 第一传导中间层;
370 第二传导中间层；380 电容器；
400 半导体元件；410 样品芯片；
412 第一金属层；414 第二金属层；
420 封胶体；430~散热构件；
440~电容器。
具体实施例方式
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实
施例，并配合所附附图，作详细说明如下
在以下叙述和权利要求中， 一些名称是指特定的系统组件，本领域的技 术人员可了解业界可以将组件以不同的名称命名。本说明书并没有要将组件 以名称和功能作区分。另外，在以下叙述和权利要求中，包括是指开放的用 以，其应所述解释为"包括，但不限定于……"。耦接是指非直接和直接的电 连接。因此，若一个第一元件耦接至一第二元件，其间的连接可以是直接电 连接或经过其它元件或连接物的非直接电连接。
请参照图1，是显示本发明第一实施例半导体芯片100的概要三维附图，一半导体芯片100包括一表面区102、两个接触垫110、 一个保护层130、两 个开口 140和一传导中间层160,其中每个接触垫110大体上相同，传导中间 层160可以是导电粘合层，例如导电胶。保护层130设置于接触垫110上， 开口 140形成于保护层130上，用以暴露接触垫IIO。传导中间层160形成于 表面区102上，用以填满开口 140以连接接触垫110，因此解决半导体芯片 IOO压降的问题。请注意，以上的实施例仅用以揭示本发明，不用来限制本发 明。例如传导中间层160不限定于图1所示的块状图案，如图2所示，传导 中间层160可以是片状的图案。
请参照图3，是显示本发明第二实施例包括半导体芯片100的半导体元件 200的概要图，半导体元件200更包括一样品芯片(dummydie)210、 一封胶体 220和一散热构件230。样品芯片210设置于半导体芯片100的传导中间层160 上，且是用来稳定传导中间层160的传导特性，且消散半导体芯片100的热 量。封胶体220是用来包围样品芯片210且将半导体芯片100封入。散热构 件230形成于样品芯片210和封胶体220上。请注意，以上的实施例仅用以 揭示本发明，不用来限制本发明，例如，样品芯片210可以一金属层替换。
请参照图4，是显示本发明包括半导体芯片100的半导体元件200制造方 法的流程图。本发明的流程不需依附图中排序，也不需是连续的，换言之， 其间可插入其它步骤。本发明包括半导体芯片100的半导体元件200的制作 方法包括以下步骤
步骤1000:于一半导体芯片100上定义一表面区102;
步骤1010:于半导体芯片100中形成多个接触垫110; 步骤1020:于多个接触垫110上形成一保护层130;
步骤1030:于保护层130上形成多个开口 140，以暴露所述这些接触垫
110;
步骤1040:形成一导电粘合层160于所述表面区102上，填满多个开口 140，接触上述接触垫IIO，以解决半导体芯片100压降的问题。此外，本发明包括半导体元件200的半导体芯片100的制作方法更包括
以下步骤
步骤1050:于导电粘合层160上形成一样品芯片210，以稳定导电粘合 层160的表现；
步骤1060:形成一封胶体220，包围样品芯片210且将半导体芯片100 封入；
步骤1070:形成一散热构件230于样品芯片210和封胶体220上。 请注意，以上的实施例仅用以揭示本发明，不用来限制本发明，例如， 在实务上，样品芯片210可以一金属层替换。
请参照图5，是显示本发明第三实施例半导体芯片300的概要三维附图， 半导体芯片300包括一第一表面区302、一第二表面区304、一第三表面区306、 多个接地垫310、多个电源垫320、 一保护层330、多个第一开口 340、多个 第二开口 350、 一第一传导中间层360和一第二传导中间层370,其中第一传 导中间层360和第二传导中间层370可以是例如导电胶的导电粘合层。第三 表面区306设置于第一表面区302和第二表面区304间。每个接地垫310包 括第一部分、第二部分和第三部分，其中第一部分位于第一表面区302下， 第二部分位于第二表面区下304，第三部分位于第三表面区306下。每个电源 垫320包括第一部分、第二部分和第三部分，其中第一部分位于第一表面区 302下，第二部分位于第二表面区304下，第三部分位于第三表面区306下。 保护层330设置于上述接地垫310和电源垫320上。多个第一开口 340设置 于保护层330上，且是用以暴露多个接地垫310的第一部分。多个第二开口 350设置于保护层330上，且是用以暴露多个电源垫320的第二部分。第一传 导中间层360设置于第一表面区302上，且是用以填满上述第一开口 340,连 接上述接地垫310且形成一接地区。第二传导中间层370设置于第二表面区 304上，且是用以填满上述第二开口 350，连接上述电源垫320且形成一电源 区。根据上述方法，本实施例可解决半导体芯片300压降的问题。请注意，以上的实施例仅用以揭示本发明，不用来限制本发明，例如，
第一传导中间层360和第二传导中间层370的形状不限定于图5所示的块状， 第一传导中间层360和第二传导中间层370的形状可为图6所示的片状。此 外，如图7所示，半导体芯片300可更包括至少一形成于半导体芯片上和耦 接于第一传导中间层360和第二传导中间层370间的电容器380。电容器380 是用来将第一传导中间层360和第二传导中间层370去耦(decoupling)。此外， 半导体芯片300亦可以具有多个接地区和电源区。
请参照图8，是显示本发明第四实施例包括半导体芯片300的半导体元件 400的概要图，半导体元件300更包括一样品芯片410、 一封胶体420和一散 热构件430。样品芯片410设置于半导体芯片的第一传导中间层360和第二传 导中间层370上，其是用来稳定第一传导中间层360和第二传导中间层370的 传导特性，且消散半导体芯片300的热量。封胶体420是用来包围样品芯片410 且将半导体芯片300封入。散热构件430形成于样品芯片410和封胶体420上。
请注意，以上的实施例仅用以揭示本发明，不用来限制本发明，举例来 说，如图9所示，样品芯片410可以一第一金属层412和一第二金属层414 替换。第一金属层412是设置于半导体芯片300的第一传导中间层360上， 其是用来稳定第一传导中间层360的传导特性，且消散半导体芯片300的热 量。第二金属层414设置于半导体芯片300的第二传导中间层370上，其是 用来稳定第二传导中间层370的传导特性，且消散半导体芯片的热量。此外， 如图10所示，半导体芯片300可更包括至少一耦接于第一金属层412和第二 金属层间414的至少一电容器440。电容器是用来将第一金属层412和第二金 属层414去耦(decoupling),以改进电源完整性(power integrity)。
请参照图11，是显示本发明包括半导体芯片300的半导体元件400制造 方法的流程图。本发明的流程不需依附图中排序，也不需是连续的，换言之， 其间可插入其它步骤。本发明包括半导体芯片300的半导体元件400的制作 方法包括以下步骤步骤1200:于半导体芯片300上定义第一表面区302、第二表面区304 和第三表面区306，其中第三表面区306设置于第一表面区302和第二表面区 间304。
步骤1210:于半导体芯片300中形成多个接地垫310和多个电源垫320， 其中每个接地垫310包括第一部分、第二部分和第三部分，其中第一部分位 于第一表面区302下，第二部分位于第二表面区304下，第三部分位于第三 表面区306下，每个电源垫320包括第一部分、第二部分和第三部分，其中 第一部分位于第一表面区302下，第二部分位于第二表面区304下，第三部 分位于第三表面区306下。
步骤1220:于多个接地垫310和多个电源垫320上形成一保护层330。 步骤1230:于保护层330上形成多个第一开口 340，暴露多个接地垫310 的第一部分；
步骤1240:于保护层330上形成多个第二开口 350，暴露多个电源垫320 的第二部分；
步骤1250:于第一表面区302上形成一第一导电粘合层360，填满多个 第一开口 340，连接多个接地垫310，以形成一接地区。
步骤1260:于第二表面区304上形成一第二导电粘合层370，填满多个 第二开口 350，连接多个电源垫320，以形成一电源区。
此外，本发明包括半导体芯片300的半导体元件400的制作方法更包括 以下步骤
步骤1270:于半导体芯片300上形成至少一电容器440且耦接于第一导 电粘合层360和第二导电粘合层370间，以将第一导电粘合层360和第二导 电粘合层370去耦；
步骤1280:于第一导电粘合层360和第二导电粘合层370上形成一样品 芯片410，以稳定第一传导中间层360和第二传导中间层370的传导特性，且 消散半导体芯片300的热量；步骤1290:形成一封胶体420是来包围样品芯片410且将半导体芯片300 封入；
步骤1300:于样品芯片410和封胶体420上形成一散热组件430。 在另一实施例中，本发明包括半导体芯片的半导体元件的制作方法更包 括以下步骤
步骤1272:于半导体芯片300上形成至少一电容器440，且耦接于第一 导电粘合层360和第二导电粘合层370间，以将第一导电粘合层360和第二 导电粘合层370去耦；
步骤1282:于第一导电粘合层360上形成一第一金属层412，以稳定第 一导电粘合层360的传导特性，且消散半导体芯片300的热量；
步骤1284:于第二导电粘合层370上形成一第二金属层414，以稳定第 二金属层370的传导特性，且消散半导体芯片300的热量；
步骤1292:形成一封胶体420包围第一金属层412和第二金属层414， 且将半导体芯片300封入；
步骤1302:于第一金属层412、第二金属层414和封胶体420上形成一 散热组件430。
请注意，以上的实施例仅用以揭示本发明，不用来限制本发明，举例来 说，本发明可于第一金属层412和第二金属层414间形成一电容器440，以将 第一金属层412和第二金属层414去耦。
总结来说，由于例如导电胶的导电粘合层是低成本和具备散热能力的材 料，本发明所揭示的半导体元件可解决压降，且可在低成本的条件下散发半 导体芯片的热量。此外，若半导体芯片表面具有较低的高/低宽高比，可将导 电粘合层以导电胶带取代。
虽然本发明已揭露较佳实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰， 因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。
权利要求
1.一种半导体元件，其特征在于，所述半导体元件包括一半导体芯片，包括一第一表面区；多个第一接触垫；一保护层，位于所述这些第一接触垫上；多个第一开口，形成于所述保护层上，以暴露所述这些第一接触垫；及一第一传导中间层，形成于所述第一表面区上，填满所述这些第一开口，以连接所述这些第一接触垫。
2. 如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包 括一样品芯片，设置于所述第一传导中间层上，以稳定所述第一传导中间层 的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量。
3. 如权利要求2所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包括一封胶体，包围所述样品芯片且将所述半导体芯片封入。
4. 如权利要求3所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包括一散热组件，形成于所述样品芯片和所述封胶体上。
5. 如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包括一金属层，设置于所述半导体芯片的第一传导中间层上，以稳定所述第 一传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量。
6. 如权利要求5所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包 括一封胶体，包围所述金属层且将所述半导体芯片封入。
7. 如权利要求6所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包 括一散热组件，形成于所述金属层和所述封胶体上。
8. 如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体芯片更包括一第二表面区；一第三表面区，设置于所述第一表面区和所述第二表面区间，其中每个 第一接触垫包括第一部分、第二部分和第三部分，其中第一部分位于第一表 面区下，第二部分位于第二表面区下，第三部分位于第三表面区下，且所述这些第一接触垫的第一部分被所述这些第一开口暴露；多个第二接触垫，每个第二接触垫包括第一部分、第二部分和第三部分， 其中第一部分位于第一表面区下，第二部分位于第二表面区下，第三部分位于第三表面区下，其中所述保护层更设置于所述这些第二接触垫上；多个第二开口，形成于所述保护层上，以暴露所述这些第二接触垫的第 二部分；及一第二传导中间层，形成于所述第二表面区上，以填满所述这些开口， 连接所述这些第二接触垫。
9. 如权利要求8所述的半导体元件，其特征在于，所述这些第一接触垫 是接地垫，所述这些第二接触垫是电源垫。
10. 如权利要求8所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体芯片更包 括至少一电容器，形成于所述半导体芯片上，且耦接于所述第一传导中间层 和所述第二传导中间层间，以对所述第一传导中间层和所述第二传导中间层 进行去耦。
11. 如权利要求8所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包 括一样品芯片，设置于所述第一传导中间层和所述第二传导中间层上，以稳 定所述第一传导中间层和所述第二传导中间层的传导特性，且消散所述半导 体芯片的热量。
12. 如权利要求11所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更 包括一封胶体，包围所述样品芯片且将所述半导体芯片封入。
13. 如权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更 包括一散热组件，形成于所述样品芯片和所述封胶体上。
14. 如权利要求8所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更包括一第一金属层，设置于所述半导体芯片的第一传导中间层上，以稳定所述第一传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量；及一第二金属层，设置于所述半导体芯片的第二传导中间层上，以稳定所 述第二传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量。
15. 如权利要求14所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更 包括一封胶体，包围所述第一金属层和所述第二金属层，且将所述半导体芯 片封入。
16. 如权利要求15所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更 包括一散热组件，形成所述第一金属层、所述第二金属层和所述封胶体上。
17. 如权利要求14所述的半导体元件，其特征在于，所述半导体元件更 包括至少一电容器，耦接于所述第一金属层和所述第二金属层间，以对所述 第一传导中间层和所述第二传导中间层进行去耦。
18. 如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，所述第一传导中间层 是一导电粘合层或一导电胶带。
19. 如权利要求8所述的半导体元件，其特征在于，所述第一传导中间层 和所述第二传导中间层是导电粘合层或导电胶带。
20. —种包括半导体芯片的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法包括于所述半导体芯片上定义一第一表面区； 于所述半导体芯片中形成多个第一接触垫； 于所述这些第一接触垫上形成一保护层；形成多个第一开口于所述保护层上，以暴露所述这些第一接触垫；及形成一第一传导中间层于所述第一表面区上，以填满所述这些第一开口， 连接所述这些第一接触垫。
21. 如权利要求20所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括-形成一样品芯片于所述第一传导中间层上，以稳定所述第一传导中间层 和所述第二传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量。
22. 如权利要求21所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一封胶体，包围所述样品芯片，且将所述半导体芯片封入。
23. 如权利要求22所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一散热组件于所述样品芯片和所述封胶体。
24. 如权利要求20所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一金属层于所述传导中间层上，以稳定所述第一传导中间层和所述 第二传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量。
25. 如权利要求24所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一封胶体，包围所述金属层，且将所述半导体芯片封入。
26. 如权利要求25所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一散热组件于所述金属层和所述封胶体。
27. 如权利要求20所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括于所述半导体芯片上定义一第二表面区；于所述半导体芯片上定义一第三表面区，其中所述第三表面区设置于所 述第一表面区和所述第二表面区间，其中每个第一接触垫包括第一部分、第 二部分和第三部分，其中所述第一部分位于所述第一表面区下，所述第二部 分位于所述第二表面区下，所述第三部分位于所述第三表面区下，且所述这 些第一接触垫的第一部分被所述这些第一开口暴露；于所述半导体芯片中形成多个第二接触垫，其中每个第二接触垫包括第 一部分、第二部分和第三部分，其中所述第一部分位于所述第一表面区下， 所述第二部分位于所述第二表面区下，所述第三部分位于所述第三表面区下，其中所述保护层更设置于所述这些第二接触垫上；于所述保护层上形成多个第二开口，以暴露所述这些第二接触垫的第二 部分；及于所述第二表面区上形成一第二传导中间层，以填满所述这些开口，连 接所述这些电源垫。
28. 如权利要求27所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述这 些第一接触垫是接地垫，所述这些第二接触垫是电源垫。
29. 如权利要求27所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成至少一电容器于所述半导体芯片上，且耦接于所述第一传导中 间层和所述第二传导中间层间，以对所述第一传导中间层和所述第二传导中 间层进行去耦。
30. 如权利要求27所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一样品芯片于所述第一传导中间层和所述第二传导中间层上， 以稳定所述第一传导中间层和所述第二传导中间层的传导特性，且消散所述 半导体芯片的热量。
31. 如权利要求30所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一封胶体，包围所述样品芯片且将所述半导体芯片封入。
32. 如权利要求31所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一散热组件于所述样品芯片和所述封胶体上。
33. 如权利要求27所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一第一金属层于所述半导体芯片的第一传导中间层上，以稳定所述 第一传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量；及形成一第二金属层于所述半导体芯片的第二传导中间层上，以稳定所述 第二传导中间层的传导特性，且消散所述半导体芯片的热量。
34. 如权利要求33所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一封胶体，包围所述第一金属层和所述第二金属层，且将所述 半导体芯片封入。
35. 如权利要求34所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成一散热组件于所述第一金属层、所述第二金属层和所述封胶体 上。
36. 如权利要求33所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述方 法更包括形成至少一电容器，耦接于所述第一金属层和所述第二金属层间， 以对所述第一传导中间层和所述第二传导中间层进行去耦。
37. 如权利要求20所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述第 一传导中间层是一导电粘合层或一导电胶带。
38. 如权利要求27所述的半导体元件的制作方法，其特征在于，所述第 一传导中间层和所述第二传导中间层是导电粘合层或导电胶带。
全文摘要
本发明提供一种半导体元件及其制作方法，特别有关于一种可以减少压降的半导体元件中半导体芯片及其制造方法。所述半导体元件包括半导体芯片，半导体芯片包括一第一表面区、多个第一接触垫、一保护层、多个第一开口和一第一传导中间层。保护层位于多个第一接触垫上，多个第一开口形成于保护层上，以暴露些第一接触垫，第一传导中间层形成于第一表面区上，填满第一开口，以连接第一接触垫。
文档编号H01L23/485GK101527289SQ20091000451
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年3月7日
发明者张圣明, 李锦智, 饶哲源 申请人:联发科技股份有限公司