[发明专利]薄芯片在载体衬底上的低共熔压焊

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄芯片在载体衬底上的低共熔压焊。

背景技术

由现有技术已知用于制造薄芯片的所谓的芯片膜工序。这种芯片膜工序例如在M.Zimmermann等人于2006年的Tech.Dig.IEDM的1010-1012页上发表的文章“A Seamless Ultra-Thin Chip Fabrication and Assembly Technology”中进行了描述。芯片膜技术指通过特殊的蚀刻法在初始衬底，特别是由常规的硅制成的载体晶片上产生凹陷部，该凹陷部也被称为“空穴”。这些空穴通过制造多孔硅以及随后除去多孔硅(APSM-工序)制成。随后通过外延法在这些空穴上施加对于电路适合的硅。这些施加的涂层随后形成超薄的微芯片。随后通过常规方法在这些面上加工所希望的电路结构。接着，可以通过也被称为“拾取、破裂、放置(Pick，Crack and place)”的技术通过真空吸管吸取(拾取)芯片，使其与初始衬底裂开(破裂)并随后放置(放置)到任一其他载体衬底上。

同样地，由现有技术还已知制造在晶片或芯片上或者穿过晶片或芯片的电触点的方法。在此，例如可以在晶片中产生具有几乎垂直的壁部的细长孔，这些细长孔被绝缘并且随后整个或部分地被导电材料(例如金属或硅)填充。此外，由微系统技术已知在晶片平面上的低共熔压焊法，其以所谓的“芯片到晶片工艺”而为人所知。在应用领域中，已知用于在芯片复合结构中集成传感器芯片和评估IC的方案。

发明内容

以已知的现有技术为出发点，本发明提供了一种用于制造半导体元器件的方法，该方法可以改善在半导体芯片、特别是薄的半导体芯片与载体衬底之间的连接。所提出的方法特别适用于在半导体元器件的基础上制造传感器元件，如由下面的说明将详细进行阐述的那样。

所提出的用于制造半导体元件的方法包括下面所描述的步骤，其优选地以所示出的顺序执行。除了所提到的方法步骤外，还可以设计其他的方法步骤，并且可以在时间上并行地执行一个或多个方法步骤和/或重复执行一个或多个方法步骤。

在第一方法步骤中，在初始衬底上制造半导体芯片。在此，所述半导体芯片在至少一个支撑点上与所述初始衬底连接，并且所述半导体芯片具有背离所述初始衬底的正面和朝向所述初始衬底的背面。该半导体芯片特别地可以被设计为薄芯片，即，被设计为厚度小于100μm，优选小于50μm，并且特别优选地小于20μm的芯片。半导体芯片可以特别地在硅的基础上产生。特别地可以应用上面所描述的芯片膜法制造半导体芯片，从而可以使用具有一个或多个空穴的硅作为初始衬底，所述一个或多个空穴完全或部分地用多孔的半导体材料、特别是多孔硅填充。随后，可以例如以外延的方式在多孔的半导体材料上构造半导体芯片，并且优选地以APSM-工艺去除多孔材料。半导体芯片可以如以上同样实施地那样通过通常的半导体工艺具有结构，并且获得至少一种功能性。

在在下面也被称为贯穿接触步骤的第二方法步骤中，将至少一个贯穿接触部填充材料施加到所述半导体芯片上。其中所述背面的至少一个部分区域被涂以所述贯穿接触部填充材料。同时可以如下面还将详细说明地，在贯穿接触步骤期间至少一个贯穿接触部(即在半导体芯片中的孔，例如垂直于半导体芯片表面的细长孔)的至少一个壁部和半导体芯片的至少一个侧壁被涂以贯穿接触部填充材料。贯穿接触部填充材料在此应理解为一种具有至少半导体特性的材料，即半导体材料或导体材料。该贯穿接触部填充材料因此可以用作电流的载体。特别地，如下面还将详细阐述地，贯穿接触部填充材料可以指可由流体相和/或气相沉积的材料。

在第三方法步骤中，将所述半导体芯片与初始衬底分离。在该分离中，例如通过机械的和/或化学的方法将支撑点断开。例如，可以在这种分离中，使用上面所描述的“拾取、破裂、放置”法，从而能够例如通过真空吸管对半导体芯片进行吸取、旋转或倾斜，并且由此可以使半导体芯片从初始衬底断开并且随后被提供用于其他应用。然而，原则上也可以使用其他技术。

在第四方法步骤中，将所述半导体芯片施加到至少一个载体衬底上，其中半导体芯片的背面的被涂以所述贯穿接触部填充材料的部分区域与所述载体衬底上的至少一个焊盘连接。在此，焊盘应理解为在载体衬底表面上的传导性结构，其可以与所述至少一个部分区域实现传导性连接。该至少一个焊盘例如可以具有矩形的形状、框形形状、圆形形状或其他完全或者部分地与半导体芯片的背面的被涂以贯穿接触部填充材料的部分区域符合的任一形状，或者所述焊盘原则上也可以具有其他结构。