用于制造具有玻璃襯底的半導(dǎo)體器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制造具有玻璃襯底的半導(dǎo)體器件的方法。公開(kāi)了一種用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的方法。提供半導(dǎo)體芯片，其具有第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)、接合到半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆蓋。將具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo)體芯片帶到載體襯底的金屬層上。在載體襯底的金屬層與金屬化區(qū)之間形成牢固的機(jī)械和電連接。
【專利說(shuō)明】用于制造具有玻璃襯底的半導(dǎo)體器件的方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本發(fā)明專利申請(qǐng)是2012年6月13日遞交的、序列號(hào)為No. 13/495, 603的美國(guó)申請(qǐng)的 部分繼續(xù)申請(qǐng)，該美國(guó)申請(qǐng)是2010年7月15日遞交的、序列號(hào)為No. 12/837, 155的、現(xiàn)在 為2012年6月19日授權(quán)的美國(guó)專利No. 8, 202, 786的美國(guó)申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，通過(guò)引用將 這兩個(gè)美國(guó)申請(qǐng)并入本文。

【背景技術(shù)】
[0002] 本描述涉及具有玻璃襯底的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例。后文也是對(duì)用于制造具有玻璃 襯底的半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例的描述。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及功率半導(dǎo)體器件。
[0003] 為了改進(jìn)半導(dǎo)體器件的器件特性，已經(jīng)做出嘗試來(lái)減小特別是用于功率半導(dǎo)體器 件的半導(dǎo)體材料的最終厚度。期望此類器件的半導(dǎo)體芯片具有的厚度剛好足夠用于容納該 器件或電路。
[0004] 薄半導(dǎo)體芯片和晶片的制造和操控是復(fù)雜的，因?yàn)榇嘈园雽?dǎo)體材料一旦變薄就易 于斷裂。為了改進(jìn)變薄的半導(dǎo)體材料的機(jī)械穩(wěn)定性，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了載體系統(tǒng)，其可以分類為 可逆和不可逆載體系統(tǒng)。
[0005] 不可逆載體系統(tǒng)包括不可逆地附著到半導(dǎo)體材料的載體?？赡孑d體系統(tǒng)包括可逆 地連接到半導(dǎo)體材料的載體，即，可以在不被損壞的情況下將芯片從載體分離，使得載體將 不是完成后的半導(dǎo)體器件的一部分。不管使用哪種載體系統(tǒng)，其都將至少一定程度地與半 導(dǎo)體材料一起經(jīng)受各種工藝。一些工藝是在高溫下執(zhí)行的。載體與半導(dǎo)體材料之間的接合 連接必須經(jīng)得起此類高溫。
[0006] 可逆載體系統(tǒng)典型地包括僅能耐受適中溫度的鍵連接，例如短時(shí)間內(nèi)高至250°C。 不可逆載體系統(tǒng)可以經(jīng)得起更高的溫度。
[0007] 然而，通常已知的載體系統(tǒng)僅僅機(jī)械支撐易碎的半導(dǎo)體材料并促進(jìn)操控。此外，當(dāng) 在薄半導(dǎo)體襯底上形成厚金屬化區(qū)時(shí)，該厚金屬化可能使襯底變形。
[0008] 出于這些及其他原因，存在對(duì)本發(fā)明的需要。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 附圖被包括來(lái)提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，并且被并入和構(gòu)成本說(shuō)明書的一部 分。這些圖示出了實(shí)施例并且與本描述一起用來(lái)解釋實(shí)施例的原理。將容易意識(shí)到其他實(shí) 施例和實(shí)施例的許多預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)參照以下詳細(xì)描述，它們變得更好理解。圖中的 元件不一定是相對(duì)于彼此按比例的。類似的參考數(shù)字指明對(duì)應(yīng)的類似部分。
[0010] 圖1A至1E示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0011] 圖2A至2H示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0012] 圖3示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的諸如功率半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體器件。
[0013] 圖4示出了圖2F的細(xì)節(jié)的放大視圖。
[0014] 圖5A至?示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0015] 圖6A至6C示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0016] 圖7A至7B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0017] 圖8A至8B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0018] 圖9A至9C示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的工藝。
[0019] 圖10A至10D示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬 層的方法的工藝。
[0020] 圖11A至11B示出了用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的工藝的比較示 例。
[0021] 圖12A至12D示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬 層的方法的工藝。
[0022] 圖13A至13B示出了用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的工藝的比較示 例。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 在下面的詳細(xì)描述中參考了附圖，附圖形成了詳細(xì)描述的一部分，并且在附圖中 借助圖示示出了在其中可以實(shí)踐本發(fā)明的具體的實(shí)施例。就此方面，方向術(shù)語(yǔ)，例如"頂 部"、"底部"、"前部"、"后部"、"居先"、"尾部"等，參考被描述的附圖的取向來(lái)使用。因?yàn)閷?shí) 施例的部件可以在多個(gè)不同的取向上被定位，所以是出于說(shuō)明的目的而絕非限制性的目的 來(lái)使用方向術(shù)語(yǔ)。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下使用其它實(shí)施例并 進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯變化。因此，下面的詳細(xì)描述不是在限制的意義上進(jìn)行的，并且本發(fā)明的范 圍由所附的權(quán)利要求限定。所描述的實(shí)施例使用了特定語(yǔ)言，這不應(yīng)解釋為限制所附權(quán)利 要求的范圍。
[0024] 應(yīng)當(dāng)理解的是，除非另外特別指出，否則本文中描述的各種實(shí)施例的特征可以互 相組合。例如，被示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征可以結(jié)合其他實(shí)施例的特征來(lái) 使用以產(chǎn)生又一實(shí)施例。本描述意圖包括這類修改和變型。
[0025] 本說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)"橫向"意圖描述平行于半導(dǎo)體襯底的主表面的取向。
[0026] 本說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直"意圖描述垂直于半導(dǎo)體襯底的主表面而布置的 取向。
[0027] 在本說(shuō)明書中，半導(dǎo)體襯底的第二表面被認(rèn)為是由下表面或背側(cè)表面形成的，而 第一表面被認(rèn)為是由半導(dǎo)體襯底的上表面、前表面或主表面形成的。因此，如本說(shuō)明書中所 使用的術(shù)語(yǔ)"之上"和"之下"描述了在考慮該取向的情況下的一個(gè)結(jié)構(gòu)特征與另一結(jié)構(gòu)特 征的相對(duì)位置。
[0028] 本說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)"半導(dǎo)體部件"意圖描述在半導(dǎo)體晶片之中和之上被至 少部分地加工的半導(dǎo)體器件。被部分地加工意指半導(dǎo)體器件未被完全完成，并且需要諸如 形成摻雜區(qū)、接觸區(qū)和金屬化以及切割的進(jìn)一步工藝來(lái)獲得可操作的半導(dǎo)體器件。
[0029] 半導(dǎo)體器件至少是二端子器件，一個(gè)示例是二極管。半導(dǎo)體器件還可以是三端子 器件，諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET)、絕緣柵雙極晶體管（IGBT)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（JFET)以及 晶閘管，舉幾個(gè)例子。半導(dǎo)體器件還可以包括多于三個(gè)的端子。
[0030] 本文描述的特定實(shí)施例關(guān)于功率半導(dǎo)體器件但不限于其，并且具體地涉及通過(guò)場(chǎng) 效應(yīng)來(lái)控制的器件。
[0031] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的方法 包括：提供具有第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片、接合到半導(dǎo)體芯片的第二 側(cè)并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯 片的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆 蓋；提供具有金屬層的載體襯底；將導(dǎo)電接合材料帶到載體襯底的金屬層和玻璃襯底的開(kāi) 口中的金屬化區(qū)中的至少一個(gè)上；使用布置在金屬化區(qū)和金屬層之間的導(dǎo)電接合材料來(lái)將 具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo)體芯片放置在載體襯底的金屬層上；以及通過(guò)導(dǎo)電接合材料在 金屬層與金屬化區(qū)之間形成牢固的機(jī)械和電連接。
[0032] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的方法 包括：提供具有第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片、接合到半導(dǎo)體芯片的第二 側(cè)并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯 片的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆 蓋，金屬化區(qū)被活性金屬層覆蓋；將具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo)體芯片壓在載體襯底的金 屬層的區(qū)上，使得活性金屬層與所述金屬層接觸；以及加熱壓在金屬層上的半導(dǎo)體芯片。
[0033] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的方法 包括：提供具有第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片、接合到半導(dǎo)體芯片的第二 側(cè)并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯 片的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆 蓋；將具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo)體芯片帶到載體襯底的金屬層上；以及在載體襯底的金 屬層與金屬化區(qū)之間形成牢固的機(jī)械和電連接。
[0034] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件包括：具有第一側(cè)和與第一側(cè)相對(duì)的第 二側(cè)的半導(dǎo)體芯片；接合到半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，所述 至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆蓋；布置在玻璃襯底的開(kāi)口中 并且電接觸半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的金屬化區(qū)；具有金屬層的載體襯底；以及在載體襯底的 金屬層與金屬化區(qū)之間的牢固的機(jī)械和電連接。
[0035] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。提供具有第一 表面和與第一表面相對(duì)的第二表面的半導(dǎo)體晶片，其中半導(dǎo)體晶片包括多個(gè)摻雜區(qū)和金屬 焊盤，其被布置在第一表面上或在第一表面處。提供具有接合表面以及在接合表面處的開(kāi) 口和腔中的至少一個(gè)的第一玻璃襯底。利用其接合表面將第一玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片 的第一表面，使得金屬焊盤布置在第一玻璃襯底的相應(yīng)腔或開(kāi)口內(nèi)。對(duì)半導(dǎo)體晶片的第二 表面進(jìn)行機(jī)器加工以減小半導(dǎo)體晶片的厚度。在半導(dǎo)體晶片的經(jīng)機(jī)器加工的第二表面上形 成至少一個(gè)金屬化區(qū)，并切割半導(dǎo)體晶片和第一玻璃襯底以獲得單獨(dú)的半導(dǎo)體器件。
[0036] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。提供半導(dǎo)體晶 片和玻璃襯底。沿著預(yù)定斷裂線在玻璃襯底中形成溝槽。將玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片， 以及通過(guò)沿溝槽斷裂來(lái)切割半導(dǎo)體晶片和玻璃襯底。
[0037] 參照?qǐng)D1A至1E，描述了用于制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例。提供了半導(dǎo)體 晶片10,其包括第一表面11和布置為與第一表面11相對(duì)的第二表面12。半導(dǎo)體晶片10 包括未在圖1A中示出的多個(gè)摻雜區(qū)。示出了完成后的半導(dǎo)體器件的放大細(xì)節(jié)的圖2H和3 包括摻雜區(qū)。摻雜區(qū)例如形成在第一表面11處，并且形成例如二極管的陽(yáng)極區(qū)。在FET的 情況下，摻雜區(qū)可以是體區(qū)和/或源極區(qū)。
[0038] 半導(dǎo)體襯底10可以由適于制造半導(dǎo)體器件的任何半導(dǎo)體材料制成。此類材料的 示例包括諸如硅（Si )的基本半導(dǎo)體材料，諸如碳化硅（SiC)或鍺化硅（SiGe)的IV族化合物 半導(dǎo)體材料，二元、三元或四元III-V族半導(dǎo)體材料以及二元或三元II-VI族半導(dǎo)體材料， 舉幾個(gè)例子，但不限于此，所述二元、三元或四元ΠΙ-ν族半導(dǎo)體材料諸如砷化鎵（GaAs)、 磷化鎵（GaP)、磷化銦（InP)、氮化鎵（GaN)、氮化鋁鎵（AlGaN)、磷化銦鎵（InGaP)或銦鎵砷 磷（InGaAsP)，所述二元或三元II-VI族半導(dǎo)體材料諸如碲化鎘（CdTe)和碲鎘汞（HgCdTe)。 以上提到的半導(dǎo)體材料也稱為同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。當(dāng)組合兩個(gè)不同的半導(dǎo)體材料時(shí)，形成 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料的示例包括娃（Sifh)和SiGe異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料， 但是不限于此。對(duì)于功率半導(dǎo)體應(yīng)用，當(dāng)前主要使用Si、SiC和GaN。
[0039] 金屬焊盤14、15布置在第一表面11上。金屬焊盤14可以例如是柵極焊盤結(jié)構(gòu)， 而金屬焊盤15可以例如是源極焊盤結(jié)構(gòu)。
[0040] 半導(dǎo)體晶片10包括多個(gè)被通常工藝的半導(dǎo)體部件，即，還未完成的半導(dǎo)體器件。 圖1A通過(guò)指示在半導(dǎo)體晶片10中形成的幾個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33和34對(duì)此進(jìn)行了例示。 在該實(shí)施例中，每個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33和34包括一個(gè)金屬焊盤14和一個(gè)金屬焊盤15。 金屬焊盤14、15可以由相同的金屬或不同的金屬構(gòu)成。此外，金屬焊盤14、15可以具有不 同的高度和結(jié)構(gòu)。例如，用作源極金屬化的金屬焊盤將典型地比用作柵極金屬化的金屬焊 盤更大。
[0041] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，完成用于形成在第一表面11處的半導(dǎo)體部件31、32、33 和34的結(jié)構(gòu)的工藝。這典型地包括形成稍后用作接合線連接的著落焊盤（landing pad)的 金屬焊盤14、15。
[0042] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體部件31、32、33和34也可以是半完成的。典型地， 包括位于第一表面11處或接近于第一表面11的摻雜區(qū)的大部分結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。
[0043] 如圖1B中所示，提供第一玻璃襯底20,其具有接合表面22。第一玻璃襯底20在 接合表面處包括腔和開(kāi)口中的至少一個(gè)。在本實(shí)施例中，第一玻璃襯底20包括在接合表面 22處形成的多個(gè)腔21。在其他實(shí)施例中，例如參見(jiàn)圖5A至玻璃襯底包括開(kāi)口。
[0044] 在本說(shuō)明書中，腔僅向玻璃襯底的接合表面敞開(kāi)，而開(kāi)口對(duì)玻璃襯底的接合表面 敞開(kāi)并且對(duì)與接合表面相對(duì)的表面敞開(kāi)。因此，腔是單側(cè)敞開(kāi)的，而開(kāi)口是雙側(cè)敞開(kāi)的。
[0045] 腔21的尺寸適于容納相應(yīng)半導(dǎo)體部件31、32、33和34的金屬焊盤14、15。在該實(shí) 施例中，每個(gè)腔21被定尺寸為容納金屬焊盤14、15二者。在其他實(shí)施例中，例如參見(jiàn)圖6A 和6D，腔被定尺寸為容納僅其中一個(gè)金屬焊盤。
[0046] 第一玻璃襯底20用其接合表面22接合到半導(dǎo)體晶片20的第一表面11，使得金屬 焊盤14、15布置在第一玻璃襯底20的相應(yīng)腔21內(nèi)。
[0047] 在進(jìn)一步的工藝中，如圖1C中所示，半導(dǎo)體晶片10的第二表面12被機(jī)器加工以 減小半導(dǎo)體晶片10的厚度。機(jī)器加工可以包括任何合適的工藝來(lái)減小半導(dǎo)體晶片10的厚 度。示例是機(jī)械磨削、化學(xué)機(jī)械拋光、研磨和蝕刻。對(duì)半導(dǎo)體晶片10的第二表面12進(jìn)行 機(jī)器加工將半導(dǎo)體晶片10的初始厚度屯減小到小于初始厚度的目標(biāo)厚度d 2。目標(biāo)厚度d2 可以在從約20 μ m到約100 μ m的范圍中。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，目標(biāo)厚度(12可以從約 20 μ m 至lj會(huì)勺 50 μ m。
[0048] 對(duì)半導(dǎo)體晶片10的第二表面12進(jìn)行機(jī)器加工產(chǎn)生如圖1C中所示的經(jīng)機(jī)器加工 的第二表面12'。
[0049] 在圖1D中示出的進(jìn)一步的工藝中，在半導(dǎo)體晶片10的經(jīng)機(jī)器加工的第二表面12' 上形成至少一個(gè)金屬化區(qū)17、18。金屬化區(qū)的形成可以包括形成薄金屬種子層17和隨后形 成厚金屬層18。金屬種子層17可以為約0. 1 μ m至約2 μ m厚，而金屬層18可以具有高至 100 μ m的厚度。金屬種子層17可以通過(guò)諸如金屬濺射或蒸發(fā)的任何合適工藝來(lái)形成。用 于金屬種子層17的合適材料為銀（Ag)、鈦（Ti)或鋁（A1)，舉幾個(gè)例子。
[0050] 金屬化18可以例如通過(guò)噴鍍或印刷來(lái)形成。種子層17在經(jīng)機(jī)器加工的第二表面 12'上能夠?qū)崿F(xiàn)金屬噴鍍。實(shí)際上，可以在經(jīng)機(jī)器加工的第二表面12'上形成任何類型的金 屬化。
[0051] 在進(jìn)一步的工藝中，如圖1E中所示，半導(dǎo)體晶片10與第一玻璃襯底20 -起被切 割以獲得單獨(dú)半導(dǎo)體器件。沿其切割半導(dǎo)體晶片10和玻璃襯底20的分離線在圖1E中由 垂直短劃線示出。
[0052] 下面將結(jié)合圖2A至2H來(lái)描述根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)的工藝順序。
[0053] 與上面描述的實(shí)施例類似，提供了具有第一表面11和第二表面12的半導(dǎo)體晶片 10,如圖2A中所示。此外，多個(gè)部分完成的半導(dǎo)體器件，S卩半導(dǎo)體部件31、32、33、34，形成 在半導(dǎo)體晶片10之中和之上，具體地形成在第一表面11處。半導(dǎo)體部件31、32、33、34中 的每一個(gè)包括至少一個(gè)摻雜區(qū)和布置在第一表面11上并且與摻雜區(qū)電接觸的至少一個(gè)金 屬焊盤14、15。典型地，半導(dǎo)體部件31、32、33、34具有相同的類型。例如，所有半導(dǎo)體部件 31、32、33、34都是功率FET，即三端器件。
[0054] 在進(jìn)一步的工藝中，預(yù)結(jié)構(gòu)化的第一玻璃襯底20用其接合表面22接合到半導(dǎo)體 晶片10的第一表面11。第一玻璃襯底20可以由諸如純石英的任何合適玻璃材料或任何類 型的商業(yè)上可獲得的浮法玻璃構(gòu)成。
[0055] 腔21形成在第一玻璃襯底20的接合表面22上。腔21具有相應(yīng)的尺寸，即深度 和寬度，所述相應(yīng)的尺寸足夠大以容納在半導(dǎo)體晶片10的第一表面11上形成的半導(dǎo)體部 件31、32、33、34的結(jié)構(gòu)。
[0056] 例如，腔21可以通過(guò)蝕刻預(yù)先形成。為此，限定腔的尺寸和位置的掩模可以形成 在接合表面22上?？梢允褂萌魏魏线m的蝕刻工藝，例如基于氫氟酸（HF)的濕法化學(xué)蝕刻 工藝。
[0057] 為了將第一玻璃襯底20接合到半導(dǎo)體晶片10,可以采用任何合適的接合工藝。例 如，可以使用陽(yáng)極接合來(lái)將第一玻璃襯底20直接接合在半導(dǎo)體晶片10上。
[0058] 當(dāng)半導(dǎo)體晶片20的第一表面21例如被薄絕緣層覆蓋時(shí)，其他接合工藝更為合適。 例如，玻璃漿料接合提供可靠的接合連接。玻璃漿料接合使用具有低于第一玻璃襯底20的 熔化溫度的熔化溫度的玻璃焊料?？扇鄄ＡШ噶媳蝗刍⑶姨峁┛梢越?jīng)得起高達(dá)500°C的 溫度的粘合劑接合。合適的玻璃焊料是鉛玻璃，其具有足夠高的氧化鉛含量以減小玻璃的 粘度和熔化溫度。玻璃焊料可以例如沉積為在第一玻璃襯底20或半導(dǎo)體晶片10上的薄玻 璃層并且被預(yù)上釉。然后在玻璃焊料的設(shè)計(jì)熔化溫度下使半導(dǎo)體晶片10和第一玻璃襯底 20接觸。還施加壓力以保持半導(dǎo)體晶片10與第一玻璃襯底20緊密接觸。
[0059] 另一選擇是融合接合。融合接合通過(guò)將半導(dǎo)體晶片10與第一玻璃襯底20結(jié)合在 一起來(lái)執(zhí)行。為此，半導(dǎo)體晶片10的第一表面11和第一玻璃襯底20的接合表面22被制 成為疏水性的或親水性的，并且然后在高溫下使它們接觸和退火。
[0060] 陽(yáng)極接合、玻璃漿料接合以及融合接合產(chǎn)生可以經(jīng)得起大于500°C的非常高的溫 度的接合連接。陽(yáng)極接合和融合接合通常產(chǎn)生可以耐受甚至更高溫度的接合連接。
[0061] 還可以施加使用玻璃粘合劑的粘合劑接合。例如，可以使用例如可從Dow Corning 商業(yè)上獲得的硅酸鹽粘合劑。取決于玻璃粘合劑的性質(zhì)，粘合劑接合連接可以在惰性氣氛 中在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)得起高達(dá)250°C至300°C的溫度。對(duì)于半導(dǎo)體晶片經(jīng)受的完成半導(dǎo)體部件 的許多制造工藝而言，這是足夠的。
[0062] 玻璃粘合劑還有玻璃焊料當(dāng)期望結(jié)構(gòu)化時(shí)也可以是光可構(gòu)造的。
[0063] 進(jìn)一步的選擇包括在半導(dǎo)體晶片10上形成金剛石類的碳層（DLC)以促進(jìn)陽(yáng)極接 合。
[0064] 在接合后所得到的結(jié)構(gòu)在圖2B中示出。
[0065] 在接合第一玻璃襯底20之后，半導(dǎo)體晶片10變薄為目標(biāo)厚度d2。變薄工藝可以 包括對(duì)第二表面12的磨削、蝕刻和拋光，但不限于這些工藝，以獲得經(jīng)機(jī)器加工的第二表 面 12,。
[0066] 在第一表面11上和在第一表面11處的半導(dǎo)體部件31、32、33、34的結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體 晶片20的變薄期間受玻璃襯底20保護(hù)，因?yàn)榍晃赐耆由焱ㄟ^(guò)玻璃襯底20。因此，在該加 工期間，半導(dǎo)體部件31、32、33、34的結(jié)構(gòu)被預(yù)結(jié)構(gòu)化的玻璃襯底20密封。
[0067] 在進(jìn)一步的工藝中，薄金屬種子層17形成在半導(dǎo)體晶片20的第二表面22上。金 屬種子層17可以形成在整個(gè)第二表面12上。金屬種子層17用于在隨后的工藝中噴鍍金 屬化。當(dāng)使用其他工藝來(lái)形成金屬化時(shí)，可以省略金屬種子層。此外，如果需要的話，也可 以在隨后的階段形成種子層17?？梢愿鶕?jù)具體需要來(lái)選擇金屬種子層17的厚度。還有可 能向金屬種子層17提供變化的厚度。例如，金屬種子層17的材料可以是銀(Ag)、鈦（Ti) 或錯(cuò)（A1)。
[0068] 提供預(yù)結(jié)構(gòu)化的第二玻璃襯底40,其具有形成在接合表面42處的多個(gè)腔41。腔 41被定尺寸為小于最終半導(dǎo)體器件的尺寸。圖2A至2H的實(shí)施例示出了具有小于第一玻璃 襯底20的腔21的尺寸的尺寸的腔41。
[0069] 第二玻璃襯底40用其接合表面42在半導(dǎo)體襯底10的第二表面12'處接合到半 導(dǎo)體襯底10。當(dāng)半導(dǎo)體襯底10的第二表面12'被薄金屬種子層17覆蓋時(shí)，使用如上所述 的玻璃漿料接合或粘合劑接合來(lái)接合第二玻璃襯底40。當(dāng)未使用金屬種子層17時(shí)，可以使 用任何類型的上述接合工藝。所得到的結(jié)構(gòu)在圖2C中示出。
[0070] 為了獲得足夠的接合強(qiáng)度，相應(yīng)的玻璃襯底20、40與半導(dǎo)體晶片10之間的接觸區(qū) 域應(yīng)當(dāng)足夠大。因?yàn)椴Ａбr底20、40的相應(yīng)的接合表面22、42被結(jié)構(gòu)化，所以接觸區(qū)域也被 結(jié)構(gòu)化。對(duì)于許多應(yīng)用，當(dāng)相鄰腔之間的壁厚度為約50 μ m或更大時(shí)，足以提供具有50 μ m 或更大尺寸的接觸區(qū)。
[0071] 第一和第二玻璃襯底20、40在接合之前與半導(dǎo)體晶片10對(duì)齊，使得相應(yīng)的腔21、 41與相應(yīng)的半導(dǎo)體部件31、32、33、34對(duì)齊。布置在相應(yīng)的玻璃襯底20、40的外圍區(qū)域中的 對(duì)齊結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體晶片10促進(jìn)該對(duì)齊。
[0072] 圖2D示出進(jìn)一步的工藝。第二玻璃襯底40在其與接合表面42相對(duì)的表面處被 機(jī)器加工以暴露腔41。典型地，減小第二玻璃襯底40的厚度，直到腔41被暴露，其然后在 第二玻璃襯底40中形成開(kāi)口 41'?？梢愿鶕?jù)具體需要選擇第二玻璃襯底40的最終厚度。 經(jīng)機(jī)器加工的第二玻璃襯底40應(yīng)當(dāng)足夠厚以為薄半導(dǎo)體晶片10提供足夠的機(jī)械穩(wěn)定。第 二玻璃襯底10可以被磨削或拋光，或者首先被磨削并且然后被拋光。
[0073] 圖2E示出用于在半導(dǎo)體晶片10的第二表面22上制造金屬化區(qū)的工藝。經(jīng)機(jī)器 加工的第二玻璃襯底40用作掩模，其具有限定金屬化區(qū)的尺寸和位置的暴露的腔或開(kāi)口 41'。在實(shí)施例中，每個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34可以被提供有完全填充開(kāi)口41'的一個(gè)大 金屬化區(qū)19。通過(guò)將第二玻璃襯底40用作掩模，形成結(jié)構(gòu)化的金屬化，其具有彼此分離的 金屬化區(qū)19。
[0074] 金屬化區(qū)19可以例如通過(guò)噴鍍、印刷或糊狀涂覆（pasting)來(lái)形成。典型地，用 金屬、金屬化合物或金屬合金來(lái)填充暴露的腔或開(kāi)口 41'。形成在半導(dǎo)體晶片的整個(gè)第二表 面12'上的金屬種子層17促進(jìn)噴鍍，所述噴鍍可以是電鍍或無(wú)電極電鍍。典型地，以足夠 的厚度來(lái)噴鍍銅以提供良好的電連接，并且銅也是用于在半導(dǎo)體器件的操作期間散熱的手 段。另一選擇是印刷或噴鍍，其中導(dǎo)電膏劑被帶到第二玻璃襯底20上并且利用刮板或刮刀 被均勻分布。然后將膏劑退火以形成導(dǎo)電金屬化區(qū)。退火溫度應(yīng)當(dāng)小于第一和第二玻璃襯 底20、40與半導(dǎo)體晶片10之間的相應(yīng)的接合連接能耐受的溫度。印刷和糊狀涂覆是節(jié)省 成本的工藝。由于銅良好的電和熱屬性，銅或銅化合物典型地用于印刷或糊狀涂覆。
[0075] 在進(jìn)一步的工藝中，第一玻璃襯底20被機(jī)器加工以暴露腔21和布置在腔21內(nèi)的 金屬焊盤14、15。圖2F中示出的所得到的結(jié)構(gòu)包括具有小于腔21的深度的厚度的第一玻 璃襯底20,使得形成橫向圍繞金屬焊盤14、15的開(kāi)口 21'。
[0076] 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一和/或第二玻璃襯底20、40為半導(dǎo)體晶片10提供機(jī) 械支撐并且形成不可逆載體系統(tǒng)。該玻璃襯底或多個(gè)玻璃襯底仍然附著到半導(dǎo)體晶片10 并且形成最終半導(dǎo)體器件的整合部分。該玻璃襯底或多個(gè)玻璃襯底的最終厚度不限于具體 值，并且可以根據(jù)具體需要而改變。如本文所描述的不可逆載體系統(tǒng)還允許操控非常薄的 半導(dǎo)體晶片10。當(dāng)使用第一和第二玻璃襯底20、40時(shí)，每個(gè)玻璃襯底可以制得相當(dāng)薄。在 半導(dǎo)體晶片的兩側(cè)提供玻璃襯底還改進(jìn)了機(jī)械屬性，因?yàn)樾纬闪藢?duì)稱支撐。
[0077] 此外，該玻璃襯底或多個(gè)玻璃襯底可以用作器件鈍化。這允許省略常用的聚酰亞 胺鈍化。由于玻璃的比聚酰亞胺更好的介電特性，玻璃鈍化改進(jìn)電絕緣。
[0078] 第二玻璃襯底40提供掩模，其允許對(duì)金屬化的結(jié)構(gòu)化，而無(wú)需進(jìn)一步的掩模。這 還促進(jìn)如將在下文描述的后續(xù)器件分離。
[0079] 當(dāng)沿圖2F中通過(guò)短劃線指示的分離線來(lái)分離電子部件31、32、33、34時(shí)，分離通過(guò) 具有類似機(jī)械屬性的材料發(fā)生。圖2F示出分離線延伸通過(guò)第一和第二玻璃襯底20、40的 壁，并且還通過(guò)半導(dǎo)體晶片10。分離線不延伸通過(guò)金屬化的厚部分（即，該實(shí)施例中的金屬 化區(qū)19)，并且僅通過(guò)可選的薄金屬種子層17。玻璃襯底20、40和半導(dǎo)體晶片10具有類似 的機(jī)械屬性，因?yàn)閮煞N材料均為脆性的。與此不同的是，厚金屬化由韌性金屬構(gòu)成，該韌性 金屬具有與半導(dǎo)體晶片10和玻璃襯底20、40的機(jī)械屬性不同的機(jī)械屬性。這種機(jī)械屬性的 差異可能導(dǎo)致在切割期間的困難，這些困難可以通過(guò)如本文所描述的途徑來(lái)減小或避免。
[0080] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在半導(dǎo)體晶片10的第二表面12'上形成的背面金屬化被 結(jié)構(gòu)化為具有單獨(dú)的厚金屬區(qū)，這些單獨(dú)的厚金屬區(qū)彼此橫向地間隔開(kāi)。單獨(dú)的金屬化區(qū) 之間的空間用于切割；由此，分離線沿著這些空間延伸但是不通過(guò)金屬化區(qū)。這允許甚至 進(jìn)一步增加金屬化區(qū)的厚度以改進(jìn)熱消散。金屬化區(qū)可以具有與玻璃襯底的厚度類似的厚 度。例如，有可能提供高達(dá)l〇〇ym厚或者甚至更厚的金屬化區(qū)。半導(dǎo)體晶片10的第二表 面12上的金屬化的結(jié)構(gòu)化還減小了半導(dǎo)體晶片10的翹曲。因?yàn)榉蛛x不通過(guò)厚金屬化，所 以諸如鋸的分離工具在分離期間也不與金屬一起被加載，這改進(jìn)了分離工藝。
[0081] 切割通過(guò)玻璃襯底20、40和半導(dǎo)體晶片10而切割不通過(guò)厚金屬化甚至允許通過(guò) 斷裂來(lái)進(jìn)行分離。對(duì)于切割，可以使用任何合適的切割工藝，諸如劃線并斷裂、激光切割和 鋸切?？蛇x的薄金屬種子層17不顯著地干擾上述切割工藝。當(dāng)切割圖2F中示出的結(jié)構(gòu)時(shí)， 形成單獨(dú)的半導(dǎo)體器件，每個(gè)半導(dǎo)體器件分別具有半導(dǎo)體芯片10'、第一玻璃芯片20'和第 二玻璃芯片40'。
[0082] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，玻璃襯底20、40的至少一些或所有壁沿著分離線在相鄰 半導(dǎo)體部件之間延伸。隨后形成半導(dǎo)體器件的相鄰半導(dǎo)體部件通過(guò)相應(yīng)的玻璃襯底20、40 的壁而彼此絕緣。
[0083] 圖2G示出在切割之后的半導(dǎo)體器件的3維視圖。還示出將在隨后階段形成的接 合線連接。如所示出的，金屬焊盤14和15被具有暴露的腔或開(kāi)口 21'的第一玻璃芯片20' 完全橫向圍繞。第一和第二玻璃芯片20'、40'與半導(dǎo)體芯片10'一起具有共同的橫向分離 表面69,金屬種子層17當(dāng)存在時(shí)在表面69處被暴露。由此，半導(dǎo)體器件的橫向面69主要 由半導(dǎo)體芯片10'的半導(dǎo)體材料和第一與第二玻璃芯片20'、40'的玻璃材料形成，而非由 在此未示出的厚金屬化區(qū)19形成。
[0084] 圖2H示出最終的半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件附著到由絕緣材料制成的載體襯底 50。載體襯底50包括引線結(jié)構(gòu)51、52、53。引線結(jié)構(gòu)51和53包括布置在載體襯底50的 上側(cè)的接合焊盤51'和53'，而引線結(jié)構(gòu)52包括大焊盤52'，半導(dǎo)體器件用其在半導(dǎo)體芯片 10'的第二表面上形成的金屬化區(qū)19附著到大焊盤52'。金屬焊盤14與接合焊盤51'之 間以及金屬焊盤15與接合焊盤53'之間的電連接分別由接合線55提供。
[0085] 圖2H還示出半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)。金屬焊盤14在該實(shí)施例中形成柵極電極， 柵極電極通過(guò)柵極介電層60與芯片10'的半導(dǎo)體材料絕緣。還示出了摻雜區(qū)。61表示源 極區(qū)，而62表示與源極區(qū)61和與芯片10'的半導(dǎo)體材料相反摻雜的體區(qū)。漏極區(qū)63形成 在芯片10'的第二表面處。漏極區(qū)63通過(guò)金屬化區(qū)19電連接到焊盤52'，而源極區(qū)61電 連接到金屬焊盤15。
[0086] 最后，半導(dǎo)體器件可以封裝在諸如環(huán)氧樹脂的絕緣材料65中以形成半導(dǎo)體模塊。 [0087] 盡管圖2H示出了諸如FET或IGBT的三端子器件，但是圖3示出了根據(jù)一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施例的諸如功率二極管的二端子器件。
[0088] 該半導(dǎo)體器件包括在該實(shí)施例中由引線結(jié)構(gòu)56和57形成的至少兩個(gè)端子。這些 引線結(jié)構(gòu)從載體襯底58橫向延伸。半導(dǎo)體器件還包括在該實(shí)施例中由具有第一表面11和 第二表面12的半導(dǎo)體芯片10'形成的半導(dǎo)體襯底。半導(dǎo)體芯片10'具有至少一個(gè)摻雜區(qū) 62和金屬焊盤15。摻雜區(qū)62形成在第一表面11處并且與安置在第一表面11上的金屬焊 盤15電接觸。金屬焊盤15在該實(shí)施例中形成功率二極管的陽(yáng)極。摻雜區(qū)62與半導(dǎo)體芯 片10'的材料相反地?fù)诫s，在功率器件的情況下，所述材料通常具有低η摻雜濃度。另一摻 雜區(qū)63形成在第二表面12處，并且具有與芯片10'的半導(dǎo)體材料相同的摻雜類型，但是具 有更高的摻雜濃度。
[0089] 具有至少一個(gè)開(kāi)口 21'的第一玻璃襯底或玻璃芯片20'接合到半導(dǎo)體襯底10'的 第一表面11，使得金屬焊盤15布置在第一玻璃襯底20'的開(kāi)口 21'內(nèi)。具有至少一個(gè)開(kāi)口 41'的第二玻璃襯底或玻璃芯片40'接合到半導(dǎo)體襯底10'的第二表面12。至少一個(gè)金屬 化區(qū)19安置在半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體芯片10'的第二表面12上。金屬化區(qū)19填充第二玻 璃襯底40'的開(kāi)口 41'，并且在摻雜區(qū)67與引線結(jié)構(gòu)56的焊盤結(jié)構(gòu)56'之間提供歐姆接 觸。金屬化區(qū)19在該實(shí)施例中形成功率二極管的陰極。金屬種子層在該實(shí)施例中未被示 出，但是如果期望的話可以被提供。
[0090] 金屬焊盤15通過(guò)接合線55電連接到引線結(jié)構(gòu)57的焊盤結(jié)構(gòu)57'。半導(dǎo)體器件被 封裝在諸如環(huán)氧樹脂的絕緣材料65中。
[0091] 半導(dǎo)體器件具有由第一和第二玻璃襯底20'和40'以及半導(dǎo)體襯底10'形成的公 共橫向分離面69。
[0092] 圖4示出來(lái)自圖2F的由點(diǎn)劃線框在那里指示的放大細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體晶片10包括安 置在第一表面11上的薄氧化層70。第一玻璃襯底20通過(guò)可以采用光可構(gòu)造的粘合劑71 的粘合劑接合、玻璃楽料接合或融合接合而接合到該氧化層70。在一個(gè)實(shí)施例中，氧化層 70可以被金剛石類的碳層替換。在該情況下，陽(yáng)極接合將也是可能的。
[0093] 因此，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，氧化層70或一般地絕緣層70在接合第一玻璃襯底 20之前形成在第一表面11上。
[0094] 第二玻璃襯底40通過(guò)使用玻璃粘合層72的粘合劑接合通過(guò)半導(dǎo)體晶片10接合 在薄金屬種子層17上。針對(duì)第一和第二玻璃襯底20、40所選的接合工藝取決于玻璃襯底接 合到的表面的特性。因?yàn)榘雽?dǎo)體晶片10的第一和第二表面11、12可以被不同地加工，所以 相應(yīng)的表面可以展示不同的頂層并且因此展示不同的特性，從而將使用不同的接合工藝。 [0095] 接合可以包括熱退火工藝。當(dāng)將第二玻璃襯底40接合到半導(dǎo)體晶片時(shí)，應(yīng)當(dāng)將退 火溫度調(diào)整到在半導(dǎo)體部件的熱預(yù)算內(nèi)并且還在半導(dǎo)體晶片10與第一玻璃襯底20之間的 接合連接的可耐受范圍內(nèi)。
[0096] 參照?qǐng)D5A至描述進(jìn)一步的實(shí)施例。與上文描述的結(jié)構(gòu)特征類似的結(jié)構(gòu)特征用 相同的參考數(shù)字來(lái)表示。此外，對(duì)類似工藝的描述被省略并且對(duì)應(yīng)參考被包括。
[0097] 與上文描述的實(shí)施例類似，提供具有第一表面11和第二表面12的半導(dǎo)體晶片10。 半導(dǎo)體晶片10包括多個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34，每個(gè)半導(dǎo)體部件包括安置在第一表面11 上的至少一個(gè)金屬焊盤14、15。本實(shí)施例針對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34示出了兩個(gè)金 屬焊盤14、15。此外，每個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34包括至少一個(gè)摻雜區(qū)。
[0098] 如圖5B中所示，提供預(yù)結(jié)構(gòu)化的第一玻璃襯底25,其具有延伸通過(guò)第一玻璃襯底 25的多個(gè)開(kāi)口 26。第一玻璃襯底25包括接合表面27?？梢酝ㄟ^(guò)諸如蝕刻的合適工藝來(lái)預(yù) 先形成開(kāi)口 26。開(kāi)口 26的尺寸適于允許容納金屬焊盤14、15,如下文所描述的。
[0099] 第一玻璃襯底25用其接合表面27接合到半導(dǎo)體晶片10的第一表面11，使得一 個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34的金屬焊盤14、15布置在第一玻璃襯底25的一個(gè)開(kāi)口 26內(nèi)。 出于對(duì)齊的目的，使用布置在半導(dǎo)體晶片10和第一玻璃襯底上的對(duì)齊標(biāo)記。第一玻璃襯底 25可以通過(guò)上文描述的接合工藝中的任何一個(gè)來(lái)接合到半導(dǎo)體晶片10。
[0100] 第一玻璃襯底25具有對(duì)應(yīng)于金屬焊盤14、15的高度或者大于金屬焊盤的高度的 厚度。隨后，第一玻璃襯底25的開(kāi)口 26可以被可選的箔35覆蓋以在后續(xù)工藝期間保護(hù)半 導(dǎo)體部件31、32、33、34和布置在半導(dǎo)體晶片10的第一表面11上的結(jié)構(gòu)。
[0101] 在進(jìn)一步的工藝中，半導(dǎo)體襯底10如上所述那樣變薄為目標(biāo)厚度d2。半導(dǎo)體襯底 10然后具有經(jīng)加工的第二表面12'。如上所述的，薄金屬種子層17形成在整個(gè)經(jīng)機(jī)器加工 的第二表面12'上。
[0102] 提供第二玻璃襯底45,其具有延伸通過(guò)第二玻璃襯底45的多個(gè)開(kāi)口 46。第二玻 璃襯底45具有接合表面47,第二玻璃襯底45用接合表面47通過(guò)上文描述的合適接合工藝 中的任何一個(gè)接合在半導(dǎo)體晶片10上，具體地，接合到金屬種子層17。第一和第二玻璃襯 底25、45彼此對(duì)齊。可以在該或隨后的階段去除箔35。所得到的結(jié)構(gòu)在圖5C中示出。
[0103] 在進(jìn)一步的工藝中，如上文所描述的那樣通過(guò)諸如噴鍍、糊狀涂覆或印刷的任何 合適工藝來(lái)在開(kāi)口 46中形成相應(yīng)的金屬化區(qū)19。隨后，沿著在圖ro中用虛線指示的預(yù)定 分離線來(lái)切割半導(dǎo)體晶片10。如上文所描述的，分離通過(guò)半導(dǎo)體晶片10和相應(yīng)的玻璃襯底 25、45的壁、但是不通過(guò)厚金屬化區(qū)19發(fā)生。
[0104] 圖5A至?中示出的實(shí)施例與上文描述的實(shí)施例的不同之處在于預(yù)結(jié)構(gòu)化的玻璃 襯底25、45包括開(kāi)口 26、46。不需要用于使玻璃襯底25、45變薄的工藝，但是如果需要的話 可以執(zhí)行這些工藝。
[0105] 還有可能組合來(lái)自不同實(shí)施例的工藝。例如，如上文進(jìn)一步描述的具有腔21的玻 璃襯底20可以用作第一玻璃襯底并且接合到半導(dǎo)體晶片10。作為第二玻璃襯底，具有開(kāi)口 46的玻璃襯底45可以被使用并接合到半導(dǎo)體晶片10的經(jīng)機(jī)器加工的第二表面12'。在該 變型中，當(dāng)使半導(dǎo)體晶片10變薄時(shí)，半導(dǎo)體晶片10的第一表面11處的結(jié)構(gòu)受第一玻璃襯 底20保護(hù)，因?yàn)榍?1還未被暴露。此外，因?yàn)榈谝徊Ａбr底20相當(dāng)厚，所以其在更大程度 上穩(wěn)定變薄的半導(dǎo)體晶片10。第一玻璃襯底20可以例如在將金屬化區(qū)19形成在經(jīng)機(jī)器加 工的第二表面12'上之后被機(jī)器加工，以暴露半導(dǎo)體部件的結(jié)構(gòu)，具體地，暴露金屬焊盤的 結(jié)構(gòu)。
[0106] 圖6A至6C示出進(jìn)一步的實(shí)施例。與上文所述的結(jié)構(gòu)特征類似的結(jié)構(gòu)特征用相同 的參考數(shù)字來(lái)表示。此外，類似工藝的描述被省略，并且對(duì)應(yīng)參考被包括。
[0107] 提供具有第一表面11、第二表面12以及半導(dǎo)體部件31、32、33、34的半導(dǎo)體晶片 10,每個(gè)半導(dǎo)體部件包括安置在第一表面11上的至少兩個(gè)金屬焊盤14、15。半導(dǎo)體部件31、 32、33、34中的每一個(gè)還包括至少一個(gè)摻雜區(qū)，典型地包括多個(gè)摻雜區(qū)。
[0108] 提供了玻璃襯底70,其包括形成在玻璃襯底70的接合表面73處的多個(gè)腔71、72。 每個(gè)腔71、72被定尺寸以允許容納僅一個(gè)金屬焊盤14、15。每個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34 的金屬焊盤14、15可以具有不同尺寸，具體地，具有不同的橫向程度。因此，相應(yīng)的腔71、72 也可以具有不同的尺寸。在該具體實(shí)施例中，腔71被定尺寸以允許容納金屬焊盤14,并且 腔72被定尺寸以允許容納金屬焊盤15。在該實(shí)施例中，腔72大于腔71。
[0109] 玻璃襯底70被對(duì)齊，并且然后通過(guò)使用如上文所描述的任何合適接合工藝被接 合。所得到的結(jié)構(gòu)在圖6A中示出。每個(gè)金屬焊盤14、15被相應(yīng)的腔71、72容納和封裝，使 得相同半導(dǎo)體部件31、32、33、34的相鄰金屬焊盤14、15通過(guò)玻璃襯底70,并且具體地，通過(guò) 玻璃襯底70的壁彼此絕緣，所述壁安置在相鄰金屬焊盤14、15之間。
[0110] 在進(jìn)一步的工藝中，半導(dǎo)體晶片10可以變薄。此外，玻璃襯底70可以被機(jī)器加工 以暴露腔71、72并形成開(kāi)口 71'、72'，以允許通向半導(dǎo)體部件31、32、33、34的金屬焊盤14、 15。相鄰金屬焊盤14、15仍然通過(guò)玻璃襯底70的壁彼此絕緣，如圖6B中所示。在進(jìn)一步 的工藝中，沿如上文描述的分離線來(lái)切割半導(dǎo)體晶片10以形成具有半導(dǎo)體芯片10'和玻璃 芯片70'的半導(dǎo)體器件。
[0111] 在圖6C中示出此類半導(dǎo)體器件的3維圖示。例如分別形成功率FET的柵極焊盤 和源極焊盤的金屬焊盤14和15通過(guò)玻璃襯底70彼此絕緣。其他結(jié)構(gòu)元件可以與上文描 述的元件類似。半導(dǎo)體器件可以具體包括接合到半導(dǎo)體器件10'的第二表面的另一玻璃襯 底或玻璃芯片40'。
[0112] 結(jié)合圖7A和7B來(lái)描述進(jìn)一步的實(shí)施例。與上文所述的結(jié)構(gòu)特征類似的結(jié)構(gòu)特征 用相同的參考數(shù)字來(lái)表示。此外，類似工藝的描述被省略，并且對(duì)應(yīng)參考被包括。
[0113] 在該實(shí)施例中，提供半導(dǎo)體晶片10和接合到半導(dǎo)體晶片10的玻璃襯底40。玻璃襯 底40包括多個(gè)開(kāi)口 41'以暴露半導(dǎo)體晶片10的表面部分。開(kāi)口限定了將隨后形成的金屬 化區(qū)的尺寸和位置。玻璃襯底40用其接合表面42接合到半導(dǎo)體晶片10的第二表面12'。 如上文所描述的，接合的玻璃襯底40可以包括在其接合表面處的腔，隨后通過(guò)磨削或拋光 接合的玻璃襯底來(lái)暴露所述腔。在其他實(shí)施例中，玻璃襯底40可以與已經(jīng)暴露的腔(S卩，開(kāi) 口）接合?？梢允褂萌缟衔乃枋龅娜魏魏线m的接合工藝。
[0114] 多個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34的金屬焊盤14、15可以安置在半導(dǎo)體晶片10的第 一表面11上。如上文所描述的，半導(dǎo)體晶片10還可以包括多個(gè)摻雜區(qū)。此外，在接合玻璃 襯底40之前，金屬種子層17可以形成在第二表面12'上。
[0115] 玻璃襯底40的開(kāi)口 41'被填充有金屬或金屬化合物以形成金屬化區(qū)19,如圖7B 中所示。用于形成金屬化區(qū)19的合適工藝為噴鍍、印刷和糊狀涂覆，但是不限于此。如上 文所描述的，當(dāng)形成金屬化區(qū)19時(shí)，玻璃襯底40充當(dāng)掩模。
[0116] 在進(jìn)一步的工藝中，沿如上文所描述的分離線來(lái)切割半導(dǎo)體晶片10以獲得單獨(dú) 的半導(dǎo)體器件。
[0117] 結(jié)合圖8A和8B來(lái)描述進(jìn)一步的實(shí)施例。與上文所述的結(jié)構(gòu)特征類似的結(jié)構(gòu)特征 用相同的參考數(shù)字來(lái)表示。此外，類似工藝的描述被省略，并且對(duì)應(yīng)參考被包括。
[0118] 提供了半導(dǎo)體晶片10,其包括第一表面11和第二表面12以及接合到半導(dǎo)體襯底 10的第一表面11的玻璃襯底70。半導(dǎo)體晶片10包括摻雜區(qū)以形成多個(gè)半導(dǎo)體部件31、 32、33、34。玻璃襯底70包括多個(gè)開(kāi)口 71'、72'，其暴露半導(dǎo)體晶片10的第一表面11的相 應(yīng)的部分。開(kāi)口 71'、72'限定隨后形成的焊盤區(qū)的尺寸和位置。
[0119] 玻璃襯底70可以通過(guò)上述接合工藝中的任何一個(gè)來(lái)接合到第一表面11。典型地， 金屬種子層可以在接合之前形成在第一表面上。當(dāng)期望針對(duì)相同半導(dǎo)體部件31、32、33、34 形成單獨(dú)的焊盤區(qū)時(shí)，金屬種子層典型地不形成在整個(gè)第一表面11上以避免短路。在接合 玻璃襯底70之后，金屬種子層可以形成在每個(gè)開(kāi)口 71'、72'內(nèi)。
[0120] 當(dāng)如上文所描述的那樣接合時(shí)，玻璃襯底70可以已經(jīng)包括開(kāi)口 7Γ、72'。在一個(gè) 實(shí)施例中，玻璃襯底70可以包括多個(gè)腔，通過(guò)在如上文所描述的那樣接合之后對(duì)玻璃襯底 機(jī)器加工來(lái)暴露所述多個(gè)腔。
[0121] 在進(jìn)一步的工藝中，開(kāi)口 71'、72'被填充有金屬或諸如金屬合金的金屬化合物以 提供多個(gè)單獨(dú)的金屬焊盤區(qū)14'、15'，如圖8B中所示的?？梢酝ㄟ^(guò)噴鍍、糊狀涂覆或印刷 來(lái)形成金屬焊盤結(jié)構(gòu)14'、15'以獲得厚金屬焊盤結(jié)構(gòu)。可能需要退火工藝來(lái)完成金屬焊盤 區(qū)14'、15'的制造。如上文所描述的，厚金屬焊盤區(qū)14'、15'可以用作接合線連接的著落 焊盤。由于它們的厚度，金屬焊盤區(qū)14'、15'保護(hù)底層的結(jié)構(gòu)不受在接合期間發(fā)生的機(jī)械 應(yīng)力的影響。金屬焊盤區(qū)14'、15'的厚度可以由玻璃襯底70的厚度來(lái)限定。例如，當(dāng)使用 100 μ m厚的玻璃襯底70時(shí)，金屬焊盤區(qū)14'、15'在通過(guò)糊狀涂覆形成時(shí)將具有類似的厚 度。還有可能形成具有其他厚度的金屬焊盤區(qū)14'、15'。
[0122] 在進(jìn)一步的工藝中，沿著如上文所描述的分離線來(lái)切割半導(dǎo)體晶片10以獲得單 獨(dú)的半導(dǎo)體器件。
[0123] 可以組合上面描述的實(shí)施例。例如，如圖8A和8B中所示的在半導(dǎo)體晶片10的第 一表面11上的金屬焊盤區(qū)14'、15'的形成可以與如圖7A和7B中所示的在半導(dǎo)體晶片10 的第二表面12'上的金屬化區(qū)19的形成進(jìn)行組合。此外，在如上文所描述的那樣將玻璃襯 底接合到第一表面11之后，可以使半導(dǎo)體晶片10變薄。
[0124] 結(jié)合圖9A至9C來(lái)描述進(jìn)一步的實(shí)施例。與上文所述的結(jié)構(gòu)特征類似的結(jié)構(gòu)特征 用相同的參考數(shù)字來(lái)表示。此外，類似工藝的描述被省略，并且對(duì)應(yīng)參考被包括。
[0125] 該實(shí)施例具體地示出了促進(jìn)半導(dǎo)體部件的分離以形成單獨(dú)的半導(dǎo)體器件的選擇。 如圖9A中所不，提供半導(dǎo)體晶片10,其具有第一表面11和第二表面12'。例如在第一表面 11上提供至少一個(gè)玻璃襯底。在一個(gè)實(shí)施例中，在第二表面12'上提供玻璃襯底。還有可 能在第一表面11上提供第一玻璃襯底80和在第二表面12'上提供第二玻璃襯底90。
[0126] 溝槽83沿著預(yù)定斷裂線形成在第一和第二玻璃襯底80、90的一個(gè)或二者中。圖 9A示出溝槽83形成在第一玻璃襯底80中，而溝槽93形成在第二玻璃襯底90中。溝槽83 和93基本上彼此對(duì)齊。
[0127] 可以在將玻璃襯底80、90接合到相應(yīng)的表面11、12之前或者在將玻璃襯底80、90 接合到相應(yīng)的表面11、12之后形成溝槽83、93。溝槽83、93的深度可以例如等于相應(yīng)的玻 璃襯底80、90的厚度的至少一半或者甚至比一半更大。在接合之后形成溝槽83、93允許形 成深溝槽，因?yàn)榉駝t的話，玻璃襯底將變得在機(jī)械上非常易碎。例如，可以通過(guò)鋸切或通過(guò) 任何其他合適工藝來(lái)形成溝槽83、93。
[0128] 如上文所描述的，半導(dǎo)體晶片10可以包括多個(gè)半導(dǎo)體部件31、32、33、34，每個(gè)半 導(dǎo)體部件可以包括布置在第一表面11上的至少一個(gè)金屬焊盤14、15。相應(yīng)的半導(dǎo)體部件的 金屬焊盤14、15容納在第一玻璃襯底80的開(kāi)口 81內(nèi)。
[0129] 在第二表面12'上，可以如上文所描述的那樣形成金屬化區(qū)19。
[0130] 在進(jìn)一步的工藝中，通過(guò)沿溝槽83、93斷裂，將半導(dǎo)體晶片10和玻璃襯底80、90 分離成管芯。這在圖9B和9C中示出，其示出了來(lái)自圖9A的通過(guò)點(diǎn)劃線指示的放大細(xì)節(jié)。 溝槽83、93促進(jìn)斷裂，因?yàn)榘雽?dǎo)體晶片10和第一與第二玻璃襯底80、90的總材料強(qiáng)度沿著 溝槽83、93顯著減小。應(yīng)當(dāng)注意，開(kāi)口 81和91被相應(yīng)的玻璃襯底的壁85、95橫向圍繞，如 在圖2G和6C中所示的3維圖示中所示的。因此，這些開(kāi)口 81、91不提供斷裂線。因此，溝 槽83、93形成規(guī)定的斷裂線。
[0131] 上面描述的分離工藝可以稱為"劃線并斷裂"。再次，分離通過(guò)類似機(jī)械屬性的材 料并且不通過(guò)在第二表面12'處形成的厚金屬化區(qū)發(fā)生。這避免了與通常已知的分離工藝 相關(guān)聯(lián)的困難，所述通常已知的分離工藝通過(guò)切通脆性半導(dǎo)體晶片和厚韌性金屬層來(lái)分離 半導(dǎo)體器件。因?yàn)樯鲜鰧?shí)施例主要切通類似機(jī)械屬性的材料，該切割工藝可以更好地適于 所述材料屬性。
[0132] 結(jié)合圖9A至9C描述的實(shí)施例可以與任何其他的上文描述的實(shí)施例進(jìn)行組合。例 如，有可能接合具有腔的玻璃襯底，并且然后對(duì)玻璃襯底進(jìn)行機(jī)器加工以暴露這些腔。此 夕卜，如上文所描述的，可以通過(guò)將相應(yīng)的玻璃襯底用作掩模來(lái)將金屬化區(qū)形成在第二表面 和/或第一表面上。此外，如上文所描述的，可以使半導(dǎo)體晶片變薄。
[0133] 上面描述了不可逆載體系統(tǒng)，其中，將一個(gè)或兩個(gè)結(jié)構(gòu)化的玻璃襯底接合到半導(dǎo) 體晶片以在第一表面上或第二表面上或者在這兩個(gè)表面上機(jī)械支撐半導(dǎo)體。該玻璃襯底或 多個(gè)玻璃襯底即使在切割之后仍然為器件的一部分，并且可以用作鈍化。此外，結(jié)構(gòu)化的玻 璃襯底可以用作掩模以形成分離的和間隔開(kāi)的金屬化區(qū)，使得對(duì)于切割而言不需要切通金 屬化區(qū)。玻璃襯底可以被結(jié)構(gòu)化，使得它們?cè)试S容納例如在第一表面上的金屬焊盤。此外， 玻璃襯底可以被結(jié)構(gòu)化，使得它們可以用作掩模以例如在第一和/或第二表面上形成金屬 化區(qū)。
[0134] 在第一表面上或第二表面上或者在這兩個(gè)表面上的金屬化區(qū)的厚度可以不同并 根據(jù)具體需要來(lái)選擇。本文描述的載體系統(tǒng)允許操控非常薄的半導(dǎo)體晶片。
[0135] 可以使通過(guò)玻璃襯底在單側(cè)被支撐的半導(dǎo)體晶片變薄為期望的目標(biāo)厚度。隨后， 可以將另一結(jié)構(gòu)化的玻璃襯底接合到在其上使半導(dǎo)體晶片變薄的側(cè)以獲得雙側(cè)支撐的半 導(dǎo)體晶片。當(dāng)被結(jié)構(gòu)化時(shí)，該另一玻璃襯底可以用于形成各種厚度的分離和間隔開(kāi)的金屬 化區(qū)。
[0136] 參照?qǐng)D10A至10D來(lái)描述進(jìn)一步的實(shí)施例。該實(shí)施例涉及用于將半導(dǎo)體芯片連接 到載體襯底的金屬層的方法。半導(dǎo)體芯片可以根據(jù)上面描述的實(shí)施例的任何一個(gè)來(lái)制造并 且參考在切割之后的情形。
[0137] 圖10A示出了包括半導(dǎo)體芯片110和玻璃襯底140的半導(dǎo)體器件100。半導(dǎo)體芯 片110具有第一側(cè)111和與第一表面111相對(duì)的第二側(cè)112。在第一側(cè)111處，可以形成摻 雜區(qū)130。摻雜區(qū)130的數(shù)量和摻雜類型取決于半導(dǎo)體器件100的具體類型。例如，作為二 端子器件的功率二極管典型地包括在第一側(cè)111處的一個(gè)大陽(yáng)極區(qū)。作為三端子器件的功 率FET典型地包括多個(gè)基本上相同的單元，每個(gè)單元具有源極區(qū)和體區(qū)。
[0138] 這里應(yīng)當(dāng)注意，也可以在半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112處形成摻雜區(qū)。
[0139] 半導(dǎo)體芯片110用其第二側(cè)接合在玻璃襯底140的接合表面142上。玻璃襯底140 包括至少一個(gè)開(kāi)口 141?？梢愿鶕?jù)上文描述的實(shí)施例中的任何一個(gè)來(lái)形成玻璃襯底140。
[0140] 為了將玻璃襯底140接合到半導(dǎo)體芯片110,可以如上文所描述的那樣采用任何 合適的接合工藝。示例為在半導(dǎo)體芯片110上具有或不具有金剛石類的碳層（DLC)的陽(yáng)極 接合、玻璃漿料接合、融合接合以及使用玻璃粘合劑的粘合劑接合。
[0141] 玻璃襯底140的開(kāi)口 141延伸通過(guò)玻璃襯底140并且暴露半導(dǎo)體芯片110的第二 側(cè)112的區(qū)域。金屬化區(qū)119布置在玻璃襯底140的開(kāi)口 141中，并且電接觸半導(dǎo)體芯片 110的第二側(cè)112。典型地，半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112形成半導(dǎo)體器件的背側(cè)，其中，在 功率FET的情況下形成漏極區(qū)，或者在功率二極管的情況下形成陰極區(qū)?？商娲兀谒^ 的"源極在下（source-down)"器件中，源極形成在背側(cè)處，或者用于源極的電連接形成在背 側(cè)。
[0142] 如上文所描述的，例如通過(guò)噴鍍、印刷或糊狀涂覆來(lái)形成金屬化區(qū)119。典型地， 還形成阻擋層的種子層117形成在半導(dǎo)體芯片110的金屬化區(qū)119與第二側(cè)112之間。金 屬化區(qū)119可以是銅或包括銅作為主要成分的合金。種子層117典型地由與金屬化區(qū)119 的材料不同的材料制成。例如，種子層117可以是鋁、鈦和銀的層堆疊或合金。種子層117 還充當(dāng)阻擋層和助粘劑。
[0143] 典型地，種子層117與半導(dǎo)體芯片100的半導(dǎo)體材料直接接觸以提供與摻雜區(qū)的 良好歐姆接觸，所述摻雜區(qū)形成在或延伸到半導(dǎo)體芯片1〇〇的第二側(cè)。
[0144] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，金屬化區(qū)119也可以通過(guò)濺射或蒸發(fā)沉積來(lái)形成。
[0145] 典型地，金屬化區(qū)119在玻璃襯底140的開(kāi)口 141內(nèi)完全覆蓋半導(dǎo)體芯片110的 暴露的第二側(cè)112,如圖10A中所示。
[0146] 如圖10A中所示，玻璃襯底140具有厚度de，并且金屬化區(qū)119具有厚度d M。厚度 dM以及厚度de二者可以基本相同。在實(shí)施例中，dM < de，這意味著金屬化區(qū)119未完全填 充開(kāi)口 114,如圖10B中所示。該部分填充可以通過(guò)部分去除金屬化區(qū)119或通過(guò)在形成金 屬化區(qū)119時(shí)部分填充開(kāi)口 141來(lái)獲得。提供具有小于玻璃襯底140的厚度de的厚度dM 的金屬化區(qū)119對(duì)于使用軟焊料或?qū)щ娨后w粘合劑的連接工藝是尤其有益的。這將結(jié)合圖 10C和10D來(lái)解釋。
[0147] 圖10C示出了包括金屬層151的載體襯底150。載體襯底150可以例如是引線框 架或直接銅接合（DCB)襯底。將給定量的導(dǎo)電接合材料152帶到金屬層151上，使得通過(guò) 導(dǎo)電接合材料152來(lái)覆蓋金屬層151的給定區(qū)。如上面所解釋的，導(dǎo)電接合材料152可以 是焊料或?qū)щ娨后w粘合劑。
[0148] 在焊料的情況下，焊料152可以以糊料的形式施加在金屬層151上?？商娲?，金 屬層151已經(jīng)被凝固的焊料覆蓋，所述凝固的焊料是預(yù)先施加在金屬層151上的。焊料然 后典型地被加熱以使焊料液化，然后，由于表面張力，所述焊料形成具有彎月面形狀的平坦 的滴狀物，如圖10C中所示。
[0149] 在導(dǎo)電液體粘合劑的情況下，可以通過(guò)諸如印刷的任何合適工藝來(lái)施加粘合劑。 合適的導(dǎo)電液體粘合劑例如是銀或銅粒子填充的環(huán)氧樹脂膠。
[0150] 盡管圖10C不出將導(dǎo)電接合材料152施加在載體襯底150的金屬層151上，但是 也可以將導(dǎo)電接合材料152施加到金屬化區(qū)119。
[0151] 在進(jìn)一步的工藝中，如圖10D中所示，利用布置在金屬化區(qū)119與金屬層115之間 的導(dǎo)電接合材料152將具有接合到其的玻璃襯底140的半導(dǎo)體芯片110放置在半導(dǎo)體襯底 150的金屬層151上。當(dāng)導(dǎo)電接合材料152是焊料時(shí)，可以在將金屬化區(qū)119與焊料152接 觸之前加熱焊料。然后在足以熔化焊料的升高的溫度下執(zhí)行該聚集?？商娲?，例如當(dāng)焊 料152被施加為糊料時(shí)，在將金屬化區(qū)119與焊料糊料接觸之后加熱焊料。
[0152] 當(dāng)導(dǎo)電接合材料152是導(dǎo)電液體粘合劑時(shí)，該粘合劑在使金屬化區(qū)119與導(dǎo)電液 體粘合劑接觸時(shí)仍然是液體的。
[0153] 當(dāng)利用布置在其間的導(dǎo)電接合材料152聚集金屬化區(qū)119和金屬層151時(shí)，可以 施加壓力以確保使具有其金屬化區(qū)119的半導(dǎo)體芯片110與導(dǎo)電接合材料152和金屬層 151緊密接觸。如圖10D中所示，導(dǎo)電接合材料152的一部分可能被擠壓出接觸區(qū)域，該接 觸區(qū)域由玻璃襯底140和金屬化區(qū)119的橫向延伸來(lái)限定。該擠壓也稱為滲出。導(dǎo)電接合 材料152的被擠壓出接觸區(qū)域的部分也部分地接觸玻璃襯底140的外部橫向側(cè)。然而，玻 璃襯底140提供導(dǎo)電接合材料152的非可濕表面，使得玻璃襯底140的外部橫向側(cè)典型地 不被導(dǎo)電接合材料152弄濕。作為結(jié)果，導(dǎo)電接合材料152不向上移動(dòng)到半導(dǎo)體芯片110。 除此之外，玻璃襯底140充當(dāng)金屬層151與半導(dǎo)體芯片110之間的間隔物，還使得導(dǎo)電接合 材料152保持與半導(dǎo)體芯片110間隔開(kāi)。
[0154] 這里應(yīng)當(dāng)注意，應(yīng)當(dāng)選擇施加在金屬化區(qū)119或金屬層151上的導(dǎo)電接合材料152 的量，使得導(dǎo)電接合材料152不被施加得太過(guò)量。典型地，針對(duì)給定半導(dǎo)體芯片110施加的 導(dǎo)電接合材料152的量基本上對(duì)應(yīng)于由玻璃襯底140中剩余腔限定的體積，如圖10B中所 示。在實(shí)施例中，導(dǎo)電接合材料152的量超過(guò)由玻璃襯底140中剩余腔限定的體積不多于 30%。導(dǎo)電接合材料152的主要部分保持在形成在玻璃襯底140中的金屬化區(qū)119之下的 腔中。
[0155] 玻璃襯底140的存在防止了以下情況：作為焊料或?qū)щ娨后w粘合劑的導(dǎo)電接合材 料152可能到達(dá)半導(dǎo)體芯片110的橫向邊緣，并且可能弄濕半導(dǎo)體芯片110的在第二側(cè)112 之上的橫向邊緣。在沒(méi)有支撐玻璃襯底140的情況下，半導(dǎo)體芯片110可能經(jīng)歷此類弄濕。 這結(jié)合圖11A和11B來(lái)描述。
[0156] 圖11A示出半導(dǎo)體器件200,其包括具有第一側(cè)211和第二側(cè)212的半導(dǎo)體芯片 210。如結(jié)合圖10A至10D的實(shí)施例所描述的，摻雜區(qū)230形成在第一側(cè)211處。種子層217 形成在第二側(cè)212上并且被金屬化區(qū)219覆蓋。當(dāng)如上所描述的那樣使半導(dǎo)體器件200與 載體襯底150接觸時(shí)，諸如熔化的焊料的液體導(dǎo)電接合材料152可能如上所描述的那樣被 擠壓出半導(dǎo)體器件200與載體襯底150之間的接觸區(qū)域。"擠壓出的"或"滲出的"導(dǎo)電接 合材料152可能容易弄濕金屬化區(qū)219的橫向表面，并且可能朝半導(dǎo)體芯片210蔓延。當(dāng) 導(dǎo)電接合材料152還弄濕半導(dǎo)體芯片210時(shí)，導(dǎo)電接合材料152可能蔓延直到半導(dǎo)體芯片 210的第一側(cè)211，這可能導(dǎo)致短路的器件。這在由圓圈205標(biāo)記的區(qū)中示出。
[0157] 除了短路之外，與半導(dǎo)體芯片210的半導(dǎo)體材料的橫向邊緣直接接觸的焊料的焊 料成分還可能擴(kuò)散到半導(dǎo)體材料中。這可能影響半導(dǎo)體芯片210的摻雜區(qū)的摻雜特性或者 可能導(dǎo)致機(jī)械斷裂。例如，當(dāng)銅擴(kuò)散到硅中時(shí)，形成CuSi相，由于它們的體積膨脹，其導(dǎo)致 半導(dǎo)體芯片210的半導(dǎo)體材料中的破裂。
[0158] 盡管金屬化區(qū)219在圖11A中被示出為相當(dāng)薄，但是對(duì)于較厚金屬化區(qū)219而言 仍存在弄濕半導(dǎo)體芯片210的橫向邊緣的該風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)閷?dǎo)電接合材料152不經(jīng)歷任何蔓延 阻擋。與此不同的是，玻璃芯片140提供此類阻擋，因?yàn)椴Ａбr底140未被導(dǎo)電接合材料 152弄濕。此外，玻璃襯底140提供在金屬化區(qū)119之下的腔，其中，導(dǎo)電接合材料152的主 要部分被保持和防止?jié)B出。非可濕玻璃襯底140確保被擠壓出接觸區(qū)的導(dǎo)電接合材料152 不接觸玻璃襯底140的橫向表面，并因此不能朝半導(dǎo)體芯片110蔓延。
[0159] 即使當(dāng)半導(dǎo)體芯片110橫向移動(dòng)時(shí)，例如在聚集期間，玻璃襯底140也可靠地防止 導(dǎo)電接合材料152與半導(dǎo)體芯片110的橫向邊緣之間的接觸。玻璃襯底140確保在導(dǎo)電接 合材料152與半導(dǎo)體芯片110之間保留有足夠空間。
[0160] 如上文所描述的，利用布置在其間的導(dǎo)電接合材料152將半導(dǎo)體芯片110與載體 襯底150聚集典型地包括升高溫度以熔化焊料或者固化導(dǎo)電液體粘合劑。在冷卻之后，焊 料凝固。作為結(jié)果，金屬層151與金屬化區(qū)119之間的牢固的機(jī)械和電連接通過(guò)凝固的導(dǎo) 電接合材料152來(lái)形成。
[0161] 在圖10D中示出了最終結(jié)構(gòu)，其包括半導(dǎo)體芯片110、接合到半導(dǎo)體芯片110的第 二側(cè)112的玻璃襯底140,并且玻璃襯底140包括暴露半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112的區(qū)域 的至少一個(gè)開(kāi)口 141，在該意義上，該區(qū)域不被玻璃襯底140覆蓋。金屬化區(qū)119布置在玻 璃襯底140的開(kāi)口 141中，并且以玻璃襯底140面對(duì)載體襯底150的方式來(lái)電接觸半導(dǎo)體 芯片110的第二側(cè)112。金屬化區(qū)119典型地僅部分填充開(kāi)口 141。開(kāi)口 141的剩余部分 由導(dǎo)電接合材料152來(lái)填充。玻璃襯底140具有厚度de，而金屬化區(qū)119具有厚度d M，其中 de彡dM。通過(guò)載體襯底150的金屬層151與金屬化區(qū)119之間的導(dǎo)電接合材料152來(lái)形 成牢固的機(jī)械和電連接。導(dǎo)電接合材料152還可以與玻璃襯底140的下側(cè)接觸，并且與玻 璃襯底140的橫向側(cè)面部分接觸，如圖10D中所示。
[0162] 參照?qǐng)D12A至12D，描述了進(jìn)一步的實(shí)施例。與圖10A至10D的實(shí)施例類似，半導(dǎo) 體器件101包括具有第一和第二側(cè)111、112的半導(dǎo)體芯片110,摻雜區(qū)130形成在第一側(cè) 111處。半導(dǎo)體芯片110利用其第二側(cè)接合在包括至少一個(gè)開(kāi)口 141的玻璃襯底140的接 合表面142上。開(kāi)口 141使半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112的區(qū)域不被覆蓋，S卩，該區(qū)域被暴 露。開(kāi)口 141填充有金屬化區(qū)119,金屬化區(qū)119覆蓋有活性金屬層120。在金屬化區(qū)119 與半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112之間，可以形成種子或阻擋層117。金屬化區(qū)119可以包括 銅或包括銅作為主要成分的合金?；钚越饘賹?20可以包括錫或包括錫作為主要成分的合 金。
[0163] 玻璃襯底140具有厚度de，并且金屬化區(qū)119和活性金屬層120 -起具有厚度dM。 在該實(shí)施例中，厚度和dM服從以下關(guān)系de < dM，即，金屬化區(qū)119和活性金屬層120 - 起的厚度至少與玻璃襯底140的厚度一樣大。根據(jù)實(shí)施例，de〈 dM。
[0164] 使半導(dǎo)體器件101與包括金屬層251的載體襯底250接觸。金屬層251可以由銅 或包括銅作為主要成分的銅合金制成。當(dāng)聚集半導(dǎo)體器件101和載體襯底250時(shí)，活性金 屬層120與載體襯底250的金屬層251接觸。在施加壓力和熱以將活性金屬層120、金屬層 251和金屬化區(qū)119帶到足夠高的溫度時(shí)，活性金屬層120、金屬層251和金屬化區(qū)119經(jīng) 受擴(kuò)散焊接，其產(chǎn)生典型的共晶（eutective)金屬間相（MP) 121。在銅作為金屬層251和 金屬化區(qū)119的主要成分并且錫作為活性金屬層120的主要成分的情況下，金屬間相121 是 CuSn〇
[0165] 圖12C示出了其中Sn到金屬層251中的擴(kuò)散僅在玻璃襯底140的開(kāi)口 141內(nèi)發(fā) 生的情況。在該情況下，通過(guò)玻璃襯底140來(lái)限制金屬間相121。
[0166] 圖12D示出了其中Sn還擴(kuò)散到金屬層251的與開(kāi)口 141橫向相鄰的區(qū)的情況。由 于Sn的擴(kuò)散，這些區(qū)中的熔化溫度下降(共晶)，并且這些區(qū)熔化。因此，遵守與在圖10A至 10D的軟焊料情況下類似的焊接輪廓。然而，即使在該情況下，玻璃襯底140也可靠地防止 金屬間相121的熔化的區(qū)與半導(dǎo)體芯片110之間的接觸。
[0167] 還是在擴(kuò)散焊接的情況下，玻璃襯底140的厚度de大于最終結(jié)構(gòu)中的金屬化區(qū) 119的厚度。
[0168] 圖13A和13B示出了其中在沒(méi)有接合到半導(dǎo)體器件201的半導(dǎo)體芯片210的玻璃 襯底的情況下執(zhí)行擴(kuò)散接合的情況。半導(dǎo)體芯片210也具有第一側(cè)211和摻雜區(qū)230在其 處形成的第二側(cè)212。種子層217、金屬化區(qū)219和活性金屬層220以該順序形成在半導(dǎo)體 芯片210的第二側(cè)212上。
[0169] 當(dāng)在壓力下并且在升高的溫度下利用其活性金屬層220使半導(dǎo)體芯片210與載體 襯底250的金屬層251接觸時(shí)，擴(kuò)散接合發(fā)生，這導(dǎo)致金屬間相221，如圖13B中所示。因?yàn)?不存在非可濕的玻璃襯底，所以金屬間相221的熔化的區(qū)可以與半導(dǎo)體芯片210的橫向邊 緣接觸，如上文所描述的并且如在206處所指示的。
[0170] 可以通過(guò)將玻璃襯底140用作半導(dǎo)體芯片110的載體材料來(lái)提供上面的問(wèn)題。玻 璃襯底140保持接合在半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)上。
[0171] 因此，提供了一種方法，其包括提供半導(dǎo)體芯片110,半導(dǎo)體芯片110具有第一側(cè) 111、與第一側(cè)111相對(duì)的第二側(cè)112、接合到半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112并且包括暴露半 導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112的區(qū)域的至少一個(gè)開(kāi)口 141的玻璃襯底140、以及布置在玻璃襯 底140的開(kāi)口 141中并且電接觸半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112的金屬化區(qū)119。金屬化區(qū) 119典型地完全覆蓋在開(kāi)口 141中暴露的第二側(cè)112。
[0172] 在進(jìn)一步的工藝中，利用接合的玻璃襯底140將半導(dǎo)體芯片110帶到載體襯底150 的金屬層151上。載體襯底150的金屬層151與金屬化區(qū)119之間的牢固的機(jī)械和電連接 被形成。
[0173] 這導(dǎo)致產(chǎn)生半導(dǎo)體器件，其包括半導(dǎo)體芯片110、接合到半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè) 112并且包括至少一個(gè)開(kāi)口 141的玻璃襯底140,該至少一個(gè)開(kāi)口 141使半導(dǎo)體芯片110的 第二側(cè)112的區(qū)域未被玻璃襯底140覆蓋。金屬化區(qū)119布置在玻璃襯底140的開(kāi)口 141 中并且電接觸半導(dǎo)體芯片110的第二側(cè)112。在載體襯底150的金屬層151與金屬化區(qū)119 之間形成牢固的機(jī)械和電連接121、152?？梢酝ㄟ^(guò)焊料、導(dǎo)電粘合劑以及共晶金屬間相中的 一個(gè)來(lái)形成載體襯底150的金屬層151與金屬化區(qū)119之間的牢固的機(jī)械和電連接121、 152。此外，主要在玻璃襯底140的開(kāi)口 141內(nèi)形成載體襯底150的金屬層151與金屬化區(qū) 119之間的牢固的機(jī)械和電連接121、152。
[0174] 在下文中，一般地描述進(jìn)一步的實(shí)施例。
[0175] 根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括：提供具有第一表面和與第一 表面相對(duì)的第二表面的半導(dǎo)體晶片，半導(dǎo)體晶片包括多個(gè)摻雜區(qū)和金屬焊盤，其被布置在 第一表面上或在第一表面處；提供具有接合表面以及在接合表面處的腔和開(kāi)口中的至少一 個(gè)的第一玻璃襯底；利用其接合表面將第一玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片的第一表面，使得 一個(gè)或多個(gè)金屬焊盤布置在第一玻璃襯底的相應(yīng)的腔或開(kāi)口內(nèi)；對(duì)半導(dǎo)體晶片的第二表面 進(jìn)行機(jī)器加工；在半導(dǎo)體晶片的經(jīng)機(jī)器加工的第二表面上形成至少一個(gè)金屬化區(qū)；以及切 割半導(dǎo)體晶片和第一玻璃襯底以獲得單獨(dú)的半導(dǎo)體器件。
[0176] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括通過(guò)陽(yáng)極接合、粘合劑接合、融合接合以及玻璃漿料 接合中的至少一個(gè)來(lái)將第一玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片的第一表面。
[0177] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括對(duì)第一玻璃襯底進(jìn)行機(jī)器加工以暴露所述腔。
[0178] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括在形成金屬化區(qū)之前，在半導(dǎo)體晶片的第二表面上 形成金屬種子層。
[0179] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括提供具有開(kāi)口的第二玻璃襯底；將第二玻璃襯底接 合到半導(dǎo)體晶片的第二表面；以及用金屬或金屬化合物來(lái)填充第二玻璃襯底的開(kāi)口以形成 相應(yīng)的金屬化區(qū)。
[0180] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括提供具有接合表面和在接合表面處的腔的第二玻璃 襯底；利用其接合表面將第二玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片的第二表面；對(duì)第二玻璃襯底進(jìn) 行機(jī)器加工以暴露所述腔；以及用金屬或金屬化合物來(lái)填充第二玻璃襯底的所暴露的腔以 形成相應(yīng)的金屬化區(qū)。
[0181] 根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)噴鍍、糊狀涂覆和印刷中的至少一個(gè)來(lái)形成金屬化。
[0182] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括：沿著預(yù)定斷裂線在第一玻璃襯底中提供溝槽；以 及沿著溝槽通過(guò)斷裂來(lái)切割半導(dǎo)體晶片和第一玻璃襯底。
[0183] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括：沿著預(yù)定斷裂線在第二玻璃襯底中提供溝槽；以 及沿著溝槽通過(guò)斷裂來(lái)切割半導(dǎo)體晶片、第一玻璃襯底和第二玻璃襯底。
[0184] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括：將單獨(dú)的半導(dǎo)體器件固定在具有至少一個(gè)接合焊 盤的相應(yīng)的載體襯底上；在金屬焊盤與載體襯底的相應(yīng)的接合焊盤或多個(gè)接合焊盤之間形 成相應(yīng)的線接合；以及將固定到相應(yīng)的載體襯底的半導(dǎo)體器件封裝在絕緣材料中。
[0185] 根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括：提供具有第一表面和與第一 表面相對(duì)的第二表面的半導(dǎo)體晶片，半導(dǎo)體晶片包括多個(gè)摻雜區(qū)和金屬焊盤，其被布置在 第一表面上或在第一表面處；提供具有接合表面以及在接合表面處形成的腔的第一玻璃襯 底；利用其接合表面將第一玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片的第一表面，使得金屬焊盤布置在 第一玻璃襯底的相應(yīng)的腔內(nèi)；提供具有接合表面以及在接合表面處形成的腔的第二玻璃襯 底；利用其接合表面將第二玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片的第二表面；對(duì)第二玻璃襯底進(jìn)行 機(jī)器加工以暴露所述腔；通過(guò)噴鍍、糊狀涂覆和印刷中的至少一個(gè)來(lái)在第二玻璃襯底的所 暴露的腔內(nèi)形成金屬化區(qū)；以及切割半導(dǎo)體晶片、第一玻璃襯底和第二玻璃襯底以獲得單 獨(dú)的半導(dǎo)體器件。
[0186] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括在接合第二玻璃襯底之前對(duì)半導(dǎo)體晶片的第二表面 進(jìn)行機(jī)器加工以減小半導(dǎo)體晶片的厚度。
[0187] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括在接合第二玻璃襯底之后對(duì)第一玻璃襯底進(jìn)行機(jī)器 加工以暴露所述腔。
[0188] 根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括：提供半導(dǎo)體晶片和接合到半 導(dǎo)體晶片的玻璃襯底，其中，玻璃襯底具有多個(gè)開(kāi)口以暴露半導(dǎo)體晶片的表面部分，所述開(kāi) 口限定金屬化區(qū)；用金屬或金屬化合物來(lái)填充玻璃襯底的開(kāi)口以形成金屬化區(qū)；以及切割 半導(dǎo)體晶片和玻璃襯底以獲得單獨(dú)的半導(dǎo)體器件。
[0189] 根據(jù)實(shí)施例，半導(dǎo)體襯底包括第一表面、第二表面、多個(gè)摻雜區(qū)以及金屬焊盤，其 中，金屬焊盤布置在第一表面上，并且其中，玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片的第二表面。
[0190] 根據(jù)實(shí)施例，玻璃襯底包括接合表面和在接合表面處形成的多個(gè)腔，并且其中，玻 璃襯底利用其接合表面接合到半導(dǎo)體晶片。所述方法還包括：對(duì)玻璃襯底進(jìn)行機(jī)器加工以 暴露所述腔來(lái)在玻璃襯底中形成開(kāi)口；以及用金屬或金屬化合物來(lái)填充玻璃襯底中的開(kāi)口 以形成金屬化區(qū)。
[0191] 根據(jù)實(shí)施例，所述方法還包括沿著預(yù)定斷裂線在玻璃襯底中提供溝槽；以及通過(guò) 沿溝槽斷裂來(lái)切割半導(dǎo)體晶片和玻璃襯底。
[0192] 根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括：提供半導(dǎo)體晶片；提供玻璃 襯底；沿著預(yù)定斷裂線在玻璃襯底中形成溝槽；將玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片；以及通過(guò) 沿溝槽斷裂來(lái)切割半導(dǎo)體晶片和玻璃襯底。
[0193] 根據(jù)實(shí)施例，溝槽是在玻璃襯底接合到半導(dǎo)體晶片之后形成的。
[0194] 根據(jù)實(shí)施例，玻璃襯底包括暴露半導(dǎo)體晶片的部分的開(kāi)口，其中，金屬化區(qū)形成在 開(kāi)口中。
[0195] 根據(jù)實(shí)施例，玻璃襯底包括面對(duì)半導(dǎo)體晶片的腔。所述方法還包括：對(duì)玻璃襯底進(jìn) 行機(jī)器加工以暴露所述腔來(lái)在玻璃襯底中形成開(kāi)口；以及用金屬或金屬化合物來(lái)填充由此 形成的開(kāi)口以形成金屬化區(qū)。
[0196] 根據(jù)實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件包括：至少兩個(gè)端子；半導(dǎo)體襯底，其具有第一表面 和第二表面，半導(dǎo)體襯底包括至少一個(gè)摻雜區(qū)和布置在第一表面上的金屬焊盤；第一玻璃 襯底，其具有至少一個(gè)開(kāi)口，第一玻璃襯底接合到半導(dǎo)體襯底的第一表面，使得金屬焊盤布 置在第一玻璃襯底的開(kāi)口中；第二玻璃襯底，其具有至少一個(gè)開(kāi)口，第二玻璃襯底接合到半 導(dǎo)體襯底的第二表面；在半導(dǎo)體襯底的第二表面上的至少一個(gè)金屬化區(qū)，所述金屬化區(qū)填 充第二玻璃襯底的開(kāi)口。
[0197] 根據(jù)實(shí)施例，第一玻璃襯底、第二玻璃襯底以及半導(dǎo)體襯底形成共同的橫向表面。
[0198] 根據(jù)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件還包括載體襯底，其具有至少一個(gè)接合焊盤和接合線連 接，所述接合線連接將半導(dǎo)體襯底的第一表面上的金屬焊盤與載體襯底的接合焊盤電連 接。
[0199] 應(yīng)當(dāng)理解，除非另外特別指出，否則本文描述的各種示例實(shí)施例的特征可以彼此 組合。
[0200] 盡管已經(jīng)在本文圖示和描述了特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的是， 多種替代和/或等效實(shí)施方式可以替換所圖示和描述的特定實(shí)施例，而不會(huì)脫離本發(fā)明的 范圍。本申請(qǐng)意圖涵蓋對(duì)本文討論的特定實(shí)施例的任何修改或變型。因此，本發(fā)明意圖僅 由權(quán)利要求及其等同物來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的方法，包括： 提供包括第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片、接合到半導(dǎo)體芯片的第二側(cè) 并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯片 的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆 蓋； 提供包括金屬層的載體襯底； 將導(dǎo)電接合材料帶到載體襯底的金屬層和玻璃襯底的開(kāi)口中的金屬化區(qū)中的至少一 個(gè)上； 使用布置在金屬化區(qū)和金屬層之間的導(dǎo)電接合材料來(lái)將具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo) 體芯片放置在載體襯底的金屬層上；以及 通過(guò)導(dǎo)電接合材料在金屬層與金屬化區(qū)之間形成牢固的機(jī)械和電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，玻璃襯底具有大于金屬化區(qū)的厚度的給定厚度，使 得玻璃襯底中的開(kāi)口未完全填充有金屬化區(qū)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，金屬化區(qū)包括銅或包括銅作為主要成分的合金。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，由與金屬化區(qū)的材料不同的材料制成的種子層被 形成在金屬化區(qū)與半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，導(dǎo)電接合材料是焊料，其中，所述方法還包括： 將焊料帶到金屬層的區(qū)上； 加熱焊料直到焊料熔化以覆蓋金屬層的區(qū)為止；以及 冷卻熔化的焊料以在金屬層與金屬化區(qū)之間提供牢固的機(jī)械和電連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，導(dǎo)電接合材料是導(dǎo)電液體粘合劑，其中，所述方法 還包括： 將導(dǎo)電粘合劑帶到金屬層的區(qū)上；以及 將導(dǎo)電粘合劑固化以在金屬層與金屬化區(qū)之間提供牢固的機(jī)械和電連接。
7. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，將導(dǎo)電粘合劑固化包括加熱導(dǎo)電粘合劑。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，玻璃襯底具有厚度de，并且金屬化區(qū)具有厚度dM， 其中d M < dc。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，提供半導(dǎo)體芯片包括： 提供半導(dǎo)體晶片，其包括多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)，每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)限定半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體晶片包 括第一側(cè)和與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，并且提供包括接合表面和多個(gè)開(kāi)口的玻璃晶片，其中， 玻璃晶片使用其接合表面接合到半導(dǎo)體晶片的第二側(cè)，使得玻璃晶片中的開(kāi)口中的相應(yīng)的 一個(gè)開(kāi)口與半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體區(qū)中的相應(yīng)的一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)對(duì)齊，以暴露半導(dǎo)體晶片的第 二側(cè)的相應(yīng)區(qū)域； 用金屬至少部分地填充玻璃襯底中的開(kāi)口以形成相應(yīng)的金屬化區(qū)；以及 切割半導(dǎo)體晶片和玻璃晶片以獲得單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包括： 在使用金屬填充玻璃晶片的開(kāi)口之前，在半導(dǎo)體晶片的第二側(cè)上形成由與金屬化區(qū)不 同的材料制成的種子層。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，填充開(kāi)口包括： 通過(guò)噴鍍、印刷和糊狀涂覆中的至少一個(gè)來(lái)使用金屬填充開(kāi)口。
12. -種用于焊接半導(dǎo)體芯片的方法，包括： 提供包括第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片、接合到半導(dǎo)體芯片的第二側(cè) 并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯片 的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆 蓋，所述金屬化區(qū)被活性金屬層覆蓋； 將具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo)體芯片壓在載體襯底的金屬層的區(qū)上，使得活性金屬層 與所述金屬層接觸；以及 加熱壓在金屬層上的半導(dǎo)體芯片。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，玻璃襯底具有厚度de，并且金屬化區(qū)和活性金屬 層一起具有厚度d M，其中de < dM。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，金屬化區(qū)包括銅或包括銅作為主要成分的合金。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，活性金屬層包括錫或包括錫作為主要成分的合 金。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，由與金屬化區(qū)的材料不同的材料制成的種子層 被形成在金屬化區(qū)與半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)之間。
17. -種用于將半導(dǎo)體芯片連接到載體襯底的金屬層的方法，包括： 提供包括第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片、接合到半導(dǎo)體芯片的第二側(cè) 并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，以及布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯片 的第二側(cè)的金屬化區(qū)，所述至少一個(gè)開(kāi)口使半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆 蓋； 將具有接合的玻璃襯底的半導(dǎo)體芯片帶到載體襯底的金屬層上；以及 在載體襯底的金屬層與金屬化區(qū)之間形成牢固的機(jī)械和電連接。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成牢固的機(jī)械和電連接包括將金屬化區(qū)焊接 到載體襯底的金屬層。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，載體襯底是引線框架和直接銅接合襯底之一。 2〇. -種半導(dǎo)體器件，包括： 包括第一側(cè)和與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片； 接合到半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)并且包括至少一個(gè)開(kāi)口的玻璃襯底，所述至少一個(gè)開(kāi)口使 半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的區(qū)域不被玻璃襯底覆蓋； 布置在玻璃襯底的開(kāi)口中并且電接觸半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)的金屬化區(qū)； 包括金屬層的載體襯底；以及 在載體襯底的金屬層與金屬化區(qū)之間的牢固的機(jī)械和電連接。
21. 如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其中，載體襯底是引線框架和直接銅接合襯底 之一。
22. 如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其中，在載體襯底的金屬層與金屬化區(qū)之間的 牢固的機(jī)械和電連接是通過(guò)焊料、導(dǎo)電粘合劑以及共晶金屬間相之一來(lái)形成的。
23. 如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其中，玻璃襯底具有厚度de，并且金屬化區(qū)具有 厚度dM，其中d c > dM。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104112729SQ201410156717
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月18日
【發(fā)明者】G.拉克納, M.奧托維茨, K.施雷特林格, C.馮科布林斯基 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司