專利名稱：具有半導體芯片和金屬板的半導體設備及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括封裝的半導體芯片和金屬板的半導體設備。
背景技術：
常規(guī)地，具有半導體元件比如IGBT的半導體芯片與金屬塊和/或散熱板封裝 在一起以使得形成封裝半導體裝備。這個裝備例如在日本專利No. 3750680 (相應于USP 7，009，292)中描述。在這個裝備中，發(fā)射鋁電極形成于半導體基板的表面上，IGBT形成于 其上。而且，柵極布線層通過LOCOS氧化膜和絕緣膜形成于基板的表面上。為了隔離發(fā)射鋁電極和柵極布線層以便不會短路，形成保護膜來覆蓋柵極布線層 的表面。發(fā)射鋁電極和柵極布線層用保護膜彼此間電絕緣。金屬塊經(jīng)由焊料層結合至發(fā)射 鋁電極和保護膜。然而，在上述常規(guī)技術中，當擾動施加于該裝備時，保護膜可能會破裂。在此情況 下，焊料層會穿入裂紋到達柵極布線層，因此發(fā)射鋁電極和柵極布線層會短路。保護膜中產(chǎn)生裂紋的原因不僅是擾動而且還有在形成保護膜的步驟中發(fā)生的工 藝故障。例如，在JP-A-2007-27565中，在保護膜和金屬膜形成于半導體基板上之后，保護 膜上的一部分金屬膜通過用切割刀頭切割一部分保護膜和金屬膜來移除。這部分金屬膜是 不必要的部分。由于刀頭切割金屬膜下面的保護膜，保護膜會被損壞。因而，可能會在保護膜中產(chǎn) 生裂紋。類似于擾動，焊料層會穿入裂紋到達柵極布線層，因此發(fā)射鋁電極和柵極布線層會 短路。因而，在形成保護膜時或在形成保護膜之后，裂紋可能會在保護膜中產(chǎn)生。因而， 如果焊料層穿過裂紋并到達柵極布線層，發(fā)射鋁電極和柵極布線層會短路。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本公開的目標是提供一種半導體設備，其防止了表面電極和第 一金屬布線之間的短路。本公開的另一目標是提供一種制造半導體設備的方法。根據(jù)本公開的第一個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；覆蓋至少一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于所述至少一部分第一金屬布線 上的絕緣層，其經(jīng)由焊料層和第一保護膜由金屬板覆蓋。半導體芯片、表面電極、第一金屬 布線和金屬板被封裝，并且絕緣層布置于所述一部分第一金屬布線和第一保護膜之間。在以上設備中，由于絕緣層布置于第一金屬布線上，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，并且焊料層穿入裂紋，焊料也停止于絕緣層處，因此限制了焊料層到達第一金屬布線。 于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第二個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；覆蓋至少一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于第一保護膜上的氟化表面處理 層，第一保護膜經(jīng)由氟化表面處理層由金屬板覆蓋。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板被封裝，并且氟化表面處理層布置于金屬板和第一保護膜之間。在以上設備中，由于具有非常低的焊料濕潤性的氟化表面處理層形成于第一保護 膜上，氟化表面處理層拒絕焊料層。因而，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，裂紋由氟化表面 處理層覆蓋。因而，限制了焊料層到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會 短路。根據(jù)本公開的第三個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；覆蓋至少一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于第一保護膜上的防焊料穿入元 件，其由金屬板覆蓋。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板被封裝，并且防焊料穿 入元件夾在金屬板和第一保護膜之間。在以上設備中，由于防焊料穿入元件形成于第一保護膜上，焊料層僅安裝于金屬 層上。因而，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，限制了焊料經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是， 第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第四個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；以及覆蓋至少一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊 料層電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板被封裝，并且第一保護膜接觸金屬板。在以上設備中，金屬板直接接觸第一保護膜。因而，焊料層僅安裝于金屬層上。即 使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，限制了焊料經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線 和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第五個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片，其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；以及覆蓋至少一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊 料層電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板被封裝。金屬板包括突起，其面對第一保護膜，并朝著半導體芯片突出，并且其中 第一保護膜接觸金屬板的突起。在以上設備中，由于金屬板的突起直接接觸第一保護膜，焊料層僅安裝于金屬層 上。即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是，第一 金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第六個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；覆蓋第一金屬布線的第一保護膜；布置于表面電極和第二保 護膜的一側上的金屬層；覆蓋至少一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和 表面電極經(jīng)由焊料層電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于第一保護 膜上的第二保護膜，第一保護膜經(jīng)由第二保護膜由焊料層覆蓋。半導體芯片、表面電極、第 一金屬布線和金屬板被封裝。在以上設備中，第二保護膜覆蓋第一保護膜，第二保護膜將由焊料覆蓋。第一保護 膜提供了均勻的固體，并且第二保護膜提供了另一均勻的固體，并且它們疊置。因而，均勻 的固體在第一和第二保護膜之間的邊界處不連續(xù)。即使由于來自焊料層的應力引起的裂紋 產(chǎn)生于第二保護膜中，裂紋停止于第一和第二保護膜之間的邊界處。于是，限制了焊料到達 由第一保護膜覆蓋的第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第七個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；用注射器將第二保護膜施 加于第一保護膜上；在施加第二保護膜后在表面電極上形成金屬層；在形成金屬層后將晶 片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得 金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層 和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬 板。第二保護膜布置于第一保護膜上，第一保護膜經(jīng)由焊料層和第二保護膜由金屬板覆蓋。在以上方法中，第二保護膜部分地布置于第一保護膜上，第二保護膜由焊料層覆 蓋。即使在安裝焊料層之前裂紋比如劃痕產(chǎn)生于第二保護膜中，裂紋也停止于第一和第二 保護膜之間的邊界處。于是，限制了裂紋到達由第一保護膜覆蓋的第一金屬布線。于是，第 一金屬布線和表面電極不會短路。而且，由于使用了注射器，第二保護膜能施加于第一保護膜的需要在其上施加第二保護膜的某個部分上。因而，無需用于圖案化第二保護膜的光刻 工藝和蝕刻工藝。根據(jù)本公開的第八個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在表 面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保 護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后用注射器將第二保護膜施加于 第一保護膜上；在施加第二保護膜后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊 料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一 金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后封裝 半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。即使在一部分第一保護膜由刀頭或多刀刀具切割時裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，由 于第二保護膜在這部分第一保護膜切割之后形成，因此裂紋由第二保護膜覆蓋。于是，限制 了焊料經(jīng)由第一保護膜中的裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會 短路。根據(jù)本公開的第九個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在表 面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保 護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體 芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表 面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；在結 合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板；以及在形成第一金屬布線 后，在所述至少一部分第一金屬布線上形成絕緣層，所述至少一部分第一金屬布線經(jīng)由焊 料層和第一保護膜由金屬板覆蓋。絕緣層布置于所述一部分第一金屬布線和第一保護膜之 間。在以上方法中，即使在所述一部分第一保護膜由刀頭或多刀刀具切割時裂紋產(chǎn)生 于第一保護膜中，裂紋停止于形成于第一金屬布線上的絕緣層。于是，限制了焊料經(jīng)由裂紋 到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在表 面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體 芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表 面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；在結 合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板；以及在切割之后，在第一 保護膜上形成氟化表面處理層，第一保護膜經(jīng)由氟化表面處理層由金屬板覆蓋。氟化表面 處理層布置于金屬板和第一保護膜之間。在以上方法中，在所述一部分第一保護膜被切割后，具有非常低的焊料潤濕性的 氟化表面處理層形成于第一保護膜上。即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，氟化表面處理層阻 止焊料層經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十一個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體 芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個 半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域 電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在 表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一 保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導 體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分 表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；在 結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板；以及在切割之后，在第 一保護膜上形成防焊料穿入元件，防焊料穿入元件由金屬板覆蓋。在封裝中，防焊料穿入元 件夾在金屬板和第一保護膜之間。在以上方法中，由于防焊料穿入元件形成于第一保護膜上，焊料僅安裝于金屬層 上。因而，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料層穿入裂紋。因而，第一金屬布線 和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十二個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體 芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個 半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域 電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在 表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一 保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導 體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分 表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以 及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。在封裝中，第一保 護膜接觸金屬板。在以上方法中，第一保護膜直接接觸金屬板。因而，焊料層僅形成于金屬層上。即 使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料層穿入裂紋。因而，第一金屬布線和表面電極不 會短路。根據(jù)本公開的第十三個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體 芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個 半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域 電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在 表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一 保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導 體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分 表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以 及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。金屬板包括突起， 其面對第一保護膜并朝著半導體芯片突出，并且，在結合金屬板中，第一保護膜接觸金屬板 的突起。在以上方法中，金屬板的突起直接接觸第一保護膜。因而，焊料層沒有安裝于第一 保護膜上。即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料層經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。因 而，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十四個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；用注射器將第一保護膜以如此的方式施加于所述多個通道上以使得布 置于第一通道上的第一保護膜的高度低于布置于第二通道上的第一保護膜的高度，其中所 述多個通道包括第一通道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，沒有焊料層將安裝于 第二通道上，并且第一保護膜覆蓋第一金屬布線；在表面電極和第一保護膜上形成金屬層； 用刀頭或多刀刀具切割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬 層露出第二通道上的第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板 經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部 分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板 后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。在以上方法中，由于其上安裝焊料層的第一通道上的第一保護膜的高度低于其上 未安裝焊料層的第二通道上的第一保護膜的高度，第一通道上的第一保護膜未被刀頭或多 刀刀具切割。于是，由于在切割步驟時來自刀頭或刀具的應力未施加于第一通道上的第一 保護膜，裂紋未產(chǎn)生于第一通道上的第一保護膜中。因而，焊料層不會穿入裂紋，并且因此， 第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十五個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導 體元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第 一區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元 件的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬布線；在表面電極和第一保護膜上形成金屬層；準備具有壓力表面和壓力突起的壓力元 件，其中壓力突起從壓力表面突出，并且對應于布置于第一通道上的第一保護膜，其中所述 多個通道包括第一通道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，并且沒有焊料層將安裝 于第二通道上；在壓力元件的壓力表面面對芯片的第一表面的情況下用壓力突起壓第一通 道上的第一保護膜以使得布置于第一通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度 低于布置于第二通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度；用刀頭或多刀刀具切 割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二通道上的 第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的 方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且 金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表 面電極、第一金屬布線和金屬板。在以上方法中，第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。因而，裂紋未產(chǎn)生于第 一通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十六個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬 布線；在表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后將晶片分割為所述多個半 導體芯片；在分割晶片后，準備具有壓力表面和壓力突起的壓力元件，其中壓力突起從壓力 表面突出，并且對應于布置于第一通道上的第一保護膜，其中所述多個通道包括第一通道 和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，并且沒有焊料層將安裝于第二通道上；在壓力元 件的壓力表面面對芯片的第一表面的情況下用壓力突起壓第一通道上的第一保護膜以使 得布置于第一通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度低于布置于第二通道上 的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度；在壓下第一保護膜后，用刀頭或多刀刀具切 割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二通道上的 第一保護膜；在切割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板 至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面 電極電耦合；以及在結合后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。在以上方法中，第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。因而，裂紋未產(chǎn)生于第 一通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十七個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬 布線；在形成第一保護膜后，準備具有壓力表面和壓力突起的壓力元件，其中壓力突起從壓力表面突出，并且對應于布置于第一通道上的第一保護膜，其中所述多個通道包括第一通 道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，并且沒有焊料層將安裝于第二通道上；在壓力 元件的壓力表面面對芯片的第一表面的情況下用壓力突起壓第一通道上的第一保護膜以 使得布置于第一通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度低于布置于第二通道 上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度；在壓下后，在表面電極和第一保護膜上形 成金屬層；在形成金屬層后，用刀頭或多刀刀具切割布置于第二通道上的一部分第一保護 膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二通道上的第一保護膜；在切割后，將晶片分割為所 述多個半導體芯片；在分割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得 金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層 和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金 屬板。在以上方法中，第一通道上的第一保護膜的高度由壓力元件降低。然后，金屬層形 成于第一保護膜上。第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。于是，裂紋未產(chǎn)生于第一 通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，在金屬層形成于 第一保護膜中之前一部分第一保護膜由壓力元件壓下，限制了裂紋產(chǎn)生于金屬層和第一保 護膜中。根據(jù)本公開的第十八個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬 布線；在施加第一保護膜后，將晶片分割為所述多個半導體芯片；在分割后，準備具有壓力 表面和壓力突起的壓力元件，其中壓力突起從壓力表面突出，并且對應于布置于第一通道 上的第一保護膜，其中所述多個通道包括第一通道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道 上，并且沒有焊料層將安裝于第二通道上；在壓力元件的壓力表面面對芯片的第一表面的 情況下用壓力突起壓第一通道上的第一保護膜以使得布置于第一通道上的第一保護膜相 對于芯片的第一表面的高度低于布置于第二通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面 的高度；在壓下后，在表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后，用刀頭或多 刀刀具切割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二 通道上的第一保護膜；在切割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使 得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬 層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和 金屬板。在以上方法中，第一通道上的第一保護膜的高度由壓力元件降低。然后，金屬層形 成于第一保護膜上。第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。于是，裂紋未產(chǎn)生于第一 通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，在金屬層形成于 第一保護膜中之前一部分第一保護膜由壓力元件壓下，限制了裂紋產(chǎn)生于金屬層和第一保 護膜中。
根據(jù)本公開的第十九個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯 片，其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半 導體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯 片的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線 控制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保 護膜；布置于第一保護膜上的第二保護膜，第一保護膜經(jīng)由第二保護膜由焊料層覆蓋；以 及至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金 屬板被封裝。在以上設備中，第二保護膜覆蓋第一保護膜，第二保護膜將由焊料覆蓋。第一保護 膜提供了均勻的固體，并且第二保護膜提供了另一均勻的固體，并且它們疊置。因而，均勻 的固體在第一和第二保護膜之間的邊界處不連續(xù)。即使由于來自焊料層的應力引起的裂紋 產(chǎn)生于第二保護膜中，裂紋停止于第一和第二保護膜之間的邊界處。于是，限制了裂紋到達 由第一保護膜覆蓋的第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第二十個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯 片，其中半導體芯片包括第一表面和第二表面，半導體元件具有溝道柵極結構，其包括在第 一表面上的發(fā)射極區(qū)域、穿入發(fā)射極區(qū)域的溝道、布置于溝道的內(nèi)壁上的柵極絕緣膜、以及 在溝道中布置于柵極絕緣膜上的柵極區(qū)域；布置于第一表面上并且與發(fā)射極區(qū)域電耦合的 表面電極；布置于第一表面上并且與柵極區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線 控制將施加至柵極區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保 護膜；以及覆蓋表面電極并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層電耦合的金屬板，其中焊料 層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板被封裝。半導體芯片的 第一表面包括焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域。焊料層布置于焊料安裝區(qū)域上，并且焊料層不 布置于無焊料區(qū)域上。柵極區(qū)域布置于焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域中。第一金屬布線布置 于第一表面的無焊料區(qū)域上，并且第一金屬布線僅在無焊料區(qū)域與柵極區(qū)域電耦合。在以上設備中，第一金屬布線形成于芯片的第一表面上的無焊料區(qū)域中。覆蓋第 一金屬布線的第一保護膜也形成于無焊料區(qū)域中。因而，覆蓋第一金屬布線的第一保護膜 未被焊料層覆蓋。因而，裂紋未產(chǎn)生于覆蓋第一金屬布線的第一保護膜中。第一金屬布線 和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第二十一個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成 多個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導 體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每 個半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū) 域電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；將非導電材料混合于 第二保護膜中，其中非導電材料由有機顆粒或無機纖維制成；用注射器將第二保護膜施加 于第一保護膜上；在表面電極上形成金屬層；在形成金屬層后，將晶片分割為所述多個半 導體芯片；在分割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至 少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電 極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。第二保護膜布置于第一保護膜上，第一保護膜經(jīng)由焊料層和第二保護膜由金屬板覆蓋。在此情 況下，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，非導電材料也防止了裂紋生長。根據(jù)本公開的第二十二個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成 多個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一表面和第二表面的半導體元件，半導體元件 具有溝道柵極結構，其包括在第一表面上的發(fā)射極區(qū)域、穿過發(fā)射極區(qū)域的溝道、布置于溝 道的內(nèi)壁上的柵極絕緣膜、以及在溝道中布置于柵極絕緣膜上的柵極區(qū)域；在第一表面上 形成表面電極，其中表面電極與發(fā)射極區(qū)域電耦合；在第一表面上形成第一金屬布線，其中 第一金屬布線與柵極區(qū)域電耦合；形成覆蓋第一金屬布線的第一保護膜；在表面電極和第 一保護膜上形成金屬層；用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金 屬層露出第一保護膜；在切割后，將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料 層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板覆蓋表面電極，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金 屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板。半導體芯片的第一表面包括焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域。焊料層布置于焊料安 裝區(qū)域上，并且焊料層不布置于無焊料區(qū)域上。在形成所述多個半導體芯片中，柵極區(qū)域形 成于焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域中。在形成第一金屬布線中，第一金屬布線形成于第一表 面的無焊料區(qū)域上。第一金屬布線僅在無焊料區(qū)域與柵極區(qū)域電耦合。在以上方法中，第一金屬布線形成于芯片的第一表面的無焊料區(qū)域上。因而，即使 在焊料層的應力施加于第一保護膜時裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，焊料層也不會穿入裂紋。 于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。


本發(fā)明的以上和其它目標、特點和優(yōu)點從下面參照附圖進行的詳細描述中變得更 加明顯。在附圖中圖1示出根據(jù)第一實施例的半導體芯片的平面圖；圖2示出該半導體芯片沿著圖1中的線II-II截取的橫截視圖；圖3示出包括半導體芯片的半導體設備的局部橫截視圖；圖4示出圖3中設備的部分IV的局部放大橫截視圖；圖5示出形成第二保護膜的步驟；圖6示出根據(jù)第二實施例的半導體芯片的平面圖；圖7示出根據(jù)第二實施例形成第二保護膜的步驟；圖8示出根據(jù)第三實施例的半導體芯片的局部橫截視圖；圖9示出在半導體芯片的角部處形成第一保護膜的步驟；圖10示出沿著圖9中的線X-X截取的芯片的橫截視圖；圖11示出根據(jù)第四實施例切割部分鎳膜、金膜和第二保護膜的步驟；圖12示出根據(jù)第五實施例用刀頭切割部分第一保護膜的步驟；圖13是示出根據(jù)第六實施例的半導體設備的局部放大橫截視圖；圖14是示出根據(jù)第七實施例的半導體設備的局部放大橫截視圖；圖15是示出根據(jù)第八實施例的包括半導體芯片的半導體設備的局部橫截視圖；圖16是示出圖15中設備的部分XVI的局部放大橫截視圖17是示出根據(jù)第九實施例的包括半導體芯片的半導體設備的局部放大橫截視 圖；圖18是示出圖17中設備的部分XVIII的局部放大橫截視圖；圖19是示出根據(jù)第十實施例的半導體設備的局部放大橫截視圖；圖20是示出根據(jù)第十一實施例的半導體設備的局部放大橫截視圖；圖21是示出圖20中設備的部分XXI的局部放大橫截視圖；圖22A和22B示出根據(jù)第十二實施例的半導體設備的部分制造工藝；圖23A和23B示出根據(jù)另一實施例的半導體設備的部分制造工藝；圖24示出根據(jù)又一實施例的設備的一部分制造工藝；圖25示出根據(jù)第十三實施例的半導體芯片的平面圖；圖26示出沿著圖25中的線XXVI-XXVI截取的芯片的橫截視圖；圖27示出包括半導體芯片的半導體設備的局部橫截視圖；圖28示出圖27中的設備的部分XXVIII的局部放大橫截視圖；圖29示出根據(jù)第十四實施例的半導體設備的平面圖；圖30示出圖29中的設備的部分XXXII的局部放大平面圖；圖31示出沿著圖29和30中的線XXXI-XXXI截取的設備的局部橫截視圖；圖32示出沿著圖30中的線XXXII-XXXII截取的設備的局部橫截視圖；圖33示出根據(jù)第十四實施例的切割第一保護膜的步驟的橫截視圖；圖34示出根據(jù)第十五實施例的半導體芯片的橫截視圖；圖35示出根據(jù)第十六實施例的半導體芯片的橫截視圖；圖36示出根據(jù)第十七實施例的半導體芯片的橫截視圖；圖37示出根據(jù)第十四實施例的變型的半導體設備的局部橫截視圖；圖38示出圖37中的設備的部分XXXVIII的局部放大橫截視圖；并且圖39示出根據(jù)第十四實施例的變型的用于切割一部分鎳膜、金膜和第二保護膜 的步驟。
具體實施例方式(第一實施例)圖1示出根據(jù)第一實施例的半導體設備中的半導體芯片10。圖2示出沿著圖1中 的線II-II截取的設備的橫截視圖。圖3示出與沿著圖1中的線II-II截取的設備的橫截 視圖相應的設備的局部橫截視圖。如圖1所示，芯片10包括每個包括半導體元件的多個單元11，以及布置于單元11 周圍的通道12。如圖2所示，芯片10由半導體基板13比如硅基板形成?；?3例如是P+ 型基板，并且N—型漂移層(未示出)形成于P+型基板上。主要表面，即基板13或芯片10 的主表面，限定為漂移層的表面，即基板13的表面。于是，通道12在單元11周圍布置于芯 片10的主表面?zhèn)壬?。每個單元11包括多個IGBT作為半導體元件。P型基層(未示出)形成于漂移層 的表面部分中。相應于第一區(qū)域的N+型發(fā)射極區(qū)域形成于基層的表面部分中。溝道形成 為穿過發(fā)射極區(qū)域和基層并到達漂移層。相應于第二區(qū)域的柵極絕緣膜和柵極層形成于溝道的內(nèi)壁上。溝道、柵極絕緣膜和柵極層提供了溝道柵極結構。絕緣膜覆蓋一部分發(fā)射極 區(qū)域和溝道柵極結構。這些構造是IGBT的一個例子。替代地，IGBT可具有其它結構。P+型基板用作集電極區(qū)域。背面電極15形成于基板的背面上。背面電極15用作 集電極并接觸基板的背面。背面電極15由例如Ti/Ni/Au膜制成。保護環(huán)16形成于基板13的主表面?zhèn)壬稀１Ｗo環(huán)16提高元件的擊穿電壓。保護 環(huán)16例如由形成于漂移層的上部中的P型區(qū)域形成。表面電極17用作發(fā)射電極，并且形成于IGBT的表面上。表面電極17接觸形成于 一個單元中的IGBT的每個P型基層和每個N+型發(fā)射極區(qū)域。每個單元包括多個表面電極 17。具體地，電極17形成于基板13的主表面14上以使得電極17在多個溝道柵極結構之 間橋接。如圖1所示，具有條帶模式的電極17覆蓋每個單元11的幾乎所有上側。表面電 極17由金屬材料比如鋁合金制成。例如，電極17可由Al-Si制成，并且主要成分為Al。電 極17可通過噴鍍法形成。作為第一金屬布線的柵極金屬布線18穿過LOCOS氧化膜和絕緣膜(未示出)形 成于基板13的主表面14上。柵極金屬布線18與形成于單元11中的多個柵極層電結合。 柵極金屬布線用作控制每個溝道柵極結構中的柵極電勢的工具。具體地，柵極金屬布線用 來控制施加至半導體元件的電勢。如圖1所示，柵極金屬布線18布置于定位于單元11周圍的通道12中。柵極金屬 布線18布置于芯片10的主表面14上。這里，柵極金屬布線18沒有形成于通道12的所有 部分中。柵極金屬布線18形成于通道12的至少一部分中。在本實施例中，柵極金屬布線 18具有如此的布置以使得布線18包圍表面電極17。溫度傳感器19形成于芯片10的主表面14上。溫度傳感器19輸出相應于溫度的 電壓。具體地，溫度傳感器19改變正向電壓VF。當芯片10操作時，產(chǎn)生熱。因而，傳感器 19根據(jù)熱輸出正向電壓VF。在芯片10操作的情況下產(chǎn)生的熱集中于芯片10的中心。因 而，傳感器19布置于芯片10的中心。傳感器19例如是具有N型層和P型層的溫度敏感的二極管，這些層由多晶硅制成 并布置于絕緣膜(未示出)上。N型層和P型層形成于基板13上。作為第二金屬布線的傳感器金屬布線20穿過LOCOS氧化膜和絕緣膜(未示出) 形成于基板13的主表面14上。傳感器金屬布線20布置于通道20中，從基板13的主表面 14的中心延伸至外周。柵極金屬布線18與傳感器金屬布線20電分離。傳感器金屬布線 20連接至溫度傳感器19。而且，如圖1所示，柵極墊21和傳感器墊22穿過LOCOS氧化膜和絕緣膜(未示 出)形成于基板13的主表面14上。柵極墊21與柵極金屬布線18電結合。傳感器墊22 與傳感器金屬布線20電結合。將作為柵極電勢施加于柵極金屬布線18的電壓通過柵極墊 21進行控制。而且，傳感器19的正向電壓VF通過傳感器墊22回收至外部設備。除了柵極墊21和傳感器墊22之外，電流傳感墊23和Kelvin發(fā)射墊24形成于基 板13的主表面14上。如圖2所示，第一保護膜25施加并形成于通道12上。第一保護膜25布置于表面 電極17、柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20之間。而且，第一保護膜25覆蓋柵極金屬 布線18和傳感器金屬布線20。因而，柵極金屬布線18、傳感器金屬布線20和表面電極17由第一保護膜25彼此電絕緣。每個墊21-24從第一保護膜25露出。第一保護膜25還覆 蓋溫度傳感器19。第二保護膜26形成于第一保護膜25上。第二保護膜的位置將在后面解釋。第一和第二保護膜25、26由聚酰亞胺膜制成。第一保護膜25的聚酰亞胺膜充分 地覆蓋基板13、柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20以使得膜25保護它們。第二保護膜 26可由與第一保護膜25相同的聚酰亞胺膜制成，只要第一保護膜25的界面在成形步驟的 情況下清楚地形成。作為金屬層的鎳膜27和金膜28形成于表面電極17的頂面和第二保護膜26的一 側上。鎳膜27和金膜28覆蓋第二保護膜26的整個側面。鎳膜27和金膜28通過噴鍍法 形成，并且每個膜17、2很薄。具體地，鎳膜27覆蓋第二保護膜26的整個側面，并且金膜28 形成于鎳膜27上。如圖3所示，金屬板30通過焊料層29結合至芯片10。具體地，金屬板30經(jīng)由焊 料層29、鎳膜27和金膜28與表面電極17電和熱地結合。因而，金屬板30用作電極(布 線)和散熱器。通道12包括焊料層29安裝于其上的第一通道12a和沒有焊料層29安裝于其上 的第二通道12b。因而，第一通道12a定位于焊料安裝區(qū)域，其示出為圖1中的陰影區(qū)域。 第二通道12b布置于焊料安裝區(qū)域的外側上。金屬板30覆蓋表面電極17和柵極金屬布線18的至少一部分。具體地，金屬板30 形成為覆蓋芯片10的主表面14除了墊21-24和第二通道12b之外的一部分。金屬板30 覆蓋焊料安裝區(qū)域。于是，在本實施例中，金屬板30覆蓋整個表面電極17。根據(jù)金屬板30的尺寸，第二保護膜26形成于第一保護膜25的一部分上，第二保 護膜26由焊料層29覆蓋。第二保護膜26部分地形成于第一保護膜25上，其布置于芯片 10的主表面14除了第二通道12b之外的第一通道12a上。在圖3所示的結構中，下散熱器(未示出)結合至背面電極15。而且，上散熱器 (未示出)結合至金屬板30。這個具有上和下散熱器的疊置結構用樹脂模具密封以使得制 備出兩側散熱型半導體設備。芯片10、表面電極17、柵極金屬布線18和金屬板30被封裝。每個墊21-24經(jīng)由布線連接至相應的引線端子。引線端子從樹脂模具露出。而且， 上和下散熱器每個包括從樹脂模具露出的引線端子。引線端子與外部電路電結合以使得外 部電路與芯片10電結合。接著，如圖4所示，將解釋第二保護膜26的功能。圖4是圖3中設備的局部放大 橫截視圖。裂紋31比如劃痕可在焊料層29結合至第二保護膜26之前產(chǎn)生于第二保護膜26 中。當金屬板30經(jīng)由焊料層29結合至基板13時應力從焊料層29施加于裂紋31。因而， 裂紋31到達第一保護膜25。然而，裂紋31停止于第一和第二保護膜25、26之間的邊界處。第一和第二保護膜25、26各自形成為均勻固體。于是，第一保護膜25作為一個均 勻固體疊置于作為另一均勻固體的第二保護膜26上。因而，在第一和第二保護膜25、26的 邊界處，沒有同質(即均勻)固體布置越過邊界。具體地，邊界提供了不連續(xù)的表面。因而， 即使裂紋31產(chǎn)生于第二保護膜26中，裂紋31的產(chǎn)生也停止于第一和第二保護膜25、26之 間的邊界。因而，裂紋31不會穿入第一保護膜25。具體地，裂紋31不會存在于第一保護膜25中。于是，裂紋31僅到達第一和第二保護膜25、26之間的邊界。具體地，裂紋31不會 越過邊界。因而，即使焊料層29穿入第二保護膜26中的裂紋31，焊料層29也不會穿入第 一保護膜25。因而，當?shù)诙Ｗo膜26部分地形成于第一保護膜25上且其由焊料層29覆蓋時， 裂紋31不會到達由第一保護膜25覆蓋的柵極金屬布線18。因而，防止了柵極金屬布線18 和表面電極17之間的短路。而且，由于第一保護膜25由第二保護膜26覆蓋，來自焊料層29的應力就不會直 接施加于第一保護膜25。半導體設備的制造方法將參照圖5解釋。首先，多個半導體芯片10形成于晶片中。具體地，準備晶片，并且然后，多個IGBT 形成于晶片中。IGBT的具體形成步驟通過常規(guī)方法來執(zhí)行。例如，P型基層和N+型發(fā)射極 區(qū)域形成于N—型漂移層的表面部分中。然后，溝道形成為穿過發(fā)射極區(qū)域和基層并到達漂 移層。柵極絕緣膜和柵極層形成于溝道的內(nèi)壁上。而且，絕緣膜形成為覆蓋一部分發(fā)射極 區(qū)域和溝道。因而，多個半導體芯片10形成于晶片中。然后，金屬膜形成于其中形成IGBT的晶片的表面上。金屬膜由例如包括鋁作為主 要成分的金屬制成。光致抗蝕劑施加于金屬膜的表面上。然后，光致抗蝕劑通過曝光法來 圖案化。因而，在光致抗蝕劑的一部分中形成開口以使得光致抗蝕劑的其它部分對應于待 形成表面電極的區(qū)域、待形成柵極金屬布線的區(qū)域、待形成傳感器金屬布線的區(qū)域、以及待 形成墊的區(qū)域。然后，使用光致抗蝕劑作為掩模執(zhí)行濕式蝕刻步驟，因此金屬膜被圖案化。 因而，與礦型發(fā)射極區(qū)域電結合的表面電極17、與柵極層電結合的柵極金屬布線18、傳感 器金屬布線20和墊21-24同時形成于半導體設備中。然后，移除光致抗蝕劑。這里，表面電極等可在不同的步驟形成。表面電極17、柵極金屬布線18、傳感器金 屬布線20和每個墊21-24可在多個步驟中獨立地形成。然后，用于提供溫度傳感器19的由多晶硅制成的N型層和P型層形成于將形成溫 度傳感器的區(qū)域處。在此情況下，N型層和P型層分別連接至傳感器金屬布線20。聚酰亞胺膜形成于晶片的整個表面上。在預定位置處的一部分聚酰亞胺膜留下， 而其余部分的聚酰亞胺膜移除。因而，形成第一保護膜25。因而，第一保護膜25處于表面 電極17、柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20之間以使得表面電極17、柵極金屬布線18 和傳感器金屬布線20由第一保護膜25彼此電隔離。而且，柵極金屬布線18、傳感器金屬布 線20和溫度傳感器19由第一保護膜25覆蓋。接著，如圖5所示，使用注射器32將第二保護膜26部分地施加于第一保護膜25 上。注射器32例如是分配器或噴墨噴嘴。由于柵極金屬布線18等形成于通道12中，注射器32沿著通道12移動。第二保 護膜26通過注射器32施加于通道12中。在形成第二保護膜26時，第二保護膜26部分地 施加至第一保護膜25的表面，其將由焊料層29覆蓋。于是，第二保護膜也施加至第一保護 膜的表面，其布置于溫度傳感器和傳感器金屬布線20上，其將由焊料層29覆蓋。接著，鎳膜27和金膜28通過噴鍍法以此順序形成于從第一保護膜25、第二保護 膜26和墊21-24露出的表面電極17上。這里，每個墊21-24可分別通過鍍鎳法和鍍金法形成。在形成鎳膜27和金膜28之后，由于每個墊21-24經(jīng)由鎳膜27和金膜28與表面 電極17電結合，每個墊21-24與表面電極17電絕緣。具體地，一部分第一保護膜25和一部分第二保護膜26用刀頭或多刀刀具切割以 使得形成于通道12a中的焊料層29將形成于其上的一部分第二保護膜26露出，并且形成 于通道12b中的焊料層29不會將形成于其上的一部分第一保護膜25露出。在此情況下，例如，芯片10的主表面14提供了基準表面。刀頭或多刀刀具與主表 面14平行且間隔開預定距離地移動，以使得一部分第一保護膜25和一部分第二保護膜26 被切割。因而，如圖2所示，每個墊21-24和表面電極17被電絕緣。而且，由于切割步驟使 用切割工具比如多刀刀具或刀頭來執(zhí)行，鎳膜27和金膜28保留在形成于通道12a中的第 二保護膜26的一側上和形成于通道12b中的第一保護膜25的一側上。焊料層29安裝于 第一通道12a上，并且焊料層29不安裝于第二通道12b上。因而，在使用刀頭或多刀刀具執(zhí)行切割步驟時，應力從刀頭或多刀刀具施加至第 二保護膜26。因而，裂紋31可產(chǎn)生于第二保護膜26中。然而，裂紋31在第一和第二保護 膜25、26之間的邊界處停止穿過。因而，即使焊料層29穿入裂紋31，柵極金屬布線18和表 面電極17也不會短路。即使裂紋31產(chǎn)生于形成在第二通道12b中的第一保護膜25中，焊 料層29沒有形成于第二通道12b上，因此焊料層29不會穿入裂紋31。因而，柵極金屬布線 18和表面電極17不會短路。背面電極15通過在晶片的背面上以此順序蒸發(fā)Ti膜、Ni膜和Au膜來形成。然后，晶片結合至切割帶，并且然后將晶片分為多個芯片10。因而，金屬板30經(jīng)由 金膜28上的焊料層29結合至每個芯片10。那么，每個墊21-24分別連接至引線端子。下 散熱器結合至背面電極15，并且上散熱器結合至金屬板30。芯片用樹脂模具密封。因而， 完成半導體設備。在本實施例中，用焊料層29覆蓋的第二保護膜26使用注射器32施加至第一保護 膜25的一部分。因而，來自焊料層29的應力不直接施加至第一保護膜25。而且，即使裂紋31比 如劃痕產(chǎn)生于第二保護膜26中，裂紋31也不會越過第一和第二保護膜25、26之間的邊界。 于是，裂紋31不會到達由第一保護膜25覆蓋的柵極金屬布線18。因而，柵極金屬布線18 和表面電極17不會短路。由于第二保護膜26使用注射器32形成，第二保護膜26能形成于第一保護膜25 的必要部分上。于是，用于圖案化第二保護膜26的光刻步驟和蝕刻步驟是不必要的。在本實施例中，第一和第二保護膜25、26由聚酰亞胺膜制成。這里，聚酰亞胺膜不 是脆性材料以使得在切割聚酰亞胺膜時聚酰亞胺膜不會失去形狀。聚酰亞胺膜具有低延展 性，并且斷裂伸長率在50%和60%之間的范圍內(nèi)。聚酰亞胺膜具有與金膜粘著的高粘著 性。可選地，第一和第二保護膜25、26可由聚四氟乙烯膜、聚碳酸鹽膜、縮醛樹脂膜、 酚醛樹脂膜、聚酰胺樹脂膜、丙烯樹脂膜或環(huán)氧樹脂膜制成。聚四氟乙烯膜具有小的楊氏模 量，并且因此，彈性變形區(qū)域很寬。因而，聚四氟乙烯膜能用小的力切割。聚四氟乙烯膜的 斷裂伸長率是大約200%。聚四氟乙烯膜在切割時不會失去形狀。在切割聚四氟乙烯膜時防止了聚四氟乙烯膜的細小分裂。聚酰亞胺樹脂膜、聚四氟乙烯膜、聚碳酸鹽膜、縮醛樹脂膜和酚醛樹脂膜易于切 割。聚酰胺樹脂膜和丙烯樹脂膜不易于切割。環(huán)氧樹脂膜難以切割。然而，在適當?shù)乜刂?來自刀頭36或多刀刀具的應力時，裂紋31不會在第一和第二保護膜25、26中產(chǎn)生。當?shù)谝缓偷诙Ｗo膜25、26中的樹脂材料具有高粘度時第一和第二保護膜25、26 可通過使用分配器的方法形成?？蛇x地，當?shù)谝缓偷诙Ｗo膜25、26中的樹脂材料具有低 粘度時第一和第二保護膜25、26可通過使用噴墨方法形成。(第二實施例)在本實施例中，詳細說明通道12中的傳感器金屬布線20的布置。圖6示出根據(jù)第二實施例的半導體芯片10。在芯片10中，每個單元11以條狀布 置。于是，通道12也以條狀布置。柵極金屬布線18布置于每個通道12中。溫度傳感器19布置于其中一個通道12中。于是，至少一部分傳感器金屬布線20 形成于其中形成柵極金屬布線18的相同通道12中。至少該部分傳感器金屬布線20形成 為與柵極金屬布線18平行。在本實施例中，如圖6所示，溫度傳感器19布置于這個通道12 的中心處。傳感器金屬布線20布置于通道12的一側上，并且柵極金屬布線18布置于通道 12的另一側上。傳感器金屬布線20從傳感器19在通道12 —側上延伸指向墊21-24。根據(jù)本實施例的半導體設備的制造方法將參照圖7解釋。首先，如圖6所示，TGBT 形成于基板13中以形成條紋圖案的單元。而且，表面電極17、柵極金屬布線18、傳感器金 屬布線20和墊21-24形成于基板13的主表面14上。在形成柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20時，柵極金屬布線18和傳感器金屬 布線20形成于同一通道12中以便彼此平行。因而，至少柵極金屬布線18的一部分和至少 傳感器金屬布線20的一部分布置于相同通道12中。然后，類似于第一實施例，形成第一和第二保護膜25、26。在形成第二保護膜26 時，如圖7所示，第二保護膜26使用注射器32沿著通道12a施加至第一保護膜25。由于一 部分柵極金屬布線18和一部分傳感器金屬布線20布置于相同通道12中以便彼此平行，當 注射器32沿著通道12a移動時，第二保護膜26在一個動作中施加至第一保護膜25。在使用注射器32施加第一保護膜25時，由于部分柵極金屬布線18和部分傳感器 金屬布線20布置于相同通道12中以便彼此平行，第一保護膜25在一個動作中施加至柵極 金屬布線18和傳感器金屬布線20。此后，鎳膜27和金膜28通過噴鍍法形成。類似于第一實施例，切割一部分第一薄 膜25和一部分第二保護膜26。然后，金屬板30經(jīng)由焊料層29結合至芯片10的主表面14。 上和下散熱器結合至基板13，并且基板13用樹脂模具密封。因而，完成半導體設備。當不同于柵極金屬布線18的傳感器金屬布線20布置于基板13的主表面14上時， 一部分柵極金屬布線18和一部分傳感器金屬布線20彼此平行地布置于相同通道12中。因 而，有效地形成第一和第二保護膜25、26。(第三實施例)在本實施例中，第一保護膜25施加至芯片10的一側。圖8示出了芯片10的外周的局部放大橫截視圖。芯片10包括垂直于芯片10的 主表面的側面33以及由芯片10的主表面14和側面33提供的角部34。第一保護膜25覆蓋芯片10的角部34。接著，用于在芯片10的角部34形成第一保護膜25的方法將參照圖9和10解釋。 圖9示出用于在芯片10的側面33上形成第一保護膜25的步驟。圖10是沿著圖9中的線 X-X截取的晶片的橫截視圖。在晶片在小塊切割工藝中切割后，所切割的晶片在晶片擴展工藝中擴展。具體地， 晶片安裝于其上的研磨帶在徑向上擴展，以使得芯片10以間隙35彼此分離。然后，使用注射器32，施加第一保護膜25以覆蓋芯片10的角部34。在此情況下， 第一保護膜25已經(jīng)形成于芯片10的主表面14上。因而，第一保護膜25僅施加于芯片10 的側面33。而且，沿著間隙35，移動注射器32，并且使用注射器32在每個角部34處施加第 一保護膜25。這里，短語“沿著間隙35”意思是注射器32沿著芯片10的角部34移動。因而，如圖10所示，第一保護膜25形成于芯片10的側面33上。這里，在圖10中， 第一保護膜25施加至芯片10的整個側面33?？蛇x地，第一保護膜25可不施加至芯片10 的整個側面33。第一保護膜25可僅覆蓋芯片10的角部34。在第一保護膜25布置于芯片10的角部34時，角部34處的第一保護膜25防止了 電流從背面電極15通過芯片10的側面33流到主表面14。于是，第一保護膜25防止了柵 極金屬布線18和表面電極17之間的短路。而且，第一保護膜25防止了背面電極15和主 表面14上的結構之間的短路。(第四實施例)在本實施例中，第二保護膜26形成于第二通道12b中，焊料層29沒有形成于其 上。在金屬層比如鎳膜27和金膜28通過噴鍍法等形成于芯片10的主表面14上之后，一 部分不必要的金屬層被切割并移除。本實施例將參照圖11描述。圖11相應于沿著圖1中 的線II-II截取的設備的橫截視圖。然而，圖11中柵極金屬布線18的布置不同于圖1。這里，詞語“切割”意思是精細切割工藝。具體地，詞語“切割”意思是用于焊接的 電極使用在保護膜上的步驟通過機械處理方法圖案化。這里，詞語“切割”在第一至第三實 施例中具有相同的意思。在本實施例中，在第一和第二保護膜25、26形成于芯片10的主表面14上之后，鎳 膜27和金膜28不僅形成于表面電極17上，而且還形成于第一和第二保護膜25、26上。此后，如圖11所示，一部分鎳膜27和一部分金膜28以及一部分第二保護膜26以 如此的方式由刀頭36切割以使得第二保護膜26從金屬層即鎳膜27和金膜28露出?？蛇x 地，可使用多刀刀具來切割。因而，形成于表面電極17上的鎳膜27和金膜28與形成于墊 21-24上的鎳膜27和金膜28電分離。當使用刀頭36或多刀刀具執(zhí)行切割工藝時，如果由刀頭36或多刀刀具引起的應 力施加至第二保護膜26以至裂紋31產(chǎn)生于第二保護膜26中，裂紋31在第一和第二保護 膜25、26之間的邊界處停止生長。于是，防止了裂紋31到達柵極金屬布線18。即使焊料層 29穿入裂紋31，也防止了柵極金屬布線18和表面電極17之間的短路。在圖11中，第二保護膜26覆蓋整個第一保護膜25。可選地，第二保護膜26可形 成于第一保護膜25的上部上，只要來自刀頭36的應力不是直接施加于第一保護膜25。在圖11中，第二保護膜26可以是易于切割的有機膜。第二保護膜26可不由無機 膜制成。第一保護膜25可由有機膜或無機膜制成，比如玻璃層和氮化物層。
而且，在圖11中，第二保護膜26由單層制成。可選地，如圖39所示，第二保護膜 26可包括兩層或更多層。具體地，在圖39中，第二保護膜26包括下部第二保護膜26a和上 部第二保護膜26b。下部第二保護膜26a接觸第一保護膜25以便覆蓋第一保護膜25。上 部第二保護膜26b布置于下部第二保護膜26a上以便覆蓋下部第二保護膜26a。在此情況 下，上部第二保護膜26b可由易于切割的有機膜制成。下部第二保護膜26a和第一保護膜 25可由有機膜或無機膜制成，比如玻璃層和氮化物層。(第五實施例)在第一至第四實施例中，第二保護膜26形成于第一保護膜25上以使得焊料層29 中的應力和來自刀頭36等的應力不會直接施加至第一保護膜25。在本實施例中，沒有使 用第二保護膜26，覆蓋柵極金屬布線18的第一保護膜25的高度控制為低于其它部分以使 得刀頭36不會接觸第一保護膜25。因而，來自刀頭36的應力不會施加于第一保護膜25。 本實施例將參照圖12解釋。圖12相應于設備沿著圖1中的線II-II截取的橫截視圖。然 而，圖12中柵極金屬布線18的布置不同于圖1。在本實施例中，表面電極17、柵極金屬布線18、傳感器金屬布線20和墊21-24比 如用于柵極的墊形成于芯片10的主表面14上。然后，第一保護膜25形成于主表面14上 的通道12上。在此情況下，形成于其上沒有安裝焊料層29的第二通道12b上的第一保護膜25 的高度大于形成于其上安裝焊料層29的第一通道12a上的第一保護膜25的高度。第一保 護膜25使用注射器32施加?？刂谱⑸淦?2的注射量從而調節(jié)第一保護膜25的高度。因 而，形成于其上布置有柵極金屬布線18的通道12上的第一保護膜25的高度能控制為與形 成于其上沒有布置柵極金屬布線18的通道12上的第一保護膜25的高度不同。然后，鎳膜27和金膜28形成于芯片10的主表面14上。接著，如圖12所示，其上沒有安裝焊料層29的第二通道12b上的一部分第一保護 膜25、鎳膜27和金膜28使用刀頭36或多刀刀具切割以使得形成于第二通道12b上的第一 保護膜25從鎳膜27和金膜28露出。因而，刀頭36不會接觸其上安裝焊料層29的覆蓋柵 極金屬布線18的第一保護膜25。來自刀頭36的應力不會施加至其上安裝焊料層29的覆 蓋柵極金屬布線18的第一保護膜25。于是，裂紋31不會在其上安裝焊料層29的覆蓋柵極 金屬布線18的第一保護膜25中產(chǎn)生。其上沒有安裝焊料層29的第一保護膜25上的金屬層比如鎳膜27和金屬28被移 除。因而，表面電極17上的金屬層與墊21-24上的金屬層電隔離。在通過注射器32控制第一保護膜25的高度時，其上安裝焊料層29的第一通道 12a上的第一保護膜25的高度低于其上沒有安裝焊料層29的第二通道12b上的第一保護 膜25的高度。因而，形成于其上沒有安裝焊料層29的第二通道12b上的第一保護膜25不 會被刀頭36或多刀刀具切割。因而，由于在刀頭36等的切割工藝中引起的應力沒有施加于形成于其上安裝焊 料層29的第一通道12a上的第一保護膜25，裂紋31就不會在其上安裝焊料層29的第一通 道12a上的第一保護膜25中產(chǎn)生。于是，維持了柵極金屬布線18由第一保護膜25覆蓋的 情況。即使焊料層29穿入第一保護膜25中的裂紋31，柵極金屬布線18和表面電極17也 不會短路。
(第六實施例)在第四實施例中，在第二保護膜26形成后一部分第二保護膜26被切割。在本實 施例中，一部分第一保護膜25被切割，并且此后，形成第二保護膜26。圖13是根據(jù)本實施例的半導體設備的局部放大橫截視圖。圖13相應于圖3中的 部分IV。第一保護膜25由第二保護膜26覆蓋。裂紋31在第一保護膜25中產(chǎn)生。因而， 盡管裂紋31在第一保護膜25中產(chǎn)生，但第二保護膜26覆蓋其中產(chǎn)生裂紋的第一保護膜 25。因而，焊料層29不會穿入裂紋31。在第一保護膜25形成于通道12上之后，鎳膜27和金膜28形成于表面電極17和 第一保護膜25上。一部分第一保護膜25、一部分鎳膜27和一部分金膜28由刀頭36或多 刀刀具切割以便從鎳膜27和金膜28露出第一保護膜25。因而，形成于表面電極17上的鎳 膜27和金膜28與形成于墊21-24上的鎳膜27和金膜28電分離。因而，當一部分第一保護膜25被切割時，可能會由于刀頭36等的應力而在第一保 護膜25中產(chǎn)生裂紋31。然后，使用注射器32將第二保護膜26施加于第一保護膜25。因而，第二保護膜 26覆蓋第一保護膜25中的裂紋31。然后，將晶片分為多個半導體芯片10。而且，封裝每個 芯片10，并且從而，完成半導體設備。因而，即使當一部分第一保護膜25由刀頭36等切割時裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜 25中，第二保護膜26在第一保護膜25的切割工藝之后形成。由于第一和第二保護膜25、 26在以上步驟中形成，裂紋31由第二保護膜26覆蓋。因而，在形成第二保護膜26時，焊料層29不會經(jīng)由在第一保護膜25中產(chǎn)生的裂 紋31到達柵極金屬布線18。因而，柵極金屬布線18和表面電極17不會短路。(第七實施例)在第五實施例中，其上安裝焊料層29的第一通道12a上的第一保護膜25的高度 低于其上沒有安裝焊料層29的第二通道12b上的第一保護膜25的高度，以使得形成于其 上安裝焊料層29的第一通道12a上的第一保護膜25沒有被切割。因而，必須根據(jù)第一保 護膜25在通道12上的位置來控制第一保護膜25的高度。在本實施例中，在不控制第一保護膜25的高度之下，形成第一保護膜25。即使當 形成于其上安裝焊料層29的第一通道12上的第一保護膜25被切割時裂紋31產(chǎn)生于第一 保護膜25中，布置于柵極金屬布線18上的元件防止裂紋31到達柵極金屬布線18。圖14示出根據(jù)本實施例的半導體設備的局部放大橫截視圖。圖14相應于圖3中 的部分IV。柵極金屬布線18形成于芯片10的主表面14上。柵極金屬布線18由第一保護 膜25覆蓋。而且，絕緣層18b形成于由焊料層29覆蓋的柵極金屬布線18的頂面18a上。頂 面18a面對金屬板，并且與芯片10的主表面14相反。絕緣膜18b通過在形成柵極金屬布 線18時在絕緣工藝中處理一部分柵極金屬布線18來制備。于是，絕緣層18b是柵極金屬 布線18的一部分。絕緣層18b由三氧化二鋁或AlN等制成。因而，當柵極金屬布線18由例如鋁制成 時，絕緣層18b能通過僅加入氧或氮來形成。絕緣層18b不僅可形成于柵極金屬布線18的 頂面上，而且能形成于柵極金屬布線18的側面上。
如圖14所示，柵極金屬布線18和絕緣層18b由第一保護膜25覆蓋。當絕緣層 18b形成于柵極金屬布線18的頂面18a上時，即使應力施加至第一保護膜25，并且裂紋31 產(chǎn)生于第一保護膜25中，裂紋31也在絕緣層18b中停止生長。因而，即使焊料層29穿入 裂紋31，焊料層29也不會接觸柵極金屬布線18。因而，焊料29不會與柵極金屬布線18電耦合。以上結構通過以下步驟形成。首先，鋁金屬膜形成于其上形成IGBT的晶片的表面 上。鋁金屬膜通過噴鍍法制備。在噴鍍鋁靶之后，少量氧氣或氮氣加入氬氣噴鍍氣體中以 使得鋁原子與氧原子或氮原子反應。因而，執(zhí)行了活性噴鍍工藝。因而，鋁絕緣層形成于鋁 金屬膜的頂面上。這個鋁絕緣層提供了絕緣層18b。然后，鋁金屬膜連同鋁絕緣層一起在蝕刻工藝中蝕刻。具體地，抗蝕劑形成于由鋁 絕緣層和鋁金屬膜構成的將形成柵極金屬布線層的區(qū)域上。從抗蝕劑露出的鋁絕緣層被蝕 刻。然后，另一抗蝕劑形成于從抗蝕劑露出的鋁金屬膜上，其相應于表面電極17、傳感器金 屬布線20和墊21-24。從另一抗蝕劑露出的鋁金屬膜被蝕刻。因而，形成表面電極17、柵 極金屬布線18、傳感器金屬布線20和墊21-24。因而，用于蝕刻鋁絕緣層以形成絕緣層18b的蝕刻步驟與用于蝕刻鋁金屬膜的蝕 刻步驟同時進行。無需為形成絕緣層18b增加新的步驟。此后，例如，類似于第五實施例，第一保護膜25施加于通道12上。鎳膜27和金膜 28形成于表面電極17、墊21-24以及第一保護膜25上。一部分第一保護膜25以及一部分 鎳膜27和一部分金膜28用刀頭36等切割以使得鎳膜27和金膜28從第一保護膜25露出。 因而，表面電極17與墊21-24電絕緣。因而，即使應力施加至第一保護膜25，并且在切割第一保護膜25時裂紋31產(chǎn)生于 第一保護膜25中，裂紋31在形成于柵極金屬布線18的頂面18a上的絕緣層18b處停止生 長。于是，即使金屬板30經(jīng)由焊料層29安裝于表面電極17上，焊料層29也不會通過裂紋 31到達柵極金屬布線18。絕緣層18b阻擋焊料層29到達柵極金屬布線18。當絕緣層18b形成于柵極金屬布線18的頂面18a上時，柵極金屬布線18和表面 電極17不會短路。(第八實施例)在第七實施例中，絕緣層18b形成于柵極金屬布線18的頂面18a上以使得絕緣層 18b使裂紋免于生長。在本實施例中，第一保護膜25的頂面在表面處理步驟中處理以使得 限制焊料層29穿入裂紋31。圖15示出根據(jù)本實施例的包括半導體芯片10的半導體設備。圖16示出圖15中 的部分XVI。如圖15所示，柵極金屬布線18形成于芯片10的主表面14上。柵極金屬布線18 由第一保護膜25覆蓋。第一保護膜25包括布置于第一保護膜25上的氟表面處理層37。具體地，第一保護膜25包括在第一保護膜25的頂面25a上的氟表面處理層37， 如圖16所示。第一保護膜25的頂面25a由焊料層29覆蓋，并且面對金屬板30以至頂面 25a與芯片10的主表面14相反。氟表面處理層37是通過將第一保護膜25的頂面25a氟化而制備的絕緣層。氟表 面處理層37具有對焊料層29非常低的焊料潤濕性。于是，如圖15和16所示，焊料層29沒有形成于氟表面處理層37上。氟表面處理層37通過以下工藝形成。第一保護膜25形成為覆蓋柵極金屬布線 18。鎳膜27和金膜28形成于第一保護膜25上。然后，一部分第一保護膜25、一部分鎳膜 27和一部分金膜28用刀頭36等切割。此后，第一保護膜25的頂面25a被氟化以使得在第 一保護膜25的頂面25a上形成氟表面處理層37。在形成氟表面處理層37時，氟表面處理層37覆蓋裂紋31，即使裂紋31在第一保 護膜25的切割步驟期間產(chǎn)生于第一保護膜25中。于是，當焊料層29形成于氟表面處理層 37上時，焊料層29不會穿入裂紋31。在切割第一保護膜25之后，氟表面處理層37通過氟化第一保護膜25的頂面25a 而形成。因而，限制了焊料層29通過裂紋31到達柵極金屬布線18。于是，柵極金屬布線 18和表面電極17不會短路。(第九實施例)在第八實施例中，氟表面處理層37形成于第一保護膜25上。限制焊料層29不會 穿入裂紋31。在本實施例中，防焊料穿入元件形成于第一保護膜25上。而且，防焊料穿入 元件夾在金屬板和第一保護膜25之間。圖17示出根據(jù)本實施例包括半導體芯片10的半導體設備。圖18是圖17中部分 XVIII的局部放大橫截視圖。如圖17所示，第一保護膜25包括布置于第一保護膜25上的防焊料穿入元件38。 具體地，防焊料穿入元件38形成于第一保護膜25上，第一保護膜25由焊料層29覆蓋，如 圖18所示。而且，防焊料穿入元件38夾在金屬板30和第一保護膜25之間。防焊料穿入元件38由軟材料制成。例如，防焊料穿入元件38由聚酰亞胺或具有 柔性的軟樹脂制成。當防焊料穿入元件38由聚酰亞胺制成時，防焊料穿入元件38使用注 射器32形成于第一保護膜25上。防焊料穿入元件38布置于第一保護膜25的頂面25a上。而且，防焊料穿入元件 38與第一保護膜25相反的一側接觸金屬板30。于是，如圖18所示，即使產(chǎn)生裂紋31，焊料 層29也不能穿入裂紋31。防焊料穿入元件38通過以下方法形成于第一保護膜25上。鎳膜27和金膜28形 成于第一保護膜25上。然后一部分第一保護膜25、一部分鎳膜27和一部分金膜28被切 割。此后，防焊料穿入元件38形成于第一保護膜25的頂面上。當防焊料穿入元件38由聚 酰亞胺制成時，防焊料穿入元件38使用注射器32形成于第一保護膜25上，其由焊料層29覆蓋。然后，金屬板30經(jīng)由焊料層29結合至金膜28。在此情況下，金屬板30經(jīng)由焊料 層29以如此的方式安裝于芯片10上以使得防焊料穿入元件38夾在金屬板30和第一保護 膜25之間。因而，防焊料穿入元件38形成于第一保護膜25上，并且防焊料穿入元件38夾在 金屬板30和第一保護膜25之間。因而，在第一保護膜25被切割時，刀頭36等的應力施加 至第一保護膜25，并且裂紋31可產(chǎn)生于第一保護膜25中。防焊料穿入元件38覆蓋裂紋 31。而且，防焊料穿入元件38夾在金屬板30和第一保護膜25之間以使得焊料層29僅安 裝于表面電極17上。于是，即使裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜25中，也限制了焊料層29穿入裂紋31和到達柵極金屬布線18。于是，柵極金屬布線18和表面電極17不會短路。(第十實施例)在第八和第九實施例中，氟表面處理層37和防焊料穿入元件38形成于第一保護 膜25上以使得焊料層29不會穿入裂紋31。在本實施例中，金屬板30直接接觸第一保護膜 25以使得焊料層29不會穿入裂紋31。圖19示出了根據(jù)本實施例的半導體設備。圖19相應于圖17中的部分XVIII。如 圖19所示，第一保護膜25的頂面25a直接接觸金屬板30。頂面25a布置于金屬板一側上 并且與芯片10的主表面14相反。因而，第一保護膜25由金屬板30覆蓋。即使裂紋31產(chǎn) 生于第一保護膜25中，裂紋31也由金屬板30覆蓋。因而，焊料層29不會穿入裂紋31。以上結構通過以下方法制造。在形成第一保護膜25之后，鎳膜27和金膜28形成 于第一保護膜25上。第一保護膜25到達金屬板30，并且因此優(yōu)選地使用注射器32將第一 保護膜25形成為足夠高。然后，一部分第一保護膜25、一部分鎳膜27和一部分金膜28被切割以使得第一保 護膜25的頂面25a從鎳膜27和金膜28露出。然后，金屬板30經(jīng)由焊料層29結合至金膜 28。在此情況下，在第一保護膜25的頂面25a接觸金屬板30的情況下，金屬板30經(jīng)由焊 料層29安裝在芯片10上。因而，在第一保護膜25的頂面25a直接接觸金屬板30時，裂紋31由金屬板30覆 蓋，即使來自刀頭36等的應力施加至第一保護膜25，并且當?shù)谝槐Ｗo膜25由刀頭36等切 割時裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜25中。因而，焊料層29僅安裝于表面電極17上。限制焊 料層29穿入裂紋31。因而，柵極金屬布線18和表面電極17不會短路。(第—^一實施例)在第十實施例中，金屬板30接觸第一保護膜25。在本實施例中，突起形成于金屬 板30上，并且突起接觸第一保護膜25。圖20示出了根據(jù)本實施例包括半導體芯片10的半導體設備。圖21示出圖20中 部分XXI的局部放大橫截視圖。如圖20所示，金屬板30包括突起30b，其從金屬板30的接觸表面30a朝著半導體 芯片一側突起。接觸表面30a布置于芯片一側上。突起30b面對第一保護膜25以使得突 起30b接觸第一保護膜25。如圖21所示，第一保護膜25的頂面25a(其由金屬板30覆蓋并布置于與芯片10 的主表面14相反的金屬板一側上)接觸形成于金屬板30的接觸表面30a上的突起30b。 即使裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜25中，裂紋31也由金屬板30的突起30b覆蓋。因而，焊料 層29不會穿入裂紋31。具有突起30b的金屬板30能以金屬材料的壓力加工方法形成。具體地，以上結構通過以下方法形成。在形成第一保護膜25之后，鎳膜27和金膜 28形成于第一保護膜25上。一部分第一保護膜25、一部分鎳膜27和一部分金膜28被切 割，以使得第一保護膜的頂面25a從鎳膜27和金膜28露出。接著，制備具有突起30b的金屬板30。突起30b接觸第一保護膜的頂面25a，其相 對于芯片10的主表面14布置于金屬板一側上。在突起30b接觸頂面25a的情況下，金屬 板30經(jīng)由焊料層29結合至金膜28。
因而，突起30b形成于金屬板30上。突起30b直接接觸第一保護膜25的頂面25a。 焊料層29沒有布置于第一保護膜25的頂面25a上。因而，即使裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜 中，焊料層29也不會通過裂紋31到達柵極金屬布線18。于是，柵極金屬布線18和表面電 極17不會短路。(第十二實施例)在第五實施例中，其上安裝焊料層29的第一通道上的第一保護膜25的高度不同 于其上未安裝焊料層29的第二通道上的第一保護膜25的高度。在本實施例中，第一保護 膜25形成于通道12上任何位置處，即使焊料層29沒有安裝于通道12上。然后，其上安裝 焊料層29的第一通道12a上的第一保護膜25的高度降低。圖22A和22B示出根據(jù)本實施例的半導體設備的制造工藝。制造方法將解釋如下。第一保護膜25形成于芯片10的通道12上。在此情況下，無需控制第一通道12a 上的第一保護膜25的高度和第二通道12b上的第一保護膜25的高度。例如，如圖22A所 示，第一通道12a上的第一保護膜25的高度可高于第二通道12b上的第一保護膜25的高度。此后，在表面電極17和第一保護膜25上形成鎳膜27和金膜28。然后，制備圖22A所示的壓力元件39。壓力元件39包括一側39a和從所述一側 39a突出的突起39b。突起39b面對布置于焊料層29安裝于其上的第一通道12a上的第一 保護膜25。然后，壓力元件39的所述一側39a面對芯片10的主表面14，并且壓力元件39沿 著圖22k所示的箭頭靠近芯片10。因而，突起39b對第一通道12a上的第一保護膜25施壓 以降低第一保護膜25的高度。因而，第一通道12a上的第一保護膜25相對于芯片10的主 表面14的高度低于第二通道12b上的第一保護膜25相對于芯片10的主表面14的高度。如圖22B所示，第二通道12b上的第一保護膜25的一部分、一部分鎳膜27和一部 分金膜28由刀頭36等切割以從鎳膜27和金膜28露出第二通道12b上的第一保護膜25。 然后，將晶片分為多個芯片10。在利用壓力元件39的壓力加工中，在切割工藝中移除鎳膜27和金膜28以控制必 要部分的高度和不必要部分的高度。因而，形成于其上沒有安裝焊料層29的第二通道12b 上的第一保護膜25被選擇性地切割。于是，覆蓋柵極金屬布線18的第一保護膜25沒有被 切割。因而，限制了裂紋31產(chǎn)生于柵極金屬布線18上的第一保護膜25中。因而，柵極金 屬布線18和表面電極17不會短路。(第十三實施例)圖25示出了根據(jù)第十三實施例的半導體設備中的半導體芯片10。圖26示出沿著 圖25中的線XXVI-XXVI截取的設備的橫截視圖。圖27示出與沿著圖25中的線XXVI-XXVI 截取的設備的橫截視圖相應的設備的局部橫截視圖。圖28示出圖27中的設備的部分 XXVIII的局部放大橫截視圖。圖25-28中的芯片10類似于圖1_4中的芯片10。因而，將解釋圖25_28中的芯片 10和圖1-4中的芯片10之間的不同之處。在圖1-4中的芯片10，作為金屬層的鎳膜27和金膜28形成于表面電極17的頂面 和第二保護膜26的側面上。而且，鎳膜27和金膜28通過噴鍍法形成。
然而，在圖25-28中的芯片10，作為金屬層的鎳膜27和金膜28僅形成于表面電極 17的頂面上。鎳膜27和金膜28通過例如非電解電鍍法形成。而且，在圖1-4中的芯片10的制造方法中，鎳膜27和金膜28通過噴鍍法以此順 序形成于從第一保護膜25、第二保護膜26和墊21-24露出的表面電極17上。然而，在圖25-28中的芯片10的制造方法中，鎳膜27和金膜28以此順序形成于 從第一保護膜25露出的表面電極17上以使得鍍鎳步驟和鍍金步驟通過非電解電鍍方法形 成。這里，每個墊21-24可分別通過鍍鎳方法和鍍金方法形成。而且，背面電極15形成于 晶片的背面上以使得Ti/Ni/Au層通過蒸發(fā)方法等沉積。在本實施例中，第二保護膜26使用注射器32施加至由焊料層29覆蓋的第一保護 膜25的一部分。因而，來自焊料層29的應力不會直接施加至第一保護膜25。而且，即使裂紋31比 如劃痕產(chǎn)生于第二保護膜26中，裂紋31也不會越過第一和第二保護膜25、26之間的邊界。 于是，裂紋31不會到達由第一保護膜25覆蓋的柵極金屬布線18。因而，柵極金屬布線18 和表面電極17不會短路。由于第二保護膜26使用注射器32形成，第二保護膜26能形成于第一保護膜25 的必要部分上。于是，無需用于圖案化第二保護膜26的光刻步驟和蝕刻步驟。(第十四實施例)在第一至第五實施例中，柵極金屬布線18形成于第一通道12a上。在本實施例中， 柵極金屬布線18沒有形成于焊料層29安裝于其上的主表面14的一部分上。圖29示出根據(jù)本實施例的半導體設備。在圖29中，沒有示出用于電流傳感器的 墊23和用于Kelvin發(fā)射器的墊24。在本實施例中，芯片10的主表面14的中心部分(在圖29中示出為陰影區(qū)域)提 供了焊料層29安裝于其上的焊料安裝區(qū)域14a。沒有焊料層29安裝于其上的無焊料區(qū)域 14b圍繞焊料安裝區(qū)域14a。無焊料區(qū)域14b相應于沒有焊料層29安裝于其上的第二通道 12b。在芯片10中，用于提供溝道柵極結構的柵極區(qū)域137形成于焊料安裝區(qū)域14a和 無焊料區(qū)域14b上。具體地，柵極區(qū)域137從主表面14的中心部分的內(nèi)側回到中心部分的 外側。在本實施例中，在芯片10中，布線區(qū)域138形成為使得布線區(qū)域138從主表面14 的中心部分的內(nèi)側回到中心部分的外側，類似于柵極區(qū)域137。布線區(qū)域138具有與柵極區(qū) 域137的溝道柵極結構類似的結構。具體地，溝道(未示出)形成于基板13中。側壁氧化膜形成于溝道的側壁上。而 且，由聚硅制成的布線區(qū)域138形成于溝道中的側壁氧化膜上。溫度傳感器19布置于溝道 中，其類似于布線區(qū)域138。布線區(qū)域138和溫度傳感器19在溝道中彼此連接。布線區(qū)域 138從焊料安裝區(qū)域14a回至無焊料區(qū)域14b。由于絕緣膜比如氧化膜形成于溫度傳感器 19上，因此溫度傳感器19與表面電極17絕緣。表面電極17形成于芯片10的主表面14的整個焊料安裝區(qū)域14a上。因而，焊料 層29相對于表面電極17的結合強度得到改進，因為表面電極17和焊料層29在焊料安裝 區(qū)域14a中的結合面積大于表面電極17形成于如圖1和6中所示的每個單元11中的情況中的結合面積。而且，如圖29所示，柵極金屬布線18沒有形成于芯片10的主表面14的焊料安裝 區(qū)域14a上。柵極金屬布線18形成于無焊料區(qū)域14b上。柵極金屬布線18僅在芯片10 的主表面14的無焊料區(qū)域14b上與柵極區(qū)域137電耦合。因而，柵極區(qū)域137經(jīng)由柵極金 屬布線18與用于柵極的墊21電耦合。類似地，布線區(qū)域138僅在芯片10的主表面14的無焊料區(qū)域14b上與傳感器金 屬布線20電耦合。因而，溫度傳感器19經(jīng)由布線區(qū)域138和傳感器金屬布線20與傳感器 墊22電耦合。圖30-32示出了芯片10。在圖31中，金屬板30經(jīng)由焊料層29安裝于表面電極 17上。而且，引線框架139經(jīng)由焊料層29安裝于背面電極15上。如圖31所示，柵極金屬布線18沒有布置于主表面14的焊料安裝區(qū)域14a上。因 而，第一保護膜25也沒有形成于焊料安裝區(qū)域14a上。而且，第二保護膜26沒有形成于第 一保護膜25上以覆蓋第一保護膜25。柵極金屬布線18形成于主表面14的無焊料區(qū)域14b上。第一保護膜25覆蓋柵 極金屬布線18。因而，第一保護膜25布置于無焊料區(qū)域14b上。無需用第二保護膜26覆 蓋第一保護膜25。圖32示出作為根據(jù)本實施例的半導體元件的IGBT的結構。如上所述，P型基層 141形成于N—型漂移層140的表面部分中。作為發(fā)射極區(qū)域的N+型發(fā)射極區(qū)域142形成 于基層141的表面部分中。溝道142形成為穿過發(fā)射極區(qū)域142和基層141并到達漂移層 140。柵極絕緣膜144和柵極區(qū)域137以此順序形成于溝道143的內(nèi)壁上。溝道143、柵極 絕緣膜144和柵極區(qū)域137提供了溝道柵極結構。一部分發(fā)射極區(qū)域142和溝道柵極結構 由BPSG膜145覆蓋。表面電極17形成于芯片10的主表面14上以覆蓋BPSG膜145。表面 電極17和主表面14之間的接觸部分提供了接觸部分146。接觸部分146具有條紋圖案。 N+型層147形成于漂移層140的相反側上。背面電極15形成于N+型層147上。半導體設備具有以上結構。這里，IGBT的結構可應用于每個實施例中的半導體設 備。該半導體設備的制造方法將解釋如下。具有圖32所示溝道柵極結構的多個半導 體芯片10形成于晶片中。在此情況下，柵極區(qū)域137和布線區(qū)域138布置為越過焊料安裝 區(qū)域14a和無焊料區(qū)域14b。柵極區(qū)域137的一端和布線區(qū)域138的一端露出于無焊料區(qū) 域14b上。然后，金屬膜形成于晶片的表面上。光致抗蝕劑應用于金屬膜的表面，并通過光刻 方法圖案化。因而，相應于表面電極17、柵極金屬布線18、傳感器金屬布線20以及墊21-24 的光致抗蝕劑保留。將是柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20的金屬膜的一部分接觸無 焊料區(qū)域14b上的柵極區(qū)域137和布線區(qū)域138。相應于表面電極17的光致抗蝕劑的一部分保留以在芯片的主表面14的整個焊料 安裝區(qū)域14a上形成表面電極17。相應于柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20的光致抗 蝕劑的一部分保留以在芯片的主表面14的無焊料區(qū)域14b上形成柵極金屬布線18和傳感 器金屬布線20。使用光致抗蝕劑作為掩模執(zhí)行濕式蝕刻工藝。因而，金屬膜被圖案化。因而，表面電極17、柵極金屬布線18、傳感器金屬布線20以及墊21-24同時形成。然后，移除光致抗 蝕劑。在此情況下，柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20形成于芯片10的主表面14的 無焊料區(qū)域14b上。而且，柵極區(qū)域137和柵極金屬布線18僅在芯片10的主表面14的無 焊料區(qū)域14b上電耦合。布線區(qū)域138和傳感器金屬布線20僅在芯片10的主表面14的 無焊料區(qū)域14b上電耦合。然后，聚酰亞胺膜形成于整個晶片上。然后，在晶片上的預定位置處保留一部分聚 酰亞胺膜以使得形成第一保護膜25。因而，無焊料區(qū)域14b上的柵極金屬布線18和傳感器 金屬布線20由第一保護膜25覆蓋?？蛇x地，第一保護膜25可使用注射器32形成。然后，鎳膜27和金膜28形成于第一保護膜25和表面電極17上。背面電極15形 成于晶片的背面上。如圖33所示，使用刀頭36或多刀刀具切割鎳膜27、金膜28和第一保護膜25以 從鎳膜27和金膜28露出第一保護膜25。因而，形成于表面電極17上的鎳膜27和金膜28 與形成于墊21-24上的鎳膜27和金膜28彼此電分離。當?shù)额^36或多刀刀具用于切割時，即使由刀頭36或多刀刀具引起的應力施加至 第一保護膜25，裂紋31也不會在焊料安裝區(qū)域14a上產(chǎn)生于第一保護膜25中，因為第一保 護膜25沒有形成于焊料安裝區(qū)域14a上。而且，即使裂紋在無焊料區(qū)域14b上產(chǎn)生于第一 保護膜25中，焊料層29也沒有布置于在無焊料區(qū)域14b上的第一保護膜25上。因而，焊 料層29不會穿入裂紋31并到達柵極金屬布線18。因而，柵極金屬布線18和表面電極17 不會短路。此后，將切割帶施加于晶片，并且將晶片分為多個芯片10。金屬板30經(jīng)由焊料層 29結合至芯片10。而且，每個墊21-24經(jīng)由導線與相應的引線端子耦合。作為下散熱器的 引線框架139結合至背面電極15。上散熱器結合至金屬板30。然后，用樹脂模具密封芯片 10。因而，完成半導體設備。在本實施例中，由第一保護膜25覆蓋的柵極金屬布線18形成于無焊料區(qū)域14b 上。半導體設備的柵極區(qū)域137從焊料安裝區(qū)域14a至無焊料區(qū)域14b。柵極金屬布線18 和柵極區(qū)域137僅在無焊料區(qū)域14b上彼此電耦合。因而，即使在半導體設備的制造工藝中用刀頭36等切割第一保護膜25時，焊料層 29不會穿入在第一保護膜25中的裂紋31，因為第一保護膜25僅布置于無焊料區(qū)域14b上。 而且，由于第一保護膜25沒有由焊料層29覆蓋，來自焊料層29的應力不會施加至第一保 護膜25。而且，裂紋沒有由于來自焊料層29的應力產(chǎn)生于第一保護膜25中。于是，柵極金 屬布線18和表面電極17不會短路。而且，無需形成第二保護膜26來覆蓋第一保護膜25。制造工藝得到簡化，并且制 造成本降低。在以上實施例中，柵極區(qū)域137可由鋁或多晶硅制成。可選地，如圖37和38所 示，設備可包括雙柵引線(gate runner) 150。雙柵引線150和柵極區(qū)域137經(jīng)由在設備的 預定位置處的接觸部分彼此連接。雙柵引線150可由金屬膜比如鋁膜制成?？蛇x地，雙柵 引線可由多晶硅制成。雙柵引線150和柵極區(qū)域137可集成或分開。(第十五實施例)在第十四實施例中，表面電極17形成于整個焊料安裝區(qū)域14a上?？蛇x地，表面電極17可分開以相應于每個單元11。因而，在本實施例中，芯片10包括多個單元11，每個 單元包括半導體設備。多個通道12布置于單元11周圍。圖34示出根據(jù)本實施例的半導體設備的橫截視圖。圖34相應于沿著圖29中線 XXXI-XXXI截取的設備的橫截視圖。在圖34中，金屬板30和引線框架139經(jīng)由焊料層29 結合至芯片10。如圖34所示，多個表面電極17形成于芯片10的主表面14上。第一保護膜25形 成于整個通道12上。因而，第一保護膜25覆蓋從表面電極17露出的整個主表面14。在焊料安裝區(qū)域14a中形成于第一通道12a上的第一保護膜25相對于作為高度 基準的芯片10的主表面14的高度低于在無焊料區(qū)域14b中形成于第二通道12b上的第一 保護膜25相對于主表面14的高度。于是，形成于無焊料區(qū)域14b上的一部分第一保護膜 25、鎳膜27和金膜28被切割以在無焊料區(qū)域14b中從鎳膜27和金膜28露出第一保護膜 25。具體地，焊料安裝區(qū)域14a中第一保護膜25上的金膜28相對于作為高度基準的 主表面14的高度低于無焊料區(qū)域14b中的第一保護膜25的高度。因而，即使無焊料區(qū)域 14b中的第一保護膜25被刀頭36等切割，焊料安裝區(qū)域14a中第一保護膜25上的鎳膜27 和金膜28也未被切割。在以上結構中，由于柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20沒有形成于焊料安裝 區(qū)域14a中第一通道12a上，柵極金屬布線18和表面電極17不會在焊料安裝區(qū)域14a中 短路。而且，由于形成于焊料安裝區(qū)域14a中的第一保護膜25的高度低于形成于無焊料區(qū) 域14b中的第一保護膜25的高度，焊料安裝區(qū)域14a中的第一保護膜25不被刀頭36等切 割，即機械處理。因而，裂紋31不會在焊料安裝區(qū)域14a中產(chǎn)生于第一保護膜25中。在制造半導體設備時，在晶片中形成多個半導體芯片10。每個芯片10包括具有半 導體設備的多個單元11，以及在芯片10的主表面14上布置于單元11周圍的多個通道12。在形成第一保護膜25時，第一保護膜25形成于整個通道12上。在此情況下，第 一保護膜25形成為使得在焊料安裝區(qū)域14a中第一通道12a上的第一保護膜25相對于芯 片10的主表面14的高度低于在無焊料區(qū)域14b中第二通道12b上的第一保護膜25的高 度。在切割第一保護膜25時，形成于無焊料區(qū)域14b上的一部分第一保護膜25、鎳膜 27和金膜28被切割以在無焊料區(qū)域14b中從鎳膜27和金膜28露出第一保護膜25。在此 情況下，形成于焊料安裝區(qū)域14a中的第一保護膜25未被切割，因此來自刀頭36等的應力 未施加至焊料安裝區(qū)域14a中的第一保護膜25。由于柵極金屬布線18未形成于焊料安裝 區(qū)域14a中，柵極金屬布線18和表面電極17不會在焊料安裝區(qū)域14a中短路。(第十六實施例)在第十五實施例中，焊料安裝區(qū)域14a中第一保護膜25的高度低于無焊料區(qū)域 14b中第一保護膜25的高度。在本實施例中，在焊料安裝區(qū)域14a和無焊料區(qū)域14b中形 成于整個通道12上的第一保護膜25具有恒定的高度。圖35示出根據(jù)本實施例的半導體設備的橫截視圖。圖35相應于沿著圖29中線 XXXI-XXXI截取的設備的橫截視圖。在圖35中，金屬板30和引線框架139經(jīng)由焊料層29 結合至芯片10。
如圖35所示，在本實施例中，一部分第一保護膜25、鎳膜27和金膜28被切割以在 焊料安裝區(qū)域14a和無焊料區(qū)域14b中從鎳膜27和金膜28露出第一保護膜25。因而，焊 料安裝區(qū)域14a中主表面14上的第一保護膜25的高度與無焊料區(qū)域14b中主表面14上 的第一保護膜25的高度相同。制備以上結構，使得一部分第一保護膜25、鎳膜27和金膜28由刀頭36等切割以 在鎳膜27和金膜28形成于第一保護膜25和表面電極17上之后從鎳膜27和金膜28露出 形成于焊料安裝區(qū)域14a和無焊料區(qū)域14b中的第一保護膜25。因而，在切割焊料安裝區(qū)域14a中的第一保護膜25并且來自刀頭36等的應力施 加于第一保護膜25時，即使裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜25中，由于柵極金屬布線18沒有形 成于焊料安裝區(qū)域14a中，表面電極17和柵極金屬布線18也不會在焊料層29穿入裂紋31 之下短路。(第十七實施例)在第十五實施例中，焊料層29布置于其上的第一通道12a上的第一保護膜25的 高度低于焊料層29未布置于其上的第二通道12b上的第一保護膜25的高度。于是，第一 通道12a上的第一保護膜25未被刀頭36等處理。在本實施例中，第一通道12a上的第一 保護膜25被切割。而且，非導電材料148混合于第一保護膜25中。非導電材料148由有 機材料顆?；驘o機材料纖維制成。因而，即使裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜25中，裂紋31也 被非導電材料148停止延續(xù)。在本實施例中，類似于第十五實施例，柵極金屬布線18形成于第一通道12a上。圖36示出根據(jù)本實施例的半導體設備的橫截視圖。圖36相應于沿著圖29中線 XXXI-XXXI截取的設備的橫截視圖。在圖36中，金屬板30和引線框架139經(jīng)由焊料層29 結合至芯片10。而且，柵極金屬布線18經(jīng)由通孔149連接至柵極區(qū)域137。非導電材料148混合于第一保護膜25中。非導電材料148由例如無機纖維比如 丙烯酸纖維和碳納米管或有機顆粒比如玻璃顆粒和環(huán)氧樹脂顆粒制成。在本實施例中，非 導電材料148由丙烯酸纖維制成。由于非導電材料148混合于第一保護膜25中，非導電材料148阻止產(chǎn)生于第一保 護膜25中的裂紋31的繼續(xù)即生長。于是，即使裂紋31產(chǎn)生于第一保護膜25中并且焊料 層穿入裂紋31，焊料層29也不會到達柵極金屬布線18。因而，柵極金屬布線18和表面電 極17也不會短路。在本實施例中，柵極金屬布線18形成于第一通道12a上?？蛇x地，類似于第十五 實施例，柵極金屬布線18可不形成于第一通道12a上。(其它實施例)在以上實施例中，溫度傳感器19形成于半導體芯片10中?？蛇x地，芯片10可不 包括溫度傳感器19。即使在溫度傳感器19未形成于芯片10中時，傳感器金屬布線20也可 形成為芯片10的主表面14上的布線。在第一至第四實施例中，聚酰亞胺膜形成于整個晶片上，并且然后，在預定位置處 留下一部分聚酰亞胺膜以使得第一保護膜25形成于晶片上。可選地，第一保護膜25可使 用注射器32形成，類似于第二保護膜26。在第五實施例中，在不使用第二保護膜26之下，控制第一保護膜25的高度。在此情況下，類似于第二實施例，柵極金屬布線18和傳感器金屬布線20可彼此平行地布置于相 同的通道上。而且，類似于第三實施例，第一保護膜25可施加至芯片10的角部34。在第十二實施例中，在使用壓力元件39執(zhí)行壓力加工之后，將晶片分為多個芯片 10?？蛇x地，晶片可分為多個芯片10，并且然后，可使用壓力元件39執(zhí)行壓力加工。壓力元 件39的突起39b形成于一側39a上的預定位置處，面對第一通道29a上的至少第一保護膜 25，第一通道29a上安裝有焊料層29?？蛇x地，突起39b可形成于其它位置處。例如，突起 39b可形成于所述一側39a的面對其上安裝焊料層29的區(qū)域的位置處。因而，與突起39b 僅面對第一通道12a上的第一保護膜25的情況相比，易于將突起39b定位為面對第一通道 12a上的第一保護膜25。在第十二實施例中，在鎳膜27和金膜28形成于表面電極17和第一保護膜25上之 后，使用壓力元件39執(zhí)行壓力加工?？蛇x地，在鎳膜27和金膜28形成于表面電極17和第 一保護膜25上之前，可使用壓力元件39執(zhí)行壓力加工。具體地，在第一保護膜25形成于 通道12上之后，如圖23A所示，壓力元件39的突起39b面對形成于其上安裝焊料層29的 第一通道12a上的第一保護膜25。然后，如圖23B所示，第一保護膜25由突起39b施壓和 推動。然后，如圖24所示，鎳膜27和金膜28形成于表面電極17和第一保護膜25上。如 圖22B所示，刀頭36等切割第二通道12b上的一部分鎳膜27和一部分金膜28以及一部分 第一保護膜25。因而，在鎳膜27和金膜28未形成于第一保護膜25上的情況下執(zhí)行壓力加 工。因而，即使應力由壓力元件39施加至第一保護膜25、鎳膜27和金膜28，也不會產(chǎn)生裂 紋31。在第十七實施例中，非導電材料148混合于第一保護膜25中。而且，由有機材料 顆粒或無機材料纖維制成的非導電材料148可混合于第二保護膜26中。因而，第二保護膜 26中的非導電材料148使在第二保護膜26中產(chǎn)生的裂紋31停止。以上公開具有以下方面。根據(jù)本公開的第一個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于所述一部分第一金屬布線上的 絕緣層，其經(jīng)由焊料層和第一保護膜由金屬板覆蓋。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板被封裝，并且絕緣層布置于所述一部分第一金屬布線和第一保護膜之間。在以上設備中，由于絕緣層布置于第一金屬布線上，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜 中，并且焊料層穿入裂紋，焊料也停止于絕緣層處，因此限制了焊料層到達第一金屬布線。 于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第二個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于第一保護膜上的氟化表面處理 層，第一保護膜經(jīng)由氟化表面處理層由金屬板覆蓋。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板被封裝，并且氟化表面處理層布置于金屬板和第一保護膜之間。在以上設備中，由于具有非常低的焊料濕潤性的氟化表面處理層形成于第一保護 膜上，氟化表面處理層拒絕焊料層。因而，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，裂紋由氟化表面 處理層覆蓋。因而，限制了焊料層到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會 短路。根據(jù)本公開的第三個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于第一保護膜上的防焊料穿入元 件，其由金屬板覆蓋。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板被封裝，并且防焊料穿 入元件夾在金屬板和第一保護膜之間。在以上設備中，由于防焊料穿入元件形成于第一保護膜上，焊料層僅安裝于金屬 層上。因而，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，限制了焊料經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是， 第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第四個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；以及至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊 料層電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板被封裝，并且第一保護膜接觸金屬板。在以上設備中，金屬板直接接觸第一保護膜。因而，焊料層僅安裝于金屬層上。即 使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，限制了焊料經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線 和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第五個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保護 膜；以及至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊 料層電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板被封裝。金屬板包括突起，其面對第一保護膜，并朝著半導體芯片突出，并且其中 第一保護膜接觸金屬板的突起。在以上設備中，由于金屬板的突起直接接觸第一保護膜，焊料層僅安裝于金屬層 上。即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，限制了焊料經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金 屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第六個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯片， 其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導 體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯片 的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線控 制將施加至第二區(qū)域的電勢；覆蓋第一金屬布線的第一保護膜；布置于表面電極和第二保 護膜的一側上的金屬層；至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和 表面電極經(jīng)由焊料層電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上；以及布置于第一保護 膜上的第二保護膜，第一保護膜經(jīng)由第二保護膜由焊料層覆蓋。半導體芯片、表面電極、第 一金屬布線和金屬板被封裝。在以上設備中，第二保護膜覆蓋第一保護膜，第二保護膜將由焊料覆蓋。第一保護 膜提供了均勻的固體，并且第二保護膜提供了另一均勻的固體，并且它們疊置。因而，均勻 的固體在第一和第二保護膜之間的邊界處不連續(xù)。即使由于來自焊料層的應力引起的裂紋 產(chǎn)生于第二保護膜中，裂紋停止于第一和第二保護膜之間的邊界處。于是，限制了焊料到達 由第一保護膜覆蓋的第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。可選地，半導體設備還可包括布置于半導體芯片的第一表面上并且與第一金屬 布線電分離的第二金屬布線。半導體芯片還包括多個單元和多個通道。每個單元包括半導 體元件和表面電極。所述多個通道包圍每個單元，并且布置于半導體芯片的第一表面上。至 少一部分第一金屬布線布置于所述多個通道之一上。至少一部分第二金屬布線布置于所述 多個通道之一上。所述至少一部分第二金屬布線與所述至少一部分第一金屬布線平行。第 一保護膜夾在兩個相鄰單元之間，并且第一保護膜覆蓋第二金屬布線。在此情況下，由于第 一金屬布線和第二金屬布線布置于相同通道上，第一保護膜同時施加于相同通道上?？蛇x地，半導體芯片還包括側面和角部。半導體芯片的側面垂直于第一和第二表 面。半導體芯片的角部由第一表面和側面提供。第一保護膜覆蓋半導體芯片的角部。在此 情況下，在使用第一保護膜之下，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，沿著芯片的側 面流動并到達第一表面的電流在角部處受到第一保護膜的限制。根據(jù)本公開的第七個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；用注射器將第二保護膜施 加于第一保護膜上；在施加第二保護膜后在表面電極上形成金屬層；在形成金屬層后將晶 片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得 金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層 和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬
47板。第二保護膜布置于第一保護膜上，第一保護膜經(jīng)由焊料層和第二保護膜由金屬板覆蓋。在以上方法中，第二保護膜部分地布置于第一保護膜上，第二保護膜由焊料層覆 蓋。即使在安裝焊料層之前裂紋比如劃痕產(chǎn)生于第二保護膜中，裂紋停止于第一和第二保 護膜之間的邊界處。于是，限制了裂紋到達由第一保護膜覆蓋的第一金屬布線。于是，第一 金屬布線和表面電極不會短路。而且，由于使用了注射器，第二保護膜能施加于第一保護膜 的需要在其上施加第二保護膜的某個部分上。因而，無需用于圖案化第二保護膜的光刻工 藝和蝕刻工藝。可選地，該制造方法還可包括在分割晶片后在相鄰半導體芯片之間形成間隙； 以及用注射器施加第一保護膜以覆蓋半導體芯片的角部。半導體芯片的角部由半導體芯片 的第一表面和側面提供，并且半導體芯片的側面垂直于第一表面。在此情況下，在使用第一 保護膜之下，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，沿著芯片的側面流動并到達第一表 面的電流在角部處受到第一保護膜的限制。可選地，在形成金屬層中，金屬層形成于第二保護膜上。該方法還包括在形成金 屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第二保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二保 護膜。在此情況下，即使當所述一部分第二保護膜由刀頭或多刀刀具切割時裂紋產(chǎn)生于第 二保護膜中，裂紋停止于第一和第二保護膜之間的邊界處。于是，限制了裂紋到達第一金屬 布線。焊料層不會穿入裂紋和到達第一金屬布線。第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第八個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在表 面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保 護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后用注射器將第二保護膜施加于 第一保護膜上；在施加第二保護膜后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊 料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一 金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后封裝 半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。即使在一部分第一保護膜由刀頭或多刀刀具切割時裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，由 于第二保護膜在這部分第一保護膜切割之后形成，因此裂紋由第二保護膜覆蓋。于是，限制 了焊料經(jīng)由第一保護膜中的裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會 短路。根據(jù)本公開的第九個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在表 面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保 護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表 面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；在結 合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板；以及在形成第一金屬布線 后，在所述至少一部分第一金屬布線上形成絕緣層，其經(jīng)由焊料層和第一保護膜由金屬板 覆蓋。絕緣層布置于所述一部分第一金屬布線和第一保護膜之間。在以上方法中，即使在所述一部分第一保護膜由刀頭或多刀刀具切割時裂紋產(chǎn)生 于第一保護膜中，裂紋停止于形成于第一金屬布線上的絕緣層。于是，限制了焊料經(jīng)由裂紋 到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個 半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯 片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半 導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域電 耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在表 面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保 護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體 芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表 面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；在結 合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板；以及在切割之后，在第一 保護膜上形成氟化表面處理層，第一保護膜經(jīng)由氟化表面處理層由金屬板覆蓋。氟化表面 處理層布置于金屬板和第一保護膜之間。在以上方法中，在所述一部分第一保護膜被切割后，具有非常低的焊料潤濕性的 氟化表面處理層形成于第一保護膜上。即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，氟化表面處理層阻 止焊料層經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十一個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體 芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個 半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域 電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在 表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一 保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導 體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分 表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；在 結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板；以及在切割之后，在第 一保護膜上形成防焊料穿入元件，防焊料穿入元件由金屬板覆蓋。在封裝中，防焊料穿入元 件夾在金屬板和第一保護膜之間。在以上方法中，由于防焊料穿入元件形成于第一保護膜上，焊料僅安裝于金屬層 上。因而，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料層穿入裂紋。因而，第一金屬布線 和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十二個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體 芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個 半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域 電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在 表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一 保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導 體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分 表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以 及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。在封裝中，第一保 護膜接觸金屬板。在以上方法中，第一保護膜直接接觸金屬板。因而，焊料層僅形成于金屬層上。即 使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料層穿入裂紋。因而，第一金屬布線和表面電極不 會短路。根據(jù)本公開的第十三個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體 芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個 半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū)域 電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；在形成第一保護膜后在 表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后用刀頭或多刀刀具切割一部分第一 保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導 體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分 表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以 及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。金屬板包括突起， 其面對第一保護膜并朝著半導體芯片突出，并且，在結合金屬板中，第一保護膜接觸金屬板 的突起。在以上方法中，金屬板的突起直接接觸第一保護膜。因而，焊料層沒有安裝于第一 保護膜上。即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，也限制了焊料層經(jīng)由裂紋到達第一金屬布線。因 而，第一金屬布線和表面電極不會短路?？蛇x地，該制造方法還可包括在分割晶片之后在相鄰半導體芯片之間形成間隙； 以及用注射器施加第一保護膜以覆蓋半導體芯片的角部。半導體芯片的角部由半導體芯片 的第一表面和側面提供，并且半導體芯片的側面垂直于第一表面。而且，該制造方法還可包 括在每個半導體芯片的第一表面上形成第二金屬布線，其中第二金屬布線與第一金屬布 線電分離；以及在第二金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第二金屬布線。每個半導體芯片 還包括多個單元和多個通道。每個單元包括半導體元件和表面電極。所述多個通道包圍每 個單元，并且布置于半導體芯片的第一表面上。至少一部分第一金屬布線形成于所述多個 通道之一上。至少一部分第二金屬布線形成于所述多個通道之一上，并且所述至少一部分 第二金屬布線平行于所述至少一部分第一金屬布線。在此情況下，第一和第二金屬布線布 置于相同通道上。第一保護膜同時施加于通道上。根據(jù)本公開的第十四個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；用注射器將第一保護膜以如此的方式施加于所述多個通道上以使得布 置于第一通道上的第一保護膜的高度低于布置于第二通道上的第一保護膜的高度，其中所 述多個通道包括第一通道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，沒有焊料層將安裝于 第二通道上，并且第一保護膜覆蓋第一金屬布線；在表面電極和第一保護膜上形成金屬層； 用刀頭或多刀刀具切割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬 層露出第二通道上的第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板 經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部 分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板 后封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。在以上方法中，由于其上安裝焊料層的第一通道上的第一保護膜的高度低于其上 安裝焊料層的第二通道上的第一保護膜的高度，第一通道上的第一保護膜未被刀頭或多刀 刀具切割。于是，由于在切割步驟時來自刀頭或刀具的應力未施加于第一通道上的第一保 護膜，裂紋未產(chǎn)生于第一通道上的第一保護膜中。因而，焊料層不會穿入裂紋，并且因此，第 一金屬布線和表面電極不會短路?？蛇x地，該制造方法還可包括在分割晶片后在相鄰半導體芯片之間形成間隙； 以及用注射器施加第一保護膜以覆蓋半導體芯片的角部。半導體芯片的角部由半導體芯片 的第一表面和側面提供，并且半導體芯片的側面垂直于第一表面。根據(jù)本公開的第十五個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導 體元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第 一區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元 件的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金 屬布線；在表面電極和第一保護膜上形成金屬層；準備具有壓力表面和壓力突起的壓力元 件，其中壓力突起從壓力表面突出，并且相應于布置于第一通道上的第一保護膜，其中所述 多個通道包括第一通道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，并且沒有焊料層將安裝 于第二通道上；在壓力元件的壓力表面面對芯片的第一表面的情況下用壓力突起壓第一通 道上的第一保護膜以使得布置于第一通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度 低于布置于第二通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度；用刀頭或多刀刀具切 割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二通道上的 第一保護膜；在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的 方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且 金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后封裝半導體芯片、表 面電極、第一金屬布線和金屬板。在以上方法中，第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。因而，裂紋未產(chǎn)生于第一通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十六個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬 布線；在表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后將晶片分割為所述多個半 導體芯片；在分割晶片后，準備具有壓力表面和壓力突起的壓力元件，其中壓力突起從壓力 表面突出，并且相應于布置于第一通道上的第一保護膜，其中所述多個通道包括第一通道 和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，并且沒有焊料層將安裝于第二通道上；在壓力元 件的壓力表面面對芯片的第一表面的情況下用壓力突起壓第一通道上的第一保護膜以使 得布置于第一通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度低于布置于第二通道上 的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度；在壓下第一保護膜后，用刀頭或多刀刀具切 割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二通道上的 第一保護膜；在切割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板 至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面 電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。在以上方法中，第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。因而，裂紋未產(chǎn)生于第 一通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。根據(jù)本公開的第十七個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬 布線；在形成第一保護膜后，準備具有壓力表面和壓力突起的壓力元件，其中壓力突起從壓 力表面突出，并且相應于布置于第一通道上的第一保護膜，其中所述多個通道包括第一通 道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道上，并且沒有焊料層將安裝于第二通道上；在壓力 元件的壓力表面面對芯片的第一表面的情況下用壓力突起壓第一通道上的第一保護膜以 使得布置于第一通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度低于布置于第二通道 上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度；在壓下后，在表面電極和第一保護膜上形 成金屬層；在形成金屬層后，用刀頭或多刀刀具切割布置于第二通道上的一部分第一保護 膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二通道上的第一保護膜；在切割后，將晶片分割為所 述多個半導體芯片；在分割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得 金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層 和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金 屬板。在以上方法中，第一通道上的第一保護膜的高度由壓力元件降低。然后，金屬層形
52成于第一保護膜上。第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。于是，裂紋未產(chǎn)生于第一 通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，在金屬層形成于 第一保護膜中之前一部分第一保護膜由壓力元件壓下，限制了裂紋產(chǎn)生于金屬層和第一保 護膜中。根據(jù)本公開的第十八個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成多 個半導體芯片，其中每個芯片包括多個單元和多個通道，所述多個通道包圍每個單元，所述 多個通道布置于芯片的第一表面上，并且每個單元包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體 元件；在每個半導體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一 區(qū)域電耦合；在所述多個通道之一上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件 的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜施加于所述多個通道上，其中第一保護膜覆蓋第一金屬 布線；在施加第一保護膜后，將晶片分割為所述多個半導體芯片；在分割后，準備具有壓力 表面和壓力突起的壓力元件，其中壓力突起從壓力表面突出，并且相應于布置于第一通道 上的第一保護膜，其中所述多個通道包括第一通道和第二通道，焊料層將安裝于第一通道 上，并且沒有焊料層將安裝于第二通道上；在壓力元件的壓力表面面對芯片的第一表面的 情況下用壓力突起壓第一通道上的第一保護膜以使得布置于第一通道上的第一保護膜相 對于芯片的第一表面的高度低于布置于第二通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面 的高度；在壓下后，在表面電極和第一保護膜上形成金屬層；在形成金屬層后，用刀頭或多 刀刀具切割布置于第二通道上的一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金屬層露出第二 通道上的第一保護膜；在切割后，將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使 得金屬板至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬 層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和 金屬板。在以上方法中，第一通道上的第一保護膜的高度由壓力元件降低。然后，金屬層形 成于第一保護膜上。第二通道上的第一保護膜被選擇性地切割。于是，裂紋未產(chǎn)生于第一 通道上的第一保護膜中。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，在金屬層形成于 第一保護膜中之前一部分第一保護膜由壓力元件壓下，限制了裂紋產(chǎn)生于金屬層和第一保 護膜中?？蛇x地，該制造方法還可包括在分割晶片后在相鄰半導體芯片之間形成間隙； 以及用注射器施加第一保護膜以覆蓋半導體芯片的角部。半導體芯片的角部由半導體芯片 的第一表面和側面提供，并且半導體芯片的側面垂直于第一表面。而且，該制造方法還可包 括在每個半導體芯片的第一表面上形成第二金屬布線，其中第二金屬布線與第一金屬布 線電分離；以及在第二金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第二金屬布線。至少一部分第一 金屬布線形成于所述多個通道之一上。至少一部分第二金屬布線形成于所述多個通道之一 上，并且所述至少一部分第二金屬布線平行于所述至少一部分第一金屬布線。根據(jù)本公開的第十九個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯 片，其中半導體芯片還包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半 導體芯片的第一表面上并且與半導體芯片的第一區(qū)域電耦合的表面電極；布置于半導體芯 片的第一表面上并且與半導體芯片的第二區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線 控制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保
53護膜；布置于第一保護膜上的第二保護膜，第一保護膜經(jīng)由第二保護膜由焊料層覆蓋；以 及至少覆蓋一部分表面電極和一部分第一金屬布線并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層 電耦合的金屬板，其中焊料層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金 屬板被封裝。在以上設備中，第二保護膜覆蓋第一保護膜，第二保護膜將由焊料覆蓋。第一保護 膜提供了均勻的固體，并且第二保護膜提供了另一均勻的固體，并且它們疊置。因而，均勻 的固體在第一和第二保護膜之間的邊界處不連續(xù)。即使由于來自焊料層的應力引起的裂紋 產(chǎn)生于第二保護膜中，裂紋停止于第一和第二保護膜之間的邊界處。于是，限制了裂紋到達 由第一保護膜覆蓋的第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路?？蛇x地，半導體設備還可包括布置于半導體芯片的第一表面上并且與第一金屬 布線電分離的第二金屬布線。半導體芯片還包括多個單元和多個通道。每個單元包括半導 體元件和表面電極。所述多個通道包圍每個單元，并且布置于半導體芯片的第一表面上。至 少一部分第一金屬布線布置于所述多個通道之一上。至少一部分第二金屬布線布置于所述 多個通道之一上。所述至少一部分第二金屬布線與所述至少一部分第一金屬布線平行。第 一保護膜夾在兩個相鄰單元之間，并且第一保護膜覆蓋第二金屬布線。在此情況下，由于第 一金屬布線和第二金屬布線布置于相同通道上，第一保護膜同時施加于相同通道上。可選地，半導體芯片還可包括側面和角部。半導體芯片的側面垂直于第一和第二 表面。半導體芯片的角部由第一表面和側面提供，并且第一保護膜覆蓋半導體芯片的角部。 在此情況下，在使用第一保護膜之下，第一金屬布線和表面電極不會短路。而且，沿著芯片 側面并到達第一表面的電流在角部處受到第一保護膜的限制?？蛇x地，半導體設備還可包括混合于第二保護膜中的非導電材料。非導電材料由 有機顆?；驘o機纖維制成。在此情況下，非導電材料停止了裂紋的生長。根據(jù)本公開的第二十個方面，一種半導體設備包括包括半導體元件的半導體芯 片，其中半導體芯片包括第一表面和第二表面，半導體元件具有溝道柵極結構，其包括在第 一表面上的發(fā)射極區(qū)域、穿過發(fā)射極區(qū)域的溝道、布置于溝道的內(nèi)壁上的柵極絕緣膜、以及 在溝道中布置于柵極絕緣膜上的柵極區(qū)域；布置于第一表面上并且與發(fā)射極區(qū)域電耦合的 表面電極；布置于第一表面上并且與柵極區(qū)域電耦合的第一金屬布線，其中第一金屬布線 控制將施加至柵極區(qū)域的電勢；布置于表面電極上的金屬層；覆蓋第一金屬布線的第一保 護膜；以及覆蓋表面電極并且與金屬層和表面電極經(jīng)由焊料層電耦合的金屬板，其中焊料 層布置于金屬層上。半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板被封裝。半導體芯片的 第一表面包括焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域。焊料層布置于焊料安裝區(qū)域上，并且焊料層不 布置于無焊料區(qū)域上。柵極區(qū)域布置于焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域中。第一金屬布線布置 于第一表面的無焊料區(qū)域上，并且第一金屬布線僅在無焊料區(qū)域與柵極區(qū)域電耦合。在以上設備中，第一金屬布線形成于芯片的第一表面上的無焊料區(qū)域中。覆蓋第 一金屬布線的第一保護膜也形成于無焊料區(qū)域中。因而，覆蓋第一金屬布線的第一保護膜 未被焊料層覆蓋。因而，裂紋未產(chǎn)生于覆蓋第一金屬布線的第一保護膜中。第一金屬布線 和表面電極不會短路?？蛇x地，表面電極可布置于第一表面的整個焊料安裝區(qū)域上。在此情況下，表面電 極和焊料層之間的結合面積最大化。因而，提高了表面電極和焊料層之間的結合強度。
可選地，半導體芯片可包括多個單元，其每個包括半導體元件；以及多個通道， 其布置于單元周圍并且在芯片的第一表面上。第一保護膜布置于全部所述多個通道上。在 此情況下，即使裂紋在焊料安裝區(qū)域中產(chǎn)生于通道上的第一保護膜中，由于第一金屬布線 形成于無焊料區(qū)域中，焊料層不會接觸第一金屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會 短路?？蛇x地，該半導體設備還可包括混合于第一保護膜中的非導電材料。非導電材料 由有機顆?；驘o機纖維制成。在此情況下，即使裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，非導電材料防止 了裂紋生長。根據(jù)本公開的第二十一個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成 多個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導 體芯片的第一表面上形成表面電極，其中表面電極與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在每 個半導體芯片的第一表面上形成第一金屬布線，其中第一金屬布線與半導體元件的第二區(qū) 域電耦合；在第一金屬布線上形成第一保護膜以覆蓋第一金屬布線；將非導電材料混合于 第二保護膜中，其中非導電材料由有機顆?；驘o機纖維制成；用注射器將第二保護膜施加 于第一保護膜上；在表面電極上形成金屬層；在形成金屬層后，將晶片分割為所述多個半 導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板至少覆蓋一部 分表面電極和一部分第一金屬布線，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金屬層和表面電極電耦合； 以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線和金屬板。第二保護膜布 置于第一保護膜上，第一保護膜經(jīng)由焊料層和第二保護膜由金屬板覆蓋。在此情況下，即使 裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，非導電材料也防止了裂紋生長。根據(jù)本公開的第二十二個方面，一種半導體設備的制造方法包括在晶片中形成 多個半導體芯片，其中每個芯片包括具有第一表面和第二表面的半導體元件，半導體元件 具有溝道柵極結構，其包括在第一表面上的發(fā)射極區(qū)域、穿過發(fā)射極區(qū)域的溝道、布置于溝 道的內(nèi)壁上的柵極絕緣膜、以及在溝道中布置于柵極絕緣膜上的柵極區(qū)域；在第一表面上 形成表面電極，其中表面電極與發(fā)射極區(qū)域電耦合；在第一表面上形成第一金屬布線，其中 第一金屬布線與柵極區(qū)域電耦合；形成覆蓋第一金屬布線的第一保護膜；在表面電極和第 一保護膜上形成金屬層；用刀頭或多刀刀具切割一部分第一保護膜和一部分金屬層以從金 屬層露出第一保護膜；在切割后，將晶片分割為所述多個半導體芯片；將金屬板經(jīng)由焊料 層以如此的方式結合在金屬層上以使得金屬板覆蓋表面電極，并且金屬板經(jīng)由焊料層與金 屬層和表面電極電耦合；以及在結合金屬板后，封裝半導體芯片、表面電極、第一金屬布線 和金屬板。半導體芯片的第一表面包括焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域。焊料層布置于焊料安 裝區(qū)域上，并且焊料層不布置于無焊料區(qū)域上。在形成所述多個半導體芯片中，柵極區(qū)域形 成于焊料安裝區(qū)域和無焊料區(qū)域中。在形成第一金屬布線中，第一金屬布線形成于第一表 面的無焊料區(qū)域上。第一金屬布線僅在無焊料區(qū)域與柵極區(qū)域電耦合。在以上方法中，第一金屬布線形成于芯片的第一表面的無焊料區(qū)域上。因而，即使 在焊料層的應力施加于第一保護膜時裂紋產(chǎn)生于第一保護膜中，焊料層也不會穿入裂紋。 于是，第一金屬布線和表面電極不會短路?？蛇x地，在形成表面電極中，表面電極形成于第一表面的整個焊料安裝區(qū)域上。在 此情況下，表面電極和焊料層之間的結合面積在焊料安裝區(qū)域中最大化。于是，提高了表面電極和焊料層之間的結合強度?？蛇x地，半導體芯片可包括多個單元，其每個包括半導體元件；以及多個通道， 其布置于單元周圍并且在芯片的第一表面上，并且在形成第一保護膜中，第一保護膜形成 于全部所述多個通道上。在此情況下，第一金屬布線未形成于焊料安裝區(qū)域中的通道上。因 而，即使裂紋在焊料安裝區(qū)域中產(chǎn)生于通道上的第一保護膜中，焊料層也不會接觸第一金 屬布線。于是，第一金屬布線和表面電極不會短路。可選地，在形成第一保護膜中，第一保護膜以如此的方式形成為使得在焊料安裝 區(qū)域中一個通道上的第一保護膜相對于芯片的第一表面的高度低于在無焊料區(qū)域中另一 個通道上的第一保護膜的高度，并且，在切割中，無焊料區(qū)域中的第一保護膜從金屬層露 出。在此情況下，形成于焊料安裝區(qū)域中的第一保護膜未被切割。而且，由于第一金屬布線 未形成于焊料安裝區(qū)域中，第一金屬布線和表面電極不會在焊料安裝區(qū)域中短路?？蛇x地，在切割中，無焊料區(qū)域中的第一保護膜和焊料安裝區(qū)域中的第一保護膜 從金屬層露出。在此情況下，由于第一金屬布線未形成于焊料安裝區(qū)域中，即使當焊料層的 應力施加于第一保護膜時裂紋在焊料安裝區(qū)域中產(chǎn)生于第一保護膜中，第一金屬布線和表 面電極也不會經(jīng)由穿入裂紋的焊料層而短路?？蛇x地，該制造方法還可包括在形成第一保護膜之前將非導電材料混合于第一 保護膜中。非導電材料由有機顆?；驘o機纖維制成。在此情況下，非導電材料防止了裂紋 生長，即繼續(xù)。雖然本發(fā)明已經(jīng)參照其優(yōu)選實施例進行了描述，但是應當理解到，本發(fā)明不限于 優(yōu)選實施例和構造。本發(fā)明應當覆蓋各種變型和等同布置。另外，雖然描述了各種優(yōu)選的 組合和構造，但是其它組合構造，包括更多、更少或僅一單個元件，也處于本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)。
5權利要求
1.一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢； 布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上；以及布置于所述至少一部分第一金屬布線(18)上的絕緣層(18b)，其經(jīng)由焊料層(29)和第 一保護膜(25)由金屬板(30)覆蓋，其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝，并且 其中絕緣層(18b)布置于所述一部分第一金屬布線(18)和第一保護膜(25)之間。
2.一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢； 布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上；以及布置于第一保護膜(25)上的氟化表面處理層(37)，第一保護膜(25)經(jīng)由氟化表面處 理層(37)由金屬板(30)覆蓋，其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝，并且 其中氟化表面處理層(37)布置于金屬板(30)和第一保護膜(25)之間。
3.一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢；布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上；以及布置于第一保護膜(25)上的防焊料穿入元件(38)，其由金屬板(30)覆蓋， 其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝，并且 其中防焊料穿入元件(38)夾在金屬板(30)和第一保護膜(25)之間。
4. 一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢； 布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；以及覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上；其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝，并且 其中第一保護膜(25)接觸金屬板(30)。
5. 一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢； 布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；以及覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上；其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝， 其中金屬板(30)包括突起(30b)，其面對第一保護膜(25)，并朝向半導體芯片(10)突 出，并且其中第一保護膜(25)接觸金屬板(30)的突起(30b)。
6. 一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)； 金屬層(27，28)；覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上；以及布置于第一保護膜(25)上的第二保護膜(26)，第一保護膜(25)經(jīng)由第二保護膜(26) 由焊料層(29)覆蓋，其中金屬層(27，28)布置于表面電極(17)上和第二保護膜(26)的一側上，并且 其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝。
7.根據(jù)權利要求6的半導體設備，還包括布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與第一金屬布線(18)電分離的第二金屬布 線(20)，其中半導體芯片(10)還包括多個單元(11)和多個通道(12)，其中每個單元(11)包括所述半導體元件和所述表面電極(17)，其中所述多個通道(12)包圍每個單元(11)，并且布置于半導體芯片(10)的第一表面上，其中至少一部分第一金屬布線(18)布置于所述多個通道(12)之一上， 其中至少一部分第二金屬布線(20)布置于所述多個通道(12)之一上， 其中所述至少一部分第二金屬布線(20)與所述至少一部分第一金屬布線(18)平行， 其中第一保護膜(25)夾在兩個相鄰的單元(11)之間，并且 其中第一保護膜(25)覆蓋第二金屬布線(20)。
8.根據(jù)權利要求6或7的半導體設備，其中半導體芯片(10)還包括側面(33)和角部(34)， 其中半導體芯片(10)的側面(33)垂直于第一和第二表面， 其中半導體芯片(10)的角部(34)由第一表面和側面(33)提供，并且 其中第一保護膜(25)覆蓋半導體芯片(10)的角部(34)。
9.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 用注射器(32)將第二保護膜(26)施加于第一保護膜(25)上； 在施加第二保護膜(26)后在表面電極(17)上形成金屬層(27，28)； 在形成金屬層(27，28)后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)； 將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至 少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合；以及在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)，其中第二保護膜(26)布置于第一保護膜(25)上，第一保護膜(25)經(jīng)由焊料層(29) 和第二保護膜(26)由金屬板(30)覆蓋。
10.根據(jù)權利要求9的制造方法，還包括在分割晶片后在相鄰的半導體芯片(10)之間形成間隙；以及 用注射器(32)施加第一保護膜(25)以覆蓋半導體芯片(10)的角部(34)， 其中半導體芯片(10)的角部(34)由半導體芯片(10)的第一表面和側面(33)提供，并且其中半導體芯片(10)的側面(33)垂直于第一表面。
11.根據(jù)權利要求9或10的制造方法，其中，在金屬層(27，28)的形成中，金屬層(27，28)形成于第二保護膜(26)上， 該方法還包括在形成金屬層(27，28)后，用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第二保護膜(26)和一 部分金屬層(27，28)，以從金屬層(27，28)露出第二保護膜(26)。
12.—種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 在形成第一保護膜(25)后，在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后，用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一 部分金屬層(27，28)，以從金屬層(27，28)露出第一保護膜(25)；在切割后用注射器(32)將第二保護膜(26)施加于第一保護膜(25)上； 在施加第二保護膜(26)后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)； 將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至 少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合；以及在結合金屬板(30)后，封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)。
13.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 在形成第一保護膜(25)后，在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后，用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一 部分金屬層(27，28)，以從金屬層(27，28)露出第一保護膜(25)； 在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至 少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合；在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)；以及在形成第一金屬布線(18)后，在所述至少一部分第一金屬布線(18)上形成絕緣層 (18b)，所述至少一部分第一金屬布線(18)經(jīng)由焊料層(29)和第一保護膜(25)由金屬板 (30)覆蓋，其中絕緣層(18b)布置于所述一部分第一金屬布線(18)和第一保護膜(25)之間。
14.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 在形成第一保護膜(25)后在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一部 分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第一保護膜(25)； 在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)；以及在切割之后，在第一保護膜(25)上形成氟化表面處理層(37)，第一保護膜(25)經(jīng)由氟 化表面處理層(37)由金屬板(30)覆蓋，其中氟化表面處理層(37)布置于金屬板(30)和第一保護膜(25)之間。
15.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 在形成第一保護膜(25)后在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一部 分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第一保護膜(25)； 在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29) 與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)；以及在切割之后，在第一保護膜(25)上形成防焊料穿入元件(38)，防焊料穿入元件(38)由 金屬板(30)覆蓋，其中，在封裝中，防焊料穿入元件(38)夾在金屬板(30)和第一保護膜(25)之間。
16.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 在形成第一保護膜(25)后在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一部 分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第一保護膜(25)；在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29) 與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)，其中，在封裝中，第一保護膜(25)接觸金屬板(30)。
17.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 在形成第一保護膜(25)后在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一部 分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第一保護膜(25)； 在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上以使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29) 與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)，其中金屬板(30)包括突起(30b)，其面對第一保護膜(25)并朝向半導體芯片(10)突 出，并且其中，在結合金屬板(30)的過程中，第一保護膜(25)接觸金屬板(30)的突起(30b)。
18.根據(jù)權利要求12-17的任何一個的制造方法，還包括在分割晶片之后在相鄰的半導體芯片(10)之間形成間隙；以及 用注射器(32)施加第一保護膜(25)以覆蓋半導體芯片(10)的角部(34)， 其中半導體芯片(10)的角部(34)由半導體芯片(10)的第一表面和側面(33)提供，并且其中半導體芯片(10)的側面(33)垂直于第一表面。
19.根據(jù)權利要求12-17的任何一個的制造方法，還包括在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第二金屬布線(20)，其中第二金屬布線 (20)與第一金屬布線(18)電分離；以及在第二金屬布線(20)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第二金屬布線(20)， 其中每個半導體芯片(10)還包括多個單元(11)和多個通道(12)，其中每個單元(11)包括半導體元件和表面電極(17)，其中所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，并且布置于半導體芯片(10)的第一表面上，其中至少一部分第一金屬布線(18)形成于所述多個通道(12)之一上， 其中至少一部分第二金屬布線(20)形成于所述多個通道(12)之一上，并且 其中所述至少一部分第二金屬布線(20)平行于所述至少一部分第一金屬布線(18)。
20.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括多個單元(11)和多個通 道(12)，所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，所述多個通道(12)布置于芯片(10)的第 一表面上，并且每個單元(11)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在所述多個通道(12)之一上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)與半導 體元件的第二區(qū)域電耦合；用注射器(32)將第一保護膜(25)施加于所述多個通道(12)上使得布置于第一通道 (12a)上的第一保護膜(25)的高度低于布置于第二通道(12b)上的第一保護膜(25)的高 度，其中所述多個通道(12)包括第一通道(12a)和第二通道(12b)，焊料層(29)將安裝于 第一通道(12a)上，沒有焊料層(29)將安裝于第二通道(12b)上，并且第一保護膜(25)覆 蓋第一金屬布線(18)；在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；用刀頭(36)或多刀刀具切割布置于第二通道(12b)上的一部分第一保護膜(25)以及 一部分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第二通道(12b)上的第一保護膜(25)； 在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29) 與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)。
21.根據(jù)權利要求20的制造方法，還包括在分割晶片后在相鄰的半導體芯片(10)之間形成間隙；以及 用注射器(32)施加第一保護膜(25)以覆蓋半導體芯片(10)的角部(34)， 其中半導體芯片(10)的角部(34)由半導體芯片(10)的第一表面和側面(33)提供，并且其中半導體芯片(10)的側面(33)垂直于第一表面。
22.—種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括多個單元(11)和多個通 道(12)，所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，所述多個通道(12)布置于芯片(10)的第 一表面上，并且每個單元(11)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導體元件的第一區(qū)域電耦合；在所述多個通道(12)之一上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)與半導 體元件的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜(25)施加于所述多個通道(12)上，其中第一保護膜(25)覆蓋第一金屬 布線(18)；在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；準備具有壓力表面和壓力突起(39b)的壓力元件(39)，其中壓力突起(39b)從壓力表 面突出并且與布置于第一通道(12a)上的第一保護膜(25)相對應，其中所述多個通道(12) 包括第一通道(12a)和第二通道(12b)，焊料層(29)將安裝于第一通道(12a)上，并且沒有 焊料層(29)將安裝于第二通道(12b)上；在壓力元件(39)的壓力表面面對芯片(10)的第一表面的情況下，用壓力突起(39b) 壓第一通道(12a)上的第一保護膜(25)，以使得布置于第一通道(12a)上的第一保護膜 (25)相對于芯片(10)的第一表面的高度低于布置于第二通道(12b)上的第一保護膜(25) 相對于芯片(10)的第一表面的高度；用刀頭(36)或多刀刀具切割布置于第二通道(12b)上的一部分第一保護膜(25)以及 一部分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第二通道(12b)上的第一保護膜(25)； 在切割后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29) 與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合金屬板(30)后封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)。
23. 一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括多個單元(11)和多個通 道(12)，所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，所述多個通道(12)布置于芯片(10)的第 一表面上，并且每個單元(11)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在所述多個通道(12)之一上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)與半導 體元件的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜(25)施加于所述多個通道(12)上，其中第一保護膜(25)覆蓋第一金屬 布線(18)；在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)； 在形成金屬層(27，28)后將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)； 在分割晶片后，準備具有壓力表面和壓力突起(39b)的壓力元件(39)，其中壓力突起 (39b)從壓力表面突出，并且與布置于第一通道(12a)上的第一保護膜(25)相對應，其中所 述多個通道(12)包括第一通道(12a)和第二通道(12b)，焊料層(29)將安裝于第一通道 (12a)上，并且沒有焊料層(29)將安裝于第二通道(12b)上；在壓力元件(39)的壓力表面面對芯片(10)的第一表面的情況下，用壓力突起(39b)壓第一通道(12a)上的第一保護膜(25)，以使得布置于第一通道(12a)上的第一保護膜 (25)相對于芯片(10)的第一表面的高度低于布置于第二通道(12b)上的第一保護膜(25) 相對于芯片(10)的第一表面的高度；在壓下第一保護膜(25)后，用刀頭(36)或多刀刀具切割布置于第二通道(12b)上的 一部分第一保護膜(25)以及一部分金屬層(27，28)，以從金屬層(27，28)露出第二通道 (12b)上的第一保護膜(25)；在切割后，將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30) 覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊 料層(29)與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合后，封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)。
24.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括多個單元(11)和多個通 道(12)，所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，所述多個通道(12)布置于芯片(10)的第 一表面上，并且每個單元(11)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在所述多個通道(12)之一上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)與半導 體元件的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜(25)施加于所述多個通道(12)上，其中第一保護膜(25)覆蓋第一金屬 布線(18)；在形成第一保護膜(25)后，準備具有壓力表面和壓力突起(39b)的壓力元件(39)，其 中壓力突起(39b)從壓力表面突出，并且與布置于第一通道(12a)上的第一保護膜(25)相 對應，其中所述多個通道(12)包括第一通道(12a)和第二通道(12b)，焊料層(29)將安裝 于第一通道(12a)上，并且沒有焊料層(29)將安裝于第二通道(12b)上；在壓力元件(39)的壓力表面面對芯片(10)的第一表面的情況下，用壓力突起(39b) 壓第一通道(12a)上的第一保護膜(25)，以使得布置于第一通道(12a)上的第一保護膜 (25)相對于芯片(10)的第一表面的高度低于布置于第二通道(12b)上的第一保護膜(25) 相對于芯片(10)的第一表面的高度；在壓下后，在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)； 在形成金屬層(27，28)后，用刀頭(36)或多刀刀具切割布置于第二通道(12b)上的一 部分第一保護膜(25)和一部分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第二通道(12b) 上的第一保護膜(25)；在切割后，將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；在分割后，將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30) 覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊 料層(29)與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合后，封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)。
25.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括多個單元(11)和多個通道(12)，所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，所述多個通道(12)布置于芯片(10)的第 一表面上，并且每個單元(11)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在所述多個通道(12)之一上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)與半導 體元件的第二區(qū)域電耦合；將第一保護膜(25)施加于所述多個通道(12)上，其中第一保護膜(25)覆蓋第一金屬 布線(18)；在施加第一保護膜(25)后，將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)； 在分割后，準備具有壓力表面和壓力突起(39b)的壓力元件(39)，其中壓力突起(39b) 從壓力表面突出，并且與布置于第一通道(12a)上的第一保護膜(25)相對應，其中所述多 個通道(12)包括第一通道(12a)和第二通道(12b)，焊料層(29)將安裝于第一通道(12a) 上，并且沒有焊料層(29)將安裝于第二通道(12b)上；在壓力元件(39)的壓力表面面對芯片(10)的第一表面的情況下，用壓力突起(39b) 壓第一通道(12a)上的第一保護膜(25)以使得布置于第一通道(12a)上的第一保護膜 (25)相對于芯片(10)的第一表面的高度低于布置于第二通道(12b)上的第一保護膜(25) 相對于芯片(10)的第一表面的高度；在壓下后，在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)； 在形成金屬層(27，28)后，用刀頭(36)或多刀刀具切割布置于第二通道(12b)上的一 部分第一保護膜(25)和一部分金屬層(27，28)以從金屬層(27，28)露出第二通道(12b) 上的第一保護膜(25)；在切割后，將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30) 覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊 料層(29)與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合后，封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)。
26.根據(jù)權利要求22-25的任何一個的制造方法，還包括 在分割晶片后在相鄰的半導體芯片(10)之間形成間隙；以及用注射器(32)施加第一保護膜(25)以覆蓋半導體芯片(10)的角部(34)， 其中半導體芯片(10)的角部(34)由半導體芯片(10)的第一表面和側面(33)提供，并且其中半導體芯片(10)的側面(33)垂直于第一表面。
27.根據(jù)權利要求22-25的任何一個的制造方法，還包括在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第二金屬布線(20)，其中第二金屬布線 (20)與第一金屬布線(18)電分離；以及在第二金屬布線(20)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第二金屬布線(20)， 其中至少一部分第一金屬布線(18)形成于所述多個通道(12)之一上， 其中至少一部分第二金屬布線(20)形成于所述多個通道(12)之一上，并且 其中所述至少一部分第二金屬布線(20)平行于所述至少一部分第一金屬布線(18)。
28.一種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)還包括第一區(qū)域和第二區(qū) 域，并且具有第一表面和第二表面；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第一區(qū)域電耦合的表 面電極(17)；布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與半導體芯片(10)的第二區(qū)域電耦合的第 一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)控制將施加至第二區(qū)域的電勢； 布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；布置于第一保護膜(25)上的第二保護膜(26)，第一保護膜(25)經(jīng)由第二保護膜(26) 由焊料層(29)覆蓋；以及覆蓋至少一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)并且與金屬層(27， 28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬 層(27，28)上，其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝。
29.根據(jù)權利要求28的半導體設備，還包括布置于半導體芯片(10)的第一表面上并且與第一金屬布線(18)電分離的第二金屬布 線(20)，其中半導體芯片(10)還包括多個單元(11)和多個通道(12)， 其中每個單元(11)包括半導體元件和表面電極(17)，其中所述多個通道(12)圍繞每個單元(11)，并且布置于半導體芯片(10)的第一表面上，其中至少一部分第一金屬布線(18)布置于所述多個通道(12)之一上， 其中至少一部分第二金屬布線(20)布置于所述多個通道(12)之一上， 其中所述至少一部分第二金屬布線(20)與所述至少一部分第一金屬布線(18)平行， 其中第一保護膜(25)夾在兩個相鄰的單元(11)之間，并且 其中第一保護膜(25)覆蓋第二金屬布線(20)。
30.根據(jù)權利要求28或29的半導體設備，其中半導體芯片(10)還包括側面(33)和角部(34)， 其中半導體芯片(10)的側面(33)垂直于第一和第二表面， 其中半導體芯片(10)的角部(34)由第一表面和側面(33)提供，并且 其中第一保護膜(25)覆蓋半導體芯片(10)的角部(34)。
31.根據(jù)權利要求28或29的半導體設備，還包括 混合于第二保護膜(26)中的非導電材料(148)，其中非導電材料(148)由有機顆?；驘o機纖維制成。
32.—種半導體設備，其包括包括半導體元件的半導體芯片(10)，其中半導體芯片(10)包括第一表面和第二表面， 半導體元件具有溝道柵極結構，其包括在第一表面上的發(fā)射極區(qū)域(142)、穿過發(fā)射極區(qū)域 (142)的溝道(143)、布置于溝道(143)的內(nèi)壁上的柵極絕緣膜(144)、以及在溝道(143)中 布置于柵極絕緣膜(144)上的柵極區(qū)域(137)；布置于第一表面上并且與發(fā)射極區(qū)域(142)電耦合的表面電極(17)； 布置于第一表面上并且與柵極區(qū)域(137)電耦合的第一金屬布線(18)，其中第一金屬 布線(18)控制將施加至柵極區(qū)域(137)的電勢； 布置于表面電極(17)上的金屬層(27，28)； 覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)；以及覆蓋表面電極(17)并且與金屬層(27，28)和表面電極(17)經(jīng)由焊料層(29)電耦合 的金屬板(30)，其中焊料層(29)布置于金屬層(27，28)上，其中半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金屬板(30)被封裝， 其中半導體芯片(10)的第一表面包括焊料安裝區(qū)域(14a)和無焊料區(qū)域(14b)， 其中焊料層(29)布置于焊料安裝區(qū)域(14a)上，并且焊料層(29)不布置于無焊料區(qū) 域(14b)上，其中柵極區(qū)域(137)布置于焊料安裝區(qū)域(14a)和無焊料區(qū)域(14b) 二者中， 其中第一金屬布線(18)布置于第一表面的無焊料區(qū)域(14b)上，并且 其中第一金屬布線(18)僅在無焊料區(qū)域(14b)中與柵極區(qū)域(137)電耦合。
33.根據(jù)權利要求32的半導體設備，其中表面電極(17)布置于第一表面的整個焊料安裝區(qū)域(14a)上。
34.根據(jù)權利要求32的半導體設備，其中半導體芯片(10)包括多個單元(11)，其每個包括半導體元件；以及多個通道 (12)，其布置于單元(11)周圍并且在芯片(10)的第一表面上，并且 其中第一保護膜(25)布置于所述多個通道(12)的全部上。
35.根據(jù)權利要求32-34的任何一個的半導體設備，還包括 混合于第一保護膜(25)中的非導電材料(148)，其中非導電材料(148)由有機顆?；驘o機纖維制成。
36.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一區(qū)域和第二區(qū) 域的半導體元件；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與半導 體元件的第一區(qū)域電耦合；在每個半導體芯片(10)的第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線 (18)與半導體元件的第二區(qū)域電耦合；在第一金屬布線(18)上形成第一保護膜(25)以覆蓋第一金屬布線(18)； 將非導電材料(148)混合于第二保護膜(26)中，其中非導電材料(148)由有機顆?；?無機纖維制成；用注射器(32)將第二保護膜(26)施加于第一保護膜(25)上； 在表面電極(17)上形成金屬層(27，28)；在形成金屬層(27，28)后，將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)； 將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30)覆蓋至少 一部分表面電極(17)和至少一部分第一金屬布線(18)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29) 與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合；以及在結合金屬板(30)后，封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)，其中第二保護膜(26)布置于第一保護膜(25)上，第一保護膜(25)經(jīng)由焊料層(29) 和第二保護膜(26)由金屬板(30)覆蓋。
37.一種半導體設備的制造方法，其包括在晶片中形成多個半導體芯片(10)，其中每個芯片(10)包括具有第一表面和第二 表面的半導體元件，半導體元件具有溝道柵極結構，其包括在第一表面上的發(fā)射極區(qū)域 (142)、穿過發(fā)射極區(qū)域(142)的溝道(143)、布置于溝道(143)的內(nèi)壁上的柵極絕緣膜 (144)、以及在溝道(143)中布置于柵極絕緣膜(144)上的柵極區(qū)域(137)；在第一表面上形成表面電極(17)，其中表面電極(17)與發(fā)射極區(qū)域(142)電耦合； 在第一表面上形成第一金屬布線(18)，其中第一金屬布線(18)與柵極區(qū)域(137)電耦合；形成覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)； 在表面電極(17)和第一保護膜(25)上形成金屬層(27，28)；用刀頭(36)或多刀刀具切割一部分第一保護膜(25)和一部分金屬層(27，28)以從金 屬層(27，28)露出第一保護膜(25)；在切割后，將晶片分割為所述多個半導體芯片(10)；將金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)結合在金屬層(27，28)上使得金屬板(30)覆蓋表面 電極(17)，并且金屬板(30)經(jīng)由焊料層(29)與金屬層(27，28)和表面電極(17)電耦合； 以及在結合金屬板(30)后，封裝半導體芯片(10)、表面電極(17)、第一金屬布線(18)和金 屬板(30)，其中半導體芯片(10)的第一表面包括焊料安裝區(qū)域(14a)和無焊料區(qū)域(14b)， 其中焊料層(29)布置于焊料安裝區(qū)域(14a)上，并且焊料層(29)不布置于無焊料區(qū) 域(14b)上，其中，在形成所述多個半導體芯片(10)的過程中，柵極區(qū)域(137)形成于焊料安裝區(qū) 域(14a)和無焊料區(qū)域(14b) 二者中，其中，在形成第一金屬布線(18)的過程中，第一金屬布線(18)形成于第一表面的無焊 料區(qū)域(14b)上，并且其中第一金屬布線(18)僅在無焊料區(qū)域(14b)中與柵極區(qū)域(137)電耦合。
38.根據(jù)權利要求37的制造方法，其中，在形成表面電極(17)的過程中，表面電極(17)形成于第一表面的整個焊料安裝 區(qū)域(14a)上。
39.根據(jù)權利要求37的制造方法，其中半導體芯片(10)包括多個單元(11)，其每個包括半導體元件；以及多個通道 (12)，其布置于單元(11)周圍并且在芯片(10)的第一表面上，并且其中，在形成第一保護膜(25)的過程中，第一保護膜(25)形成于所述多個通道(12) 的全部上。
40.根據(jù)權利要求39的制造方法，其中，在形成第一保護膜(25)的過程中，第一保護膜(25)形成為使得在焊料安裝區(qū)域 (14a)中一個通道(12)上的第一保護膜(25)相對于芯片(10)的第一表面的高度低于在無 焊料區(qū)域(14b)中另一個通道(12)上的第一保護膜(25)的高度，并且其中，在切割過程中，無焊料區(qū)域(14b)中的第一保護膜(25)從金屬層(27，28)露出。
41.根據(jù)權利要求39的制造方法，其中，在切割過程中，無焊料區(qū)域(14b)中的第一保護膜(25)和焊料安裝區(qū)域(14a) 中的第一保護膜(25)從金屬層(27，28)露出。
42.根據(jù)權利要求37-41的任何一個的制造方法，還包括在形成第一保護膜(25)之前將非導電材料(148)混合于第一保護膜(25)中， 其中非導電材料(148)由有機顆?；驘o機纖維制成。
全文摘要
一種半導體設備包括用于覆蓋第一金屬布線(18)的第一保護膜(25)。第二保護膜(26)布置于第一保護膜(25)上，第二保護膜(26)由焊料層(29)覆蓋。即使在焊料層(29)形成于第二保護膜(26)上之前裂紋產(chǎn)生于第二保護膜(26)中，也限制裂紋行進入第一保護膜(25)。
文檔編號H01L23/00GK101996957SQ20101025818
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權日2009年8月18日
發(fā)明者坂本健, 富坂學, 手島孝紀, 田井明, 真光邦明, 福岡大輔, 藤井哲夫, 西畑雅由, 赤松和夫 申請人:株式會社電裝