[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

背景技术

半导体器件制造商坚持致力于提高它们产品的通用性和性能，并同时降低它们的制造成本。半导体器件制造中的一个重要方面是封装半导体芯片。如本领域技术人员所知晓的那样，在晶片上制造集成电路，随后单片化晶片以生产半导体芯片。一个或多个半导体芯片布置在封装中以保护它们免受环境和物理影响。封装也涉及将半导体芯片电极电耦合至半导体器件的外部端子。期望以低成本提供高性能器件的封装方法。

附图说明

包括附图以提供对于实施例的进一步理解，并且包括在以及构成本说明书的一部分。附图示出了实施例以及与说明书一起用于解释实施例的原理。随着参照以下详细说明书而变得更好地理解，将易于知晓其它实施例和许多实施例的有意的优点。附图的元件无需按照相对比例绘制。相同的附图标记对应于相同的部件。

图1示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。

图2A至图2J示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。

图3A至图3B示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。

图4A至图4B示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。

图5示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。

图6示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。

图7示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。

图8A至图8E示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。

图9示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。

图10A至图10B是在晶片层级上制造半导体器件的方法的示例性工艺的透视图。

具体实施方式

在以下详细说明书中，对附图做出参考标记，其形成附图的一部分，以及借由可以实施本发明的说明具体实施例的方式示出了附图。在这点上，方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等等用于所述附图的朝向。因为实施例的部件可以定位于大量不同的朝向，使用方向性术语以用于说明的目的并且并非是限定性的。应该理解，可以不脱离本发明的范围而采用其它实施例或者做出结构上或逻辑上改变。因此以下详细说明并非视作限定性，以及由所附权利要求限定本发明的范围。

应该理解的是在此所述的各个示例性实施例的特征可以相互组合，除非明确给出相反指示或者除非技术上限制。

如在本说明书中所采用的，术语“键合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电耦合”并非意味着元件必需直接接触在一起；插入的元件或层可以分别提供在“键合”、“附接”、“连接”、“耦合”和/或“电耦合”的元件之间。

以下所述的半导体器件包含一个或多个半导体芯片。可以通过不同技术制造半导体芯片，并且可以包括例如集成电路、电光学电路或电机械电路和/或无源器件。

半导体芯片可以包括集成电路，诸如例如逻辑集成电路、控制电路、微处理器、存储器件、功率器件等等。

特别地，可以涉及具有垂直结构的半导体芯片，也即可以制造半导体芯片以使得电流可以沿垂直于半导体芯片的主表面的方向流动。具有垂直结构的半导体芯片在其两个主表面上具有电极，也即在其顶侧和底侧上（底层在此也称作背侧）。

半导体芯片可以例如是功率半导体芯片。功率半导体芯片可以具有垂直结构。垂直功率半导体芯片可以例如是构造为功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅极型双极晶体管）、JFET（结型栅极场效应晶体管）、功率双极晶体管或功率二极管。借由示例的方式，功率MOSFET的源极电极和栅极电极可以位于前侧主表面上，而功率MOSFET的漏极电极可以设置在背侧主表面上。

半导体芯片无需由特定半导体材料制造，例如Si、SiC、SiGe、GaAs、GaN，并且此外可以包含并非半导体的无机和/或有机材料，诸如例如绝缘体、塑料或金属。

半导体芯片可以具有电极，其允许与包含在半导体芯片中的集成电路或功率器件电接触。电极可以包括施加至半导体芯片的半导体材料的一个或多个金属层。金属层可以制造为具有任何期望的几何形状以及任何期望的材料组分。金属层可以例如是覆盖了区域的层或焊区的形式。借由示例的方式，可以使用能够形成焊料键合或扩散焊料键合的任何所需的金属作为材料，例如Cu、Ni、NiSn、Au、Ag、Pt、Pd、In、Sn以及一个或多个这些金属的合金。金属层无需是纯净的或者仅由一种材料制造，也即包含在金属层中的材料的各种成分和浓度是可能的。