半导体结构及其制造方法

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体涉及半导体结构及其制造方法。

背景技术

随着电子产品系统微小型化、多功能化和高效率需求的日益增加，因此系统级封装(System in Package，SiP)应用中的高密度封装结构——双面封装模块(Double SideModule，DSM)越来越受到重视。

然而，由于DSM结构中的多种封装材料的使用以及各种组件和功能器件的使用，使得整个半导体结构十分复杂。各种组件材料不匹配或各种组件尺寸混合等因素而导致整体结构的翘曲变形，最终造成半导体结构的失效。

发明内容

本公开提供了半导体结构及其制造方法。

第一方面，本公开提供了一种半导体结构，该半导体结构包括：重布线层，具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面；第一电子组件，设于第一表面或第二表面，第一电子组件与重布线层电连接；第一支撑件，设于第一表面或第二表面；模封层，包覆重布线层、第一电子组件以及第一支撑件。

在一些可选的实施方式中，重布线层具有至少一个通孔；以及模封层，包覆重布线层、电子组件以及第一支撑件，包括：模封层通过至少一个通孔包覆重布线层、第一电子组件以及第一支撑件。

在一些可选的实施方式中，该半导体结构还包括：第二电子组件，设于第一表面或第二表面，第二电子组件与重布线层电连接。

在一些可选的实施方式中，该半导体结构还包括：第二支撑件，设于第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，该半导体结构还包括：固定件，设于第一支撑件与重布线层之间、第二支撑件与重布线层之间。

在一些可选的实施方式中，重布线层包括第一线路层、第二线路层和介电层，第一线路层和第二线路层内埋于介电层并从介电层露出，第一线路层与第二线路层电连接。

在一些可选的实施方式中，第一支撑件，设于第一表面或第二表面，包括：第一支撑件设于第一线路层或第二线路层上；

在一些可选的实施方式中，第二支撑件，设于第一表面或第二表面，包括：第二支撑件设于第一线路层或第二线路层上。

在一些可选的实施方式中，第一支撑件或第二支撑件从模封层露出；以及该半导体结构还包括：导电元件，设于第一支撑件或第二支撑件上，导电元件通过第一支撑件或第二支撑件与重布线层电连接。

在一些可选的实施方式中，第一支撑件，设于第一表面或第二表面，包括：第一支撑件设于介电层上；

在一些可选的实施方式中，第二支撑件，设于第一表面或第二表面，包括：第二支撑件设于介电层上。

第二方面，本公开提供了一种半导体结构的制造方法，包括：在第一载体上设置第一支撑件；在第二载体上形成重布线层，重布线层具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面；将第一电子组件设置在第一表面或第二表面；将第一支撑件设置在第一表面或第二表面；在重布线层上设置至少一个通孔；填入模封材，模封材经过至少一个通孔以形成包覆重布线层、第一电子组件以及第一支撑件的模封层。

在一些可选的实施方式中，在将第一电子组件设置在第一表面或第二表面之后，方法还包括：将第二电子组件设置在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，在将第一支撑件设置在第一表面或第二表面之后，方法还包括：在第三载体上设置第二支撑件；将第二支撑件设置在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，第一载体、第二载体以及第三载体为具有离型膜的载体。

在一些可选的实施方式中，在在第一载体上设置第一支撑件之后，方法还包括：在第一支撑件上设置固定件。

在一些可选的实施方式中，将第一支撑件设置在第一表面或第二表面，包括：通过固定件，将第一支撑件固定在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，在在第三载体上设置第二支撑件之后，方法还包括：在第二支撑件上设置固定件；以及将第二支撑件设置在第一表面或第二表面，包括：通过固定件，将第二支撑件固定在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，在第二载体上形成重布线层，包括：在第二载体上形成第一线路层；在第一线路层上形成介电层，以使第一线路层内埋于介电层；在介电层上设置至少一个埋孔；在介电层上形成第二线路层；第一线路层通过至少一个埋孔与第二线路层电连接。

在一些可选的实施方式中，将第一支撑件设置在第一表面或第二表面，包括：将第一支撑件设在第一线路层或第二线路层。

在一些可选的实施方式中，将第二支撑件设置在第一表面或第二表面，包括：将第二支撑件设在第一线路层或第二线路层；以及第一支撑件或第二支撑件从模封层露出；以及该方法还包括：在第一支撑件或第二支撑件上设置导电元件。

在一些可选的实施方式中，将第一支撑件设置在第一表面或第二表面，包括：将第一支撑件设置在介电层。

在一些可选的实施方式中，将第二支撑件设置在第一表面或第二表面，包括：将第二支撑件设置在介电层。

为了解决DSM结构中，各种组件材料不匹配或各种组件尺寸混合等因素而导致整体结构的翘曲变形，最终造成半导体结构的失效的技术问题，本公开提供的半导体结构及其制造方法，设计重布线层(Redistribution layer，RDL)以及为重布线层提供支撑强度的第一支撑件，取代现有DSM结构中的基板(Substrate)。通常基板的厚度为几毫米，而重布线层的厚度只有几微米，并且应力随着厚度的增加而增大，而在应力累积的作用下易出现翘曲变形。因此，本公开提供的半导体结构及其制造方法，不仅可以有效减小整体结构的厚度，还可以防止翘曲。

另外，现有DSM结构的制程中需要在基板两侧分别进行模封，即需要两次模封，而本公开提供的半导体结构及其制造方法，通过在重布线层上设置通孔，以实现一次模封的方式让模封材料经过通孔完成DSM结构，可以尽量避免应力的累积而防止翘曲。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本公开的半导体结构的一个实施例的结构示意图；

图2是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；

图3是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；

图4是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；

图5是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；

图6是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；

图7A到7G根据本公开的半导体结构的制造过程中的结构示意图。

符号说明：

1-重布线层，101-通孔，102-第一线路层，103-第二线路层，104-介电层，2-第一电子组件，3-第一支撑件，4-模封层，5-第二电子组件，6-第二支撑件，7-固定件，8-导电元件，9-底部填充胶，10-第一载体，11-第二载体，12-第四载体，13-粘合层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对说明本公开的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本公开所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，应当也视为本公开可实施的范畴。

另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1是根据本公开的半导体结构的一个实施例的结构示意图。如图1所示，该半导体结构可以包括：重布线层1、第一电子组件2、第一支撑件3以及模封层4。其中，重布线层1具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一电子组件2设于第一表面或第二表面，第一电子组件2与重布线层1电连接，第一支撑件3设于第一表面或第二表面，模封层4包覆重布线层1、第一电子组件2以及第一支撑件3。

重布线层1可以改变原来设计的集成电路(IC，Integrated Circuit)线路接点位置(I/O pad)，使IC能够适用于不同的封装形式。

第一电子组件2可以是有源组件(主动组件)，例如芯片等，也可以是无源组件(被动组件)，例如电容器、电感器、电阻器等。

第一支撑件3可以为重布线层1提供支撑强度，进而可以增强整体结构的强度。

第一支撑件3例如可以是刚性支撑件或软支撑件。用于刚性支撑物的材料可以是包含例如铜、镍、金、银或不锈钢的金属或合金，例如硅、玻璃、陶瓷或有机材料的绝缘材料或任何其它合适材料。用于软支撑物的材料可以是橡胶、热塑性材料、热弹性材料或任何其它合适的材料。

第一支撑件3例如可以为焊球或导电柱。图6是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图，如图6所示，第一支撑件3例如可以为螺柱。

模封层4可以由各种模封材料(Molding Compound)形成。例如，模封材料可包括环氧树脂(Epoxy resin)、BT(Bismaleimide Triazine Resin)树脂、填充物(Filler)、催化剂(Catalyst)、颜料(Pigment)、脱模剂(Release Agent)、阻燃剂(Flame Retardant)、耦合剂(Coupling Agent)、硬化剂(Hardener)、低应力吸收剂(Low Stress Absorber)、粘合促进剂(Adhesion Promoter)、离子捕获剂(Ion Trapping Agent)等。

在一些可选的实施方式中，重布线层1可以具有至少一个通孔101，以及模封层4通过至少一个通孔101包覆重布线层1、第一电子组件2以及第一支撑件3。

通过在重布线层1上设置通孔101，以实现一次模封的方式让模封材料经过通孔101完成DSM结构，可以尽量避免应力的累积而防止翘曲。

在一些可选的实施方式中，该半导体结构还可以包括：第二电子组件5，设于第一表面或第二表面，第二电子组件5与重布线层1电连接。

第二电子组件5可以是有源组件(主动组件)，例如芯片等，也可以是无源组件(被动组件)，例如电容器、电感器、电阻器等。

在一些可选的实施方式中，图3是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图，如图3所示，该半导体结构还可以包括：第二支撑件6，设于第一表面或第二表面。

第二支撑件6可以为重布线层1提供支撑强度，进而可以增强整体结构的强度。

第二支撑件6例如可以是刚性支撑件或软支撑件。用于刚性支撑物的材料可以是包含例如铜、镍、金、银或不锈钢的金属或合金，例如硅、玻璃、陶瓷或有机材料的绝缘材料或任何其它合适材料。用于软支撑物的材料可以是橡胶、热塑性材料、热弹性材料或任何其它合适的材料。

在一些可选的实施方式中，该半导体结构还可以包括：固定件7，设于第一支撑件3与重布线层1之间、第二支撑件6与重布线层1之间。

固定件7可以用于定位第一支撑件3与重布线层1相连接的位置，第二支撑件6与重布线层1相连接的位置。这样可以电路设计，选择空缺处设置固定件7，以连接第一支撑件3或第二支撑件6。

固定件7可以为有粘合作用的材料，例如可以是环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶和聚酰亚胺导电胶。

固定件7也可以为有吸附作用的材料，例如可以是焊球。

在一些可选的实施方式中，重布线层1可以包括第一线路层102、第二线路层103和介电层104，第一线路层102和第二线路层103内埋于介电层104并从介电层104露出，第一线路层102与第二线路层103电连接。

这里，第一线路层102可以电连接第一电子组件2，第二线路层103可以电连接第二电子组件5。

在一些可选的实施方式中，第一支撑件3可以设于第一线路层102或第二线路层103上。

这里，第一支撑件3可以电连接第一线路层102或第二线路层103，以实现电性连接功能。第一支撑件3不仅可以为重布线层1提供支撑强度，也可以用于电性连接。

在一些可选的实施方式中，第二支撑件6可以设于第一线路层102或第二线路层103上。

这里，第二支撑件6可以电连接第一线路层102或第二线路层103，以实现电性连接功能。第二支撑件6不仅可以为重布线层1提供支撑强度，也可以用于电性连接。

在一些可选的实施方式中，第一支撑件3或第二支撑件6可以从模封层4露出；以及该半导体结构还可以包括：导电元件8，设于第一支撑件3或第二支撑件6上，导电元件8通过第一支撑件3或第二支撑件6与重布线层1电连接。

导电元件8例如可以是导线(Trace)、凸块(Bump)、焊球(Solder Ball)等，以实现半导体结构与外部的电连接。

在一些可选的实施方式中，第一支撑件3可以设于介电层104上。

这里，第一支撑件3主要是用于支撑重布线层1，部分第一支撑件3还可以用于电性连接。当第一支撑件3只用于支撑重布线层1时，可以设于重布线层1的第一线路层102或介电层104上。当第一支撑件3只用于支撑重布线层1以及电性连接时，可以设于重布线层1的第一线路层102上。

在一些可选的实施方式中，第二支撑件6可以设于介电层104上。

这里，第二支撑件6主要是用于支撑重布线层1，部分第二支撑件6还可以用于电性连接。当第二支撑件6只用于支撑重布线层1时，可以设于重布线层1的第二线路层103或介电层104上。当第二支撑件6只用于支撑重布线层1以及电性连接时，可以设于重布线层1的第二线路层103上。

在一些可选的实施方式中，图2是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图，如图2所示，重布线层1可以覆盖半导体结构的部分边缘。

在一些可选的实施方式中，图4是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图，如图4所示，该半导体结构还可以包括：底部填充胶9，该底部填充胶9可以包覆第一电子组件2。第一电子组件2通过倒装芯片技术而电连接到重布线层1。

底部填充胶9例如可以是毛细底部填充料(CUF，capillary underfill)、成型底部填充料(MUF，molded underfill)、非导电胶(NCP，Non-conductive Paste)等。底部填充胶9可以填充空隙，从而达到加固的目的。

在一些可选的实施方式中，图5是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图，如图5所示，可以采用引线键合方式电连接重布线层1和第一电子组件2。

本公开的提供的半导体结构，通过设计重布线层1以及为重布线层1提供支撑强度的第一支撑件3，取代现有DSM结构中的基板，不仅可以有效减小整体结构的厚度，还可以防止翘曲。并且，通过在重布线层1上设置通孔101，以实现一次模封的方式让模封材料经过通孔101完成DSM结构，可以尽量避免应力的累积而防止翘曲。

图7A到7G根据本公开的半导体结构的制造过程中的结构示意图。为了更好地理解本公开的各方面，已简化各图。

请参考图7A，可以在第一载体10上设置第一支撑件3。

在一些可选的实施方式中，可以在第一支撑件3上设置固定件7。

通过固定件7，可以将第一支撑件3固定在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，可以在第三载体上设置第二支撑件6。

在一些可选的实施方式中，可以在第二支撑件6上设置固定件7。

通过固定件7，可以将第二支撑件6固定在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，第一载体10、第二载体11以及第三载体可以为具有离型膜的载体。

请参考图7B，可以在第二载体11上形成重布线层1。

重布线层1可以具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。

在一些可选的实施方式中，具体地，可以通过以下步骤形成重布线层1：在第二载体11上形成第一线路层102；在第一线路层102上形成介电层104，以使第一线路层102内埋于介电层104；在介电层104上设置至少一个埋孔；在介电层104上形成第二线路层103；第一线路层102通过至少一个埋孔与第二线路层103电连接。

请参考图7C，可以将第一电子组件2设置在第一表面或第二表面。

请参考图7D，在一些可选的实施方式中，可以在重布线层1上设置粘合层13以覆盖第一电子组件2，并在粘合层13上设置第四载体12，翻转，将第二电子组件5设置在第一表面或第二表面。

请参考图7E，可以在重布线层1上设置至少一个通孔101。

这里，例如可以使用激光钻孔设置至少一个通孔101。

请参考图7F，可以将第一支撑件3设置在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，可以将第二支撑件6设置在第一表面或第二表面。

在一些可选的实施方式中，可以将第一支撑件3设在第一线路层102或第二线路层103。

在一些可选的实施方式中，可以将第二支撑件6设在第一线路层102或第二线路层103。

在一些可选的实施方式中，可以将第一支撑件3设置在介电层104。

在一些可选的实施方式中，可以将第二支撑件6设置在介电层104。

在一些可选的实施方式中，可以第一支撑件3或第二支撑件6从模封层4露出；以及该方法还包括：在第一支撑件3或第二支撑件6上设置导电元件8。

请参考图7G，可以填入模封材，模封材可以经过至少一个通孔101以形成包覆重布线层1、第一电子组件2以及第一支撑件3的模封层4。

本公开的提供的制造半导体结构的方法，先制备第一支撑件3和第二支撑件6，再将其与重布线层1连接，第一支撑件3和第二支撑件6可以设置于不同的位置，可以用于支撑重布线层1，也可以用于电性连接。并且，通过在重布线层1上设置通孔101，以实现一次模封的方式让模封材料经过通孔101完成DSM结构，可以尽量避免应力的累积而防止翘曲。

尽管已参考本公开的特定实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效组件而不脱离如由所附权利要求书限定的本公开的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本公开中的技术再现与实际实施之间可能存在区别。可存在未特定说明的本公开的其它实施例。应将说明书和图示视为说明性的，而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本公开的目标、精神以及范围。所有此些修改都落入此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并不限制本公开。