專利名稱：：晶片級互連和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般地涉及半導體晶片組件，更具體地，涉及光伏(PV)電池組件。
背景技術(shù)：
：常規(guī)的太陽電池板包括在背面具有p型觸點和在反面或頂部(面向太陽的側(cè)面)具有n型觸點的PV電池。這些PV電池以串3f關(guān)形式電連接，從而為太陽電池板提供所需的尺寸和功率。該串聯(lián)連接典型地包括窄的焊料鍍錫銅片，該銅片將一個PV電池的頂面和下一個PV電池的背面連接在一起。配置有全背面接觸墊的PV電池消除了一些與這種連接相關(guān)的電路由(electricalrouting)。背面接觸墊因此可增加電池上的可用轉(zhuǎn)換面積。然而，由于背面接觸式太陽能電池在一個平面上既有n型墊又有p型墊，因此在不消除極性的情況下，路由信號以及電串聯(lián)連接電池是一個挑戰(zhàn)。為了滿足構(gòu)造有背面觸點的太陽能電池的太陽電池板的可制造性需要，并使其能夠高密度封裝，改進的互連和組裝方法將是有用的。
發(fā)明內(nèi)容簡而言之，根據(jù)本文所公開的一個實施例，光伏電池組件包括光伏(PV)電池和涂覆金屬，該光伏電池包括聯(lián)接到不同極性的接觸區(qū)域的背面接觸墊和通過極性隔離背面接觸墊的絕緣體；該涂覆金屬位于絕緣體的至少一部分之上并和背面接觸墊互相連接。根據(jù)本文所公開的另一個實施例，半導體組件包括半導體晶片和涂覆金屬，該半導體晶片包括聯(lián)接到不同信號類型的各個接觸區(qū)域的背面接觸墊和通過信號類型隔離背面接觸墊的絕緣體；該涂覆金屬位于絕緣體的至少一部分之上并和背面接觸墊互相連接。根據(jù)本文所公開的另一個實施例，半導體組裝方法包括提供半導體晶片，該半導體晶片包括聯(lián)接到不同信號類型的各個接觸區(qū)域的背面接觸墊；在晶片層面應(yīng)用絕緣體以通過信號類型隔離背面接觸墊；以及應(yīng)用涂覆金屬使背面接觸墊互相連接。當參照附圖閱讀下面的具體實施方式時，將能更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點，其中，在所有附圖中，相似的符號表示相似的部件，其中圖1和圖2圖示了根據(jù)本文所公開的一個實施例的晶片處理階段；圖3圖示了根據(jù)本文所公開的另一個實施例的晶片處理階段；圖4圖示了根據(jù)本文所公開的另一個實施例的互連的晶片的頂視圖，而圖5圖示了其側(cè)一見圖6圖示了根據(jù)本文所公開的另一個實施例的晶片互連的簡化側(cè)視圖7圖示了根據(jù)本文所公開的另一個實施例的互連的晶片的頂視圖。元件列表:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>具體實施例方式根據(jù)本文所描述的實施例，絕緣體用于晶片(或"電池")級并根據(jù)隔離要求形成圖案以便于組件(或"封裝，，)級的后期連接。例如，當用在光伏電池中時，在電池制造期間應(yīng)用絕緣體材料。在一個示例中，為了圖4和圖5的圖示目的，示出了半導體組件1，其包括半導體晶片10和涂覆金屬36;該半導體晶片10包括位于共同表面上且聯(lián)接到不同信號類型的各個接觸區(qū)域42和40的接觸墊15和38,以及通過信號類型隔離背面接觸墊的絕緣體18;該涂覆金屬36位于絕緣體的至少一部分上并和背面接觸墊互相連接。在一個更具體的實施例中，不同信號類型的接觸區(qū)域位于背面上。在另一個更具體的實施例中，晶片包括光伏(PV)電池，為背面11的共同表面，以及具有不同的極性的接觸區(qū)域。盡管為了舉例目的而詳細地描述了PV電池實施例，但這些概念也可應(yīng)用到其它半導體晶片實施例，其中用具有多極性或多類型的一側(cè)接收或傳送信號。一個這樣的示例是傳感器陣列。圖1和圖2圖示了根據(jù)本文所描述的一個實施例的PV電池10層次的處理階段。PV電池10包括具有極性類型區(qū)域40和42的半導體晶片12、導電跡線14和接觸墊15(為了舉例，僅在圖1到圖2中示出了其中的一個)。在一個實施例中，區(qū)域40是p型而區(qū)域42是n型。另外，圖1還圖示了/人PV電池IO的背面11延伸到相對面30的孔13?？?3可可選擇地涂有或充填電導材料17。在一個示例中，孔直徑為一毫米級。在另一個示例中，孔的直徑厚度比為1:1?；?2可包括任何適宜的半導體材料，并且在一個示例中包括硅。導電跡線14可包括作何適宜的導電材料，在一個實施例中包括鋁。接觸墊15可包括任何適宜的導電材料，且?guī)讉€示例包括銅、鋁、銀、金以及包括上述任何一種材料的合金，以及導電聚合物。雖然n型區(qū)域42示為自始至終延伸到背面ll(從而在背面提供了兩個極性區(qū)域)，但這種實施例不是必需的。例如，也可能提供通過孔13延伸到相對面30上的極性區(qū)域的電連接(在圖1中未示出)。另外，圖1圖示了包括插頭22的篩網(wǎng)(screen)16。在一個實施例中，篩網(wǎng)16包括不銹鋼或聚合物網(wǎng)，并且插頭22包括諸如聚合物或環(huán)氧樹脂的材料。該篩網(wǎng)使絕緣體18的沉積物和插頭能夠保護孔13的區(qū)域。在一個絲網(wǎng)印刷實例中，工具20例如涂刷器用來通過篩網(wǎng)716以液體形式涂覆絕緣體。絕緣體18可包括任何非導電材料，該非導電材料能夠經(jīng)受PV電池組件意圖使用的條件，且若干示例包括硅膠、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯。絲網(wǎng)印刷是快速而廉價的技術(shù)，其可用商購設(shè)備和材料實現(xiàn)。在印刷后，如圖2中可見，接觸墊15的位置保持暴露(通過開口24)。然后，印刷的層在批式爐中固化(cure)以形成固體的絕緣膜。在一個備選實施例中，可使用紫外線固化。圖3圖示了根據(jù)另一個實施例的PV處理階段，其中絕緣體18通過噴涂機26涂覆。具有插頭22的可選罩16可以如關(guān)于圖1所述的相似方式使用。噴涂廉價并可容易地集成在PV制造設(shè)備中。噴涂進一步促進了持續(xù)的"在線式"制造過程。在涂覆之后，絕緣體可被固化，如上關(guān)于圖2所述。盡管參考圖1至圖3描述了若干絕緣體涂覆方法，但任何適宜的方法都可用來在PV電池級涂覆絕緣體18，且若干其它示例包括沉積和層壓。當使用層壓時，這種層壓在絕緣層的相對面上可具有或不具有導電互連材料。圖4圖示了根據(jù)本文所描述的另一實施例的互連的PV電池1的頂視圖，而圖5圖示了其側(cè)視圖。如果做得不夠早，將導電材料涂覆到圖1的孔13上以形成孔28,該孔28從背面11延伸到PV電池10的相對面30。這可通過任何適宜的技術(shù)完成，且一些示例包括印刷、堵塞和插入導電針。用于導電孔28的示例性材料包括銅、銀和鋁。在圖5的實施例中，背面接觸墊15鄰近導電孔28，而絕緣體18包圍且部分地重疊至少部分接觸墊以促進隔離。導電連接材料32典型地應(yīng)用在接觸墊15、導電孔28和涂覆金屬36之間。在一個實施例中，導電連接材料32包括焊料或?qū)щ娬澈蟿Ｔ谝粋€實施例中，導電連接材料32包括用來與模塊封裝材料一起固化的特制導電粘合劑合成物(例如，如圖6所示的封裝材料52和54)。導電連接材料32和聯(lián)接到n型區(qū)域42的導電孔28需要與存在背面的大部分之上的p型層40隔離。任何隔離缺乏都將導致n型電跡與相反極性的p型層分流，乂人而降低PV電池10的效率。涂覆金屬36可包括任何適宜的導電材料。在一個實施例中，涂覆金屬36包括銅。為了便于圖示，圖4的實施例圖示了n型接觸墊15和p型接觸墊38的后視圖，但并未圖示p型接觸墊互連。涂覆金屬36示出為散開以防止電流堵塞。涂覆金屬可通過任何適當?shù)募夹g(shù)涂覆，且若干示例包括印刷、濺射、電鍍和如下文關(guān)于圖7所述的使用預(yù)制薄片。圖6圖示了晶片互連實施例的簡化側(cè)視圖，其中導電連接材料132和涂覆金屬136形成凹痕49。如本文所使用的"凹痕，，是指包括任何有意"不平坦，，的表面以便增加涂覆金屬136和導電連接材料132之間表面積并在Z軸線上提供增加的靈活性。如果需要的話，也可使用凹痕來便于X軸線和Y軸線對齊。期望增加的表面積導致降低的接觸電阻和更大的機械強度。雖然在圖6中的凹痕示出為在PV電池的方向上，^旦凹痕49也可備選地遠離PV電池。圖6還圖示了封裝，該封裝包括在基底12的相對面上的封裝材料52和54、玻璃56和背片58。封裝材料可包括任何結(jié)構(gòu)上和光學上合適的材料，且一種示例性材料包括乙烯醋酸乙烯酯。背片58可包括任何結(jié)構(gòu)上合適的材料，且?guī)讉€示例包括聚氯乙烯氟化物、聚對苯二曱酸乙二醇酯聚酯、乙烯基醋酸鹽和熱塑性彈性體。圖7圖示了根據(jù)另一個實施例的PV電池組件2的頂#見圖，其中PV電池10包括多個PV電池10、110、210、310，并且其中，涂覆金屬的一部分236在至少其中兩個PV電池10和110上延伸。在一個更具體的實施例中，在至少兩個PV電池上延伸的涂4隻金屬的一部分包括預(yù)制薄片。此實施例對制造簡便是有益的。在裝配過程中，連接材料32(圖5)可在放置預(yù)制薄片236之前應(yīng)用到接觸墊15和38上，或者可將連接材料32直接涂覆到預(yù)制薄片上?？赏ㄟ^任何適當?shù)募夹g(shù)完成圖案形成，例如包括沖壓和激光切割。例在一個實施例中，半導體裝配方法包括提供半導體晶片12，該半導體晶片12包括聯(lián)接到不同信號類型的區(qū)域的背面接觸墊15和28;將絕緣體18涂覆到晶片上以通過信號類型隔離背面接觸墊；以及應(yīng)用涂覆金屬36以互連背面接觸墊。在一個更具體的實施例中，半導體晶片包括光伏電池，該光伏電池包括p型和n型接觸墊，并以將p型觸點與n型觸點隔離的方式涂覆絕緣體。如上文所討論的，孔13可延伸通過半導體晶片的至少一些接觸墊，并且可在孔內(nèi)提供電導體以形成導電孔28。在一個實施例中，該電導體在應(yīng)用絕緣體18之后提供。同樣，如上文所討論的，該方法可進一步包括將導電連接材料32應(yīng)用在導電孔和涂覆金屬之間。在另一個實施例中，半導體晶片包括多個半導體晶片10、110、210、310以及涂覆金屬236的一部分，該涂覆金屬在多個半導體晶片中的至少兩個上延伸，應(yīng)用涂覆金屬包括提供涂覆金屬的形成圖案的薄片，以及將形成圖案的薄片連接到至少其中兩個半導體晶片上。本文所描述的實施例具有許多優(yōu)點，因為實施例使晶片級互連的設(shè)計能夠高傳導性(低fR損失)、可靠而且可制造。盡管本文僅僅圖示并描述了本發(fā)明的某些特征，但本領(lǐng)域技術(shù)人員會想到許多修改和變化。因此應(yīng)當了解到，所附權(quán)利要求意圖覆蓋落在本發(fā)明的真實精神之內(nèi)的所有此類變型和變化。權(quán)利要求1.一種光伏電池組件(1)，包括(a)光伏電池(10)，其包括聯(lián)接到不同極性的接觸區(qū)域的背面接觸墊(15)，和通過極性隔離所述背面接觸墊的絕緣體(18)；以及(b)涂覆金屬(36)，其位于所述絕緣體的至少一部分之上，并互相連接所述背面接觸墊。2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述光伏電池還包括導電孔(28),該導電孔(28)從相對面(30)延伸到所述光伏電池的背面(11)。3.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述光伏電池包括p型觸點和n型觸點，并且其中，所述絕緣體將所述p型觸點與所述n型觸點隔離。4.如權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于，所述組件還在所述背面接觸墊、所述導電孔和所述涂覆金屬之間包括導電連接材料(32)。5.如權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于，所述導電連接材料和所述涂覆金屬形成凹痕(49)。6.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述光伏電池包括多個光伏電池，并且其中，所述涂覆金屬(36)的一部分在所述多個光伏電池中的至少兩個光伏電池上延伸。7.如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，延伸通過多個光伏電池中的至少兩個光伏電池的所述涂覆金屬的一部分包括預(yù)制薄片。8.—種半導體組件(l),包括半導體晶片(io),其包括聯(lián)接到不同信號類型的各個接觸區(qū)域的在共同平面上的背面接觸墊，和通過信號類型隔離該接觸墊的絕緣體；以及涂覆金屬，其位于所述絕緣體的至少一部分之上，并互相連接所述接觸墊。9.一種半導體裝配方法，包括提供半導體晶片，其包括聯(lián)接到不同信號類型的各個接觸區(qū)域上的處于共同平面上的接觸墊；在晶片水平應(yīng)用絕緣體，以通過信號類型隔離所述接觸墊；以及應(yīng)用涂覆金屬以互相連接所述接觸墊。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將導電連接材料應(yīng)用在所述接觸墊、所述孔內(nèi)的所述電導體和所述涂覆金屬之間，其中，所述導電連接材料包括導電粘膠劑，并且還包括用封裝材料封裝所述半導體晶片和所述涂覆金屬，并同時固化所述導電粘膠劑和所述封裝材料。全文摘要本發(fā)明涉及晶片級互連和方法，具體而言，半導體組件包括聯(lián)接到不同信號類型(40，42)的各個接觸區(qū)域上的背面接觸墊(15)，和通過信號類型隔離背面接觸區(qū)域的絕緣體(18)。該半導體組件還包括涂覆金屬(36)，該涂覆金屬位于絕緣體的至少一部分之上并互相連接背面接觸墊。文檔編號H01L31/05GK101556975SQ20091000439公開日2009年10月14日申請日期2009年2月10日優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日發(fā)明者J·S·埃爾鮑姆,K·R·納加卡,S·S·托納皮,W·E·小伯迪克申請人:通用電氣公司