半导体器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种半导体器件。本实用新型专利技术的一方面的目的是提供一种节省成本的半导体器件。半导体器件包括：第一衬底；第二衬底；在所述第一衬底上方形成的第一导电层；在所述第二衬底上方形成的第二导电层，其中所述第二衬底邻近所述第一衬底设置；以及跨所述第一衬底的所述第一导电层和所述第二衬底的所述第二导电层而形成的互连件。本实用新型专利技术的一方面的技术效果是所提供的半导体器件是节省成本的。

【技术实现步骤摘要】
要求本国优先权本申请要求由FrancisJ.CARNEY和MichaelJ.SEDDON专利技术的、提交于2015年9月17日的名称为“SEMICONDUCTORPACKAGESANDMETHODS”(半导体封装件及制造方法)的美国临时申请No.62/219,666的权益，该临时申请以引用方式并入本文，并且据此要求该申请的共同主题的优先权。
本技术总体涉及半导体器件，更具体地讲涉及半导体器件和形成微互连结构的方法。
技术介绍
半导体器件在现代电子产品中很常见。电子部件中半导体器件的数量和密度各不相同。半导体器件可执行多种多样的功能，诸如模数信号处理、传感器、电磁信号的发送和接收、电子器件控制、功率管理以及音频/视频信号处理。分立半导体器件通常包含一种类型的电子部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、二极管、整流器、晶闸管以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包括数百至数百万的电子部件。集成半导体器件的例子包括微控制器、专用集成电路(ASIC)、标准逻辑、放大器、时钟管理、存储器、接口电路以及各种信号处理电路。半导体器件的重要部分是半导体管芯之间的互连结构所需的区域。图1示出了已知的管芯间互连构造，其中半导体管芯50与半导体管芯52相邻(但隔开)设置。焊丝54在半导体管芯50的有源表面58上的接触垫56和半导体管芯52的有源表面62上的接触垫60之间提供电互连。要使焊丝54形成和成形，需要半导体管芯50和52之间隔开距离D1，还需要隔开专门的边缘间距D2。另外，半导体管芯通常预留专门的边缘空间，该专门的边缘空间在进行锯片改造时用作划道栅格，在划片街区(sawstreet)的裂痕扩散时用作裂痕止沟，或者在划片街区开裂时用于密封管芯边缘，最终防止水分进入有源区附近。管芯边缘空间的要求仍然不清楚。人们希望减小电互连所需的专门的边缘间距，以便尽量增大有源管芯区域，从而为给定半导体封装件提供信号处理功能，同时减小半导体封装件的总体占用面积。本领域已经使用管芯堆叠技术来尽量减小半导体封装件占用面积，管芯堆叠对低功率技术(例如，存储器器件)有用。然而，热耗散和应力过度是堆叠管芯存在的问题，尤其是对于功率MOSFET和集成驱动器。管芯间互连的另一常见方法是使用硅通孔(TSV)，但硅通孔的制造成本极高。
技术实现思路
本技术的一方面的目的是提供一种节省成本的半导体器件。本技术的至少一方面涉及一种半导体器件，其特征在于，包括：第一衬底；第二衬底；在所述第一衬底上方形成的第一导电层；在所述第二衬底上方形成的第二导电层，其中所述第二衬底邻近所述第一衬底设置；以及跨所述第一衬底的所述第一导电层和所述第二衬底的所述第二导电层而形成的互连件。优选地，所述第一衬底的第一侧表面和所述第一导电层接触所述第二衬底的第一侧表面和所述第二导电层。优选地，所述第一导电层沿所述第一衬底的所述第一侧表面向下形成，并且所述第二导电层沿所述第二衬底的所述第一侧表面向下形成。优选地，半导体器件还包括：所述第一衬底的所述第一侧表面的外延部；以及所述第二衬底的所述第一侧表面的凹陷部，其中所述外延部被设置到所述凹陷部中，以联锁所述第一衬底和所述第二衬底。优选地，所述第一导电层在所述外延部上方延伸，并且所述第二导电层延伸到所述凹陷部中。优选地，半导体器件还包括邻近所述第一衬底设置的第三衬底，其中所述第三衬底的侧表面接触所述第一衬底的侧表面。优选地，所述第一衬底包括多边形形状。优选地，所述第一衬底包括第一半导体管芯，并且所述第二衬底包括第二半导体管芯。优选地，所述第一导电层接触所述第二导电层。本技术的至少一方面涉及一种半导体器件，其特征在于，包括：第一半导体管芯；第二半导体管芯；在所述第一半导体管芯上方形成的第一导电层；以及在所述第二半导体管芯上方形成的第二导电层，其中所述第二半导体管芯邻近所述第一半导体管芯设置，其中所述第一半导体管芯的第一侧表面和所述第一导电层接触所述第二半导体管芯的第一侧表面和所述第二导电层。本技术的一方面的技术效果是所提供的半导体器件是节省成本的。附图说明图1示出了相邻半导体管芯之间的常见焊丝互连结构；图2a至图2d示出了具有多个由划片街区隔开的半导体管芯的半导体晶圆；图3a至图3d示出了在具有接触侧表面的相邻半导体管芯之间形成管芯间互连的工艺；图4a至图4b示出了沿半导体管芯的侧表面垂直向下形成导电层；图5a至图5c示出了在半导体管芯的侧表面上形成导电外延部和凹陷部；图6a至图6b示出了在半导体管芯的侧表面上形成具有角形轮廓的导电外延部和凹陷部；图7a至图7b示出了在半导体管芯具有导电外延部和凹陷部的多个侧面上的管芯间互连；图8示出了具有角形侧表面的半导体管芯的管芯间互连；图9示出了矩形封装件中的多个半导体管芯的管芯间互连；图10示出了六边形封装件中的多个半导体管芯的管芯间互连；以及图11示出了衬底上的成对半导体管芯的管芯间互连。具体实施方式下文参照附图描述了一个或多个实施方案，其中同样的数字代表相同或相似的元件。虽然为了实现某些目标而按照最佳方式描述附图，但该描述意在覆盖可包括在本公开内容的精神和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。本文所用的术语“半导体管芯”是指该词语的单数和复数形式，因此可指代单个半导体器件和多个半导体器件。半导体器件一般采用两种复杂的制造工艺来制造：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个管芯。晶圆上的每个管芯包括有源电子部件和无源电子部件，有源电子部件和无源电子部件电连接以形成功能电路。有源电子部件诸如晶体管和二极管具有控制电流流动的能力。无源电子部件(例如，电容器、电感器和电阻器)形成执行电路功能所必需的电压电流关系。后端制造是指将成品晶圆分割或切割成单独的半导体管芯，并封装半导体管芯以实现结构支撑、电互连和环境隔离。使用等离子蚀刻、激光切割工具或锯片沿晶圆的非功能区(称为划片街区或划道)对晶圆进行切割。在切割后，单独半导体管芯被安装至封装衬底，该封装衬底包括用于与其他系统部件互连的引脚或接触焊盘。然后将形成在半导体管芯上方的接触焊盘连接至封装件内的接触焊盘。电连接可利用导电层、凸块、柱状凸块、导电膏或焊丝形成。密封剂或其他模制材料沉积在封装件上方，以提供物理支撑和电绝缘隔离。然后，将成品封装件插入到电系统中，半导体器件的功能便可提供给其他系统部件使用。图2a示出具有基极衬底材料102诸如硅、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓、氮化镓、磷化铟、碳化硅或其他基体半导体材料以提供结构支撑的半导体晶圆100。多个半导体管芯或部件104形成在晶圆100上，通过无源的管芯间晶圆区域或者说锯道106隔开，如上所述。划片街区106提供用以将半导体晶圆100切割成单独半导体管芯104的切割区域。在一个实施方案中，半导体晶圆100的宽度或直径为100-450毫米(mm)，厚度为50-100微米(μm)或15-250μm。图2b示出了半导体晶圆100的一部分的剖视图。每个半导体管芯104具有背面或非有源表面108以及有源表面或有源区110，有源表面或有源区包括模拟电路或数字电路，所述模拟电路或数字电路的具体实施形式是在管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，包括：第一衬底；第二衬底；在所述第一衬底上方形成的第一导电层；在所述第二衬底上方形成的第二导电层，其中所述第二衬底邻近所述第一衬底设置；以及跨所述第一衬底的所述第一导电层和所述第二衬底的所述第二导电层而形成的互连件。

【技术特征摘要】
2015.09.17 US 62/219,666;2016.07.25 US 15/218,9741.一种半导体器件，其特征在于，包括：第一衬底；第二衬底；在所述第一衬底上方形成的第一导电层；在所述第二衬底上方形成的第二导电层，其中所述第二衬底邻近所述第一衬底设置；以及跨所述第一衬底的所述第一导电层和所述第二衬底的所述第二导电层而形成的互连件。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一衬底的第一侧表面和所述第一导电层接触所述第二衬底的第一侧表面和所述第二导电层。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导电层沿所述第一衬底的所述第一侧表面向下形成，并且所述第二导电层沿所述第二衬底的所述第一侧表面向下形成。4.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，还包括：所述第一衬底的所述第一侧表面的外延部；以及所述第二衬底的所述第一侧表面的凹陷部，其中所述外延部被设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·J·卡尔尼，J·W·霍尔，M·J·塞登，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US