用于形成半导体器件的方法以及半导体器件技术

本发明专利技术公开用于形成半导体器件的方法以及半导体器件。一种用于形成半导体器件的方法包含将玻璃结构附接至包括多个半导体器件的宽带隙半导体晶片。该方法进一步包含通过在延伸经过玻璃结构的至少一个开口内形成导电材料来形成电气连接至该宽带隙半导体晶片的半导体衬底的至少一个掺杂区的至少一个焊盘结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
用于形成半导体器件的方法以及半导体器件
[0001]本申请为分案申请，其母案的专利技术名称为“用于形成半导体器件的方法以及半导体器件”，申请日为2017年9月4日，申请号为201710785556.X。


[0002]实施例涉及针对半导体器件的接触和钝化结构的概念，并且特别地涉及用于形成半导体器件的方法并且涉及半导体器件。

技术介绍

[0003]为了保护半导体器件或集成电路以抗它们在其中操作的外部环境，通常将它们容纳在封闭外壳中。其他概念可依赖于混合封装设计，其中需要实现至少两个接口。虽然常常在芯片制造商的场所处常常使用诸如导线接合或倒装芯片接合之类的高级连接技术来直接创建“芯片外壳”接口，但常常可以在最终客户处实现第二接口（“外壳板/模块”）。
[0004]非气密性、基于塑料或基于陶瓷的封装可能不适合于半导体技术中的许多应用，因为它们可能不能够充分保护电气芯片免遭外部环境影响（水分、辐射、热
…
）。关于潮湿吸收并且关于它们的长期稳定性，特别地由于增强的吸湿性，基于酰亚胺的芯片钝化和这种类型的封装二者可能在（回流）焊接方面显示相当大的缺点（例如作为所谓的爆米花效应的结果的断裂或破裂形成）。
[0005]此外，现代器件在操作中的能力可能特别地受散热效率限制，因为增加的集成密度和开关功率导致越来越大的与表面积有关的电流密度并且因此导致越来越大的该器件所暴露于的热负载。为了保护该器件免遭由过热引起的功能障碍或甚至破坏，用户可越来越采取措施来冷却部件。
[0006]被动冷却概念通常规定使用所谓的“引线框架”。归因于增大的器件集成密度以及相关减小的节距，对于焊膏和筛分器（screener）设置的生产工程努力和要求会增大。替换地，可在一些系统中使用用于冷却的直接在芯片上的厚金属层（电力金属化（power metallization））。然而，金属化的层厚度部分限于~20
µ
m（例如在图形电镀中）。

技术实现思路

[0007]可能存在提供针对半导体器件的改进概念的需求，该改进概念实现半导体器件的改进的接触结构和/或改进的钝化和/或改进的稳健性。
[0008]可通过权利要求的主题来满足这样的需求。
[0009]一些实施例涉及一种用于形成半导体器件的方法。该方法包括将玻璃结构附接至包括多个半导体器件的宽带隙半导体晶片。该方法进一步包括通过在延伸经过玻璃结构的至少一个开口内形成导电材料来形成电气连接至该宽带隙半导体晶片的半导体衬底的至少一个掺杂区的至少一个焊盘结构。
[0010]一些实施例涉及一种包括宽带隙半导体衬底的半导体器件。该半导体器件进一步包括附接至该半导体衬底的玻璃结构。该玻璃结构包括延伸经过玻璃结构的至少一个开
口，其包括电气连接至半导体衬底的至少一个掺杂区的至少一个焊盘结构。
[0011]一些实施例涉及一种包括半导体衬底的半导体器件。该半导体器件进一步包括附接至该半导体衬底的玻璃结构。该玻璃结构包括延伸经过该玻璃结构的至少一个开口，其包括电气连接至半导体衬底的至少一个掺杂区的至少一个焊盘结构。该玻璃结构与半导体衬底的垂直边缘表面接触。
附图说明
[0012]将在下文中仅通过示例且参考附图来描述装置和/或方法的一些实施例，在所述附图中：图1图示用于形成半导体器件的方法的流程图；图2a
‑
9c图示根据用于形成半导体器件的方法的制造期间的各种阶段的宽带隙半导体晶片的示意性横截面；图10图示用于形成半导体器件的方法的流程图；图11图示半导体器件的示意性横截面；以及图12图示半导体器件的示意性横截面。
具体实施方式
[0013]现在将参考在其中图示某些示例实施例的附图更全面地描述各种示例实施例。在图中，为了清楚起见可放大线、层和/或区的厚度。
[0014]因此，虽然示例实施例能够具有各种修改和替换形式，但是在图中通过示例示出并且将在本文中详细地描述其实施例。然而，应该理解，无意将示例实施例限于所公开的特定形式，而是相反，示例实施例将覆盖落入本公开的范围内的所有修改、等同物和替换方案。遍及图的描述，相似的编号指代相似的或类似的元件。
[0015]将理解的是，当一个元件被称为被“连接”或“耦合”至另一元件时，它可以被直接连接或耦合至其他元件或可能存在介入元件。相反，当一个元件被称为被“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，没有介入元件存在。应该以相似的方式来解释用来描述各元件之间的关系的其他词（例如“在
…
之间”比对“直接在
…
之间”、“邻近”比对“直接邻近”、等等）。
[0016]本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且不意图是示例实施例的限制。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。将进一步理解的是，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”，当在本文中使用时，规定声明的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
[0017]除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与示例实施例所属领域中的普通技术人员通常所理解的相同的含义。将进一步理解，术语，例如在通常使用的词典中定义的那些，应该被解释为具有与它们在相关领域的背景中的含义一致的含义。然而，要是本公开向某一术语给予偏离由普通技术人员通常理解的含义的特定含义，那么要在该定义在本文中被给出的特定上下文中考虑该含义。
[0018]图1图示用于形成半导体器件的方法100的流程图。该方法包括将玻璃结构附接10至包括多个半导体器件的宽带隙半导体晶片。该方法进一步包括通过在延伸经过玻璃结构
的至少一个开口内形成导电材料来形成20电气连接至该宽带隙半导体晶片的半导体衬底的至少一个掺杂区的至少一个焊盘结构。
[0019]将玻璃结构用作钝化可以使得能够改进半导体器件免遭外部影响的保护。进一步地，可通过使用具有用于焊盘结构的开口的玻璃结构来实现厚的电力金属化或焊盘金属化。另外，可通过将玻璃结构用作钝化来改进半导体器件在进一步处理中或在应用中的稳健性，因为玻璃结构还可实施稳健的永久载体。
[0020]例如，该玻璃结构可包括以下各项中的至少一个或者可由其组成：硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、瓷器、热塑性聚合物、聚合物玻璃、丙烯酸玻璃、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、未掺杂的二氧化硅、掺杂的二氧化硅、聚合物、聚降冰片烯（聚合物）、聚苯乙烯（聚合物）、聚碳酸酯（聚合物）、聚酰亚胺（聚合物）、苯并环丁烯（聚合物）和聚对二甲苯（聚合物）。例如，该玻璃结构可包括展现似玻璃性质的聚合物。例如，该聚合物可包括玻璃化转变温度。例如，该玻璃结构可包括掺杂有至少一种掺杂剂的二氧化硅。该至少一种掺杂剂可以例如是硼（B）、钠（Na）、钙（Ca）、钾（K）和铝（Al）、锌（Zn）、铜（Cu）、镁（Mg）、锗（Ge）之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于形成半导体器件的方法（100），包括：将玻璃结构附接（10）至包括多个半导体器件的宽带隙半导体晶片；通过在延伸经过玻璃结构的至少一个开口内形成导电材料来形成（20）电气连接至宽带隙半导体晶片的半导体衬底的至少一个掺杂区的至少一个焊盘结构；在该多个半导体器件中的相邻半导体器件之间形成延伸到宽带隙半导体晶片中的至少一个沟槽结构；使所述多个半导体器件分离，包括沿着所述沟槽结构来切割所述宽带隙半导体晶片以及所述玻璃结构并且至少部分地研磨所述宽带隙半导体晶片的背面。2.根据权利要求1所述的方法，其中该玻璃结构至宽带隙半导体晶片的附接包括将玻璃结构加热至玻璃结构的玻璃化转变温度和在玻璃结构的至少一部分上施加压力。3.根据权利要求1所述的方法，其中该玻璃结构的附接包括将玻璃结构阳极接合至宽带隙半导体晶片。4.根据权利要求1
‑
3中的任一项所述的方法，其中该多个半导体器件每个都包括半导体衬底和玻璃子结构，该方法进一步包括沿着该至少一个沟槽结构切割宽带隙半导体晶片以使该多个半导体器件分离，其中在宽带隙半导体晶片的切割之后该玻璃子结构与半导体衬底的边缘的垂直表面接触。5.根据权利要求1
‑
3中的任一项所述的方法，进一步包括在玻璃结构的附接之后形成玻璃结构的该至少一个开口。6.根据权利要求5所述的方法，其中该至少一个开口的形成包括研磨玻璃结构的一部分以在玻璃结构中暴露至少一个凹部从而形成该至少一个开口。7.根据权利要求5所述的方法，其中该至少一个开口的形成包括蚀刻玻璃结构的至少一部分以获得该至少一个开口的至少一部分。8.根据权利要求5所述的方法，其中该至少一个开口的形成包括将玻璃结构加热到玻璃结构的玻璃化转变温度和利用压印模在玻璃结构的至少一部分上施加压力。9.根据权利要求1
‑
3中的一项所述的方法，其中该至少一个焊盘结构的导电材料具有大于5
µ
m的厚度。10.根据权利要求1
‑
3中的一项所述的方法，其中该多个半导体器件包括电气连接至该多个半导体器件的多个半导体衬底的多个掺杂区的多个焊盘结构，其中通过在玻璃结构的多个开口内形成导电材料来形成该多个焊盘结构，其中导电材料的形成包括在该多个焊盘结构之间的电气连接的形成。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在形成该多个焊盘结构之后移除该多个焊盘结构之间的至少一个电气连接。12.根据权利要求11所述的方法，其中该多个焊盘结构之间的电气连接的至少部分位于延伸到玻璃结构中的沟槽结构内，该方法进一步包括研磨玻璃结构的一部分以电气断开该多个焊盘结构。13.根据权利要求1
‑
3中的一项所述的方法，其中该导电材料的形成包括利用导电膏至少部分填充该至少一个开口。14.根据权利要求1
‑
3中的一项所述的方法，进一步包括将另外的玻璃结构附接至宽带隙半导体晶片的背面，以及通过在延伸经过该另外的玻璃结构的至少一个开口内形成导电
材料来形成电气连接至半导体衬底的背面的至少一个导电结构。15.根据权利要求1
‑
3中的一项所述的方法，其中该玻璃结构（110）包括以下各项中的至少一个：硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、瓷器、热塑性聚合物、聚合物玻璃、丙烯酸玻璃、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、未掺杂的二氧化硅、掺杂的二氧化硅、聚降冰片烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、苯并环丁烯和聚对二甲苯。16.根据权利要求1
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3中的任一项所述的方法，进一步包括在附接（10）所述玻璃结构之后减小所述宽带隙半导体晶片的厚度。17.根据权利要求16所述的方法，其中，在减薄工艺之后，在所述宽带隙半导体晶片的所述背面上实现载体结构。18.根据权利要求16所述的方法，其中使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：A布雷梅泽尔，A布罗克迈尔，R克恩，R鲁普，FJ桑托斯罗德里格斯，C冯科布林斯基，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：