半导体器件制造技术

本公开涉及一种半导体器件，其包括具有金属化侧壁的裸片，其中将连续金属层施加至晶片的背侧的每一边缘。在所述背侧中形成的多个沟道的底部处切割所述晶片以产生单独的裸片，所述单独的裸片分别具有作为所述裸片的侧壁的一部分的凸缘，并且包括被所述金属层覆盖的部分。当将单独的裸片耦合至裸片焊盘时，半导电胶水将在所述侧壁上的所述金属层和所述裸片的背侧粘附至所述裸片焊盘，从而减少沿着所述裸片的侧面的层离的风险。所述凸缘还通过用作防止所述胶水粘附爬升到所述裸片的所述侧壁的障碍，来防止所述胶水接触所述裸片的所述有源侧。

semiconductor device

The present disclosure relates to a semiconductor device, which includes a bare sheet with metallized sidewalls, wherein a continuous metal layer is applied to each edge of the wafer's back. The wafer is cut at the bottom of the plurality of channels formed in the back side to produce separate bare pieces, and the separate bare pieces have a flange which is part of the side wall of the bare piece, and includes the part covered by the metal layer. When a single bare piece is coupled to a bare plate, the semi conductive glue will adhere to the bare sheet metal layer on the side wall and the back side of the bare piece, thereby reducing the risk of the layer separation along the side of the bare piece. The flange is also used as an obstacle to prevent the glue that adheres to the side wall of the bare piece to prevent the glue from touching the active side of the bare piece.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件
本公开涉及一种半导体器件，其包括具有背侧和部分侧壁被连续金属层覆盖的裸片，以便改进在该裸片与烧结的半导电胶水之间的粘附作用。
技术介绍
半导体封装件的制造通常通过生产具有有源侧和背侧的硅片开始。通过各种工艺在有源侧上形成多个裸片。然后将晶片切割成单独的裸片，并且通过使用在裸片背侧与裸片焊盘之间的裸片粘合剂来将各个裸片耦合至在其背侧上的裸片焊盘，而将有源侧耦合至多个电子信号线和电压端子。然后将包封物用于覆盖组合的裸片和裸片焊盘以产生半导体封装件。当将裸片贴附至裸片焊盘时，使用烧结过程来产生半导体胶水和裸片焊盘之间的金属间粘合能够提供比裸片贴附薄膜或者标准胶水更好的电学特性和热学特性。然而，烧结过程在最终的半导体封装件中产生两个严重的问题。首先，当使用烧结过程时，胶水不粘附包括半导体裸片的硅材料。结果是，随着在使用期间裸片加热和冷却，裸片的连续膨胀和收缩造成在胶水与裸片自身之间的分离或者层离。这可能会使整个封装件开始层离或者可能会允许杂质(诸如，水分或者环境气体)更快地到达裸片的有源侧。一旦杂质到达裸片的有源侧，它们能够使有源侧短路，从而使裸片变得无效。其次，胶水粘附爬升到裸片的侧面可能会使胶水到达裸片的有源侧，这再次阻碍裸片执行其原本的电学功能并且因此破坏裸片。在尝试解决第一个问题时，如可以从图1-3了解到，在将晶片分成单独的裸片之前，对一些晶片背侧涂覆金属层。如在图1中示出的，晶片20包括在晶片有源侧21上形成的多个裸片22。该多个裸片22布置在具有切割线24的晶片有源侧21上以允许将该多个裸片22与晶片21分离而不损坏该多个裸片22。图2示出了晶片20的沿图1的线A-A的截面图。在将晶片20分成多个裸片22之前，将金属层26施加至晶片背侧23。然后，为了准备晶片20以便进行处理，将胶带28贴附至在晶片背侧23上的金属层26。在图2中的虚线24示出了裸片上的为切割组合的裸片22、金属层26和胶带28提供指导的划线的位置。图3描绘了通过使用刀片30对晶片20进行的典型切割过程。如切割线24所示出的，刀片30通过划线切割来去除切口32(kerf)。刀片30还完全切穿晶片20、金属层26和胶带28以便形成单独的裸片31。将裸片从晶片分割的另一个选择是通过蚀刻。参见NiclasRoxhed、PatrickGriss和Stemme2007年发表在J.Micromech.Microeng17期第1087-92页的标题为“AMethodForTaperedDeepReactiveIonEtchingUsingAModifiedBoschProcess”的文章。这种蚀刻过程可以包括在包括大多数裸片的硅材料中产生倒角边缘。在切割过程中的材料损失是切口32，该切口32直接位于划线下方与刀片30的宽度相对。一旦将晶片20切割成单独的裸片31，便将胶带28从裸片去除，并且利用特定类型的半导体胶水通过使用烧结过程来将金属层26耦合至裸片焊盘。遗憾的是，金属层26不延伸至各个单独的裸片的侧壁35。如可以在图3中看见的，侧壁35是无遮蔽的半导体材料。这样，在烧结的半导体胶水与裸片31的侧面之间不存在粘附作用或者粘附作用不良，这加剧了层离并且使杂质更快地到达在半导体封装件中的裸片的有源侧。另外，裸片的侧面35是平坦的并且它们不会辅助防止半导体胶水的粘附爬行，后者在半导体胶水到达裸片31的顶部的情况下，还可能使裸片31短路。
技术实现思路
本公开涉及一种半导体器件，其包括具有金属化侧壁来提高烧结的半导电胶水与裸片之间的粘合的裸片。在一个实施例中，裸片具有与裸片的有源侧相邻的凸缘。该凸缘是裸片的侧壁的从裸片有源侧延伸至裸片背侧的一部分。在粘附至裸片焊盘之前，在裸片侧壁的一部分和裸片背侧上形成金属层。当用半导电胶水将裸片耦合至裸片焊盘时，在裸片的侧壁上的金属层提高了在烧结的胶水与裸片之间的粘附作用。当裸片焊盘由于使用期间生成的热而膨胀和收缩时，这种提高的粘附作用防止沿着裸片的侧面发生层离。附加的粘附作用还在裸片与封装件之间提供了中间缓冲层。烧结的粘附层具有介于裸片焊盘和半导体裸片以及模塑料(moldingcompound)的热膨胀系数之间的热膨胀系数。通常，金属裸片焊盘具有最高的热膨胀系数并且模塑料具有最低的热膨胀系数，而裸片具有介于它们之间的热膨胀系数。烧结的粘附层将会具有介于裸片的热膨胀系数与金属的热膨胀系数之间的热膨胀系数，从而在裸片的侧壁与模塑材料之间提供膨胀和收缩缓冲，以便进一步防止层离过程。另外，凸缘用作防止胶水粘附爬升到裸片的侧壁的障碍。当将裸片耦合至裸片焊盘时，在胶水与侧壁之间的粘结力允许胶水爬升到侧壁并且朝向裸片的有源侧爬升。通过提供从裸片的侧壁延伸的凸缘，该凸缘用作限制粘结力的挡块，这是因为胶水必须转过第一拐角然后转过第二拐角才能通过凸缘，这有助于防止胶水到达有源侧。本公开还涉及一种制造具有金属化侧壁的裸片的方法。在一个示例性实施例中，通过使用机械刀片、激光器、或者蚀刻过程在晶片的背侧中形成多个沟道。然后，在将晶片胶带贴附至在晶片背侧上的金属层之前，将晶片背侧和该多个沟道的暴露出来的边缘金属化，并且在各个沟道的底部处将晶片分成分割的裸片。用烧结的半导电胶水将分割的裸片耦合至裸片焊盘，并且将接线贴附在裸片与引线之间。将所产生的组合用模塑料包封以形成半导体封装件。在替代示例性实施例中，可以在晶片背侧中形成多个沟道之前，将晶片胶带放置在晶片有源侧上。来自晶片胶带的附加的支撑使沟道进一步延伸至裸片的主体，并且增加了在裸片的侧壁上的金属的量以便进一步提高粘附作用。附图说明在附图中，相同的附图标记标识类似的元件或者动作，除非上下文另有指示。在附图中的元件的大小和相对位置并非按照比例绘制。图1-3是如现有技术中已知的晶片处理的视图；图4是晶片处理的示例性实施例的截面图，其中，在晶片背侧上形成多个沟道；图5是通过使用晶片蚀刻在晶片背侧上产生倒角边缘的替代实施例的放大截面图；图6是图4的晶片的截面图，其中，将连续金属层施加至晶片背侧和多个沟道；图7是图6的晶片的截面图，其中，在晶片处理之前将晶片胶带贴附至裸片的背侧；图8是图7的晶片的截面图，示出了将晶片分成多个分割的裸片的机械刀片；图9是利用烧结的半导体胶水将具有凸缘的经分割的裸片耦合至裸片焊盘的示例性实施例的截面图；图10是具有倒角边缘的图7的晶片的替代实施例的截面图；图11是晶片处理的替代实施例的截面图，其中，在形成多个沟道之前将晶片胶带施加至晶片的有源侧；图12是耦合至裸片焊盘的并且用模塑料包封的分割的裸片的示例性实施例的截面图；以及图13是具有倒角边缘的图12的裸片的替代实施例的截面图。具体实施方式在下面的描述中，阐释了某些特定细节以便提供对本公开的各种实施例的彻底理解。然而，本领域中的技术人员要理解，可以在没有这些特定细节的情况下实践本公开。在其它实例中，尚未详细地描述与电子部件和制造技术相关联的熟知结构，以避免不必要地模糊对本公开的实施例的描述。除非上下文另有要求，否则，贯穿下面的说明书和权利要求书，词语“包括”及其变型，诸如，“包括(comprises)”和“包括(comprising)”，要以一种开放的、包容的方式来理解，即，理解为“包括但不限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：裸片焊盘；裸片，所述裸片具有裸片有源侧以及与所述裸片有源侧相对的裸片背侧；侧壁，所述侧壁从所述裸片背侧延伸至所述裸片有源侧，所述侧壁具有第一部分、第二部分和第三部分；凸缘，所述凸缘从位于与所述裸片有源侧相邻的位置的所述侧壁延伸，所述凸缘包括所述侧壁的所述第二部分和所述第三部分，所述第三部分与所述裸片有源侧垂直；连续金属层，所述连续金属层覆盖所述裸片背侧、所述侧壁的所述第一部分和所述第二部分；胶水，所述胶水将所述裸片耦合至所述裸片焊盘，所述胶水接触所述连续金属层和所述裸片焊盘；以及模塑料，所述模塑料包封所述裸片和所述裸片焊盘。

【技术特征摘要】
2017.01.18 US 15/408,9791.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：裸片焊盘；裸片，所述裸片具有裸片有源侧以及与所述裸片有源侧相对的裸片背侧；侧壁，所述侧壁从所述裸片背侧延伸至所述裸片有源侧，所述侧壁具有第一部分、第二部分和第三部分；凸缘，所述凸缘从位于与所述裸片有源侧相邻的位置的所述侧壁延伸，所述凸缘包括所述侧壁的所述第二部分和所述第三部分，所述第三部分与所述裸片有源侧垂直；连续金属层，所述连续金属层覆盖所述裸片背侧、所述侧壁的所述第一部分和所述第二部分；胶水，所述胶水将所述裸片耦合至所述裸片焊盘，所述胶水接触所述连续金属层和所述裸片焊盘；以及模塑料，所述模塑料包封所述裸片和所述裸片焊盘。2.根据权利要求1所述的半导体器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·罗德里奎兹，A·M·阿谷唐，J·塔利多，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：新型
国别省市：菲律宾,PH