一种半导体芯片及半导体芯片的封装方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体芯片，在第一基板表面具有第一凸起，该第一凸起会直接与芯片层接触并且进行直接键合，而第一基板表面的凹陷区域会通过粘结质与芯片层进行键合。通过将第一基板直接与芯片层接触可以有效提高半导体芯片的散热性能。本发明专利技术还公开了一种半导体芯片的封装方法，通过将第一基板表面具有第一高度的第一凸起压低成具有第二高度的第一凸起可以保证该第一凸起的上表面与芯片层相接触的区域变得非常平整，即通过将第一凸起压低可以有效补偿第一基板与芯片层之间相接触的表面的粗糙度，从而得以实现所述第一凸起的上表面与芯片层之间的直接键合，通过上述封装方法可以有效提高半导体芯片的散热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体芯片及半导体芯片的封装方法
本专利技术涉及半导体器件封装领域，特别是涉及一种半导体芯片及半导体芯片的封装方法。
技术介绍
随着近年来科技不断的进步，集成电路的集成度也在不断的增加，相应的封装尺寸也在不断的减少，从而导致半导体芯片产生的热量也越来越集中。特别是大功率半导体芯片，其工作温度可以达到150摄氏度以上。在现阶段，制约半导体芯片的集成度进一步增加的主要问题就是散热问题。在现有技术中，通常是在芯片层与第一基板之间涂抹一层粘结质，例如焊膏，之后再加热让粘结质烧结固化。但是粘结质的热导率通常较低，同时粘结质在烧结之后会形成微小的气孔，使得粘结质整体的导热率进一步降低，从而导致整个半导体芯片的散热性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种半导体芯片，可以有效增加半导体芯片的散热性能；本专利技术的另一目的在于提供一种半导体芯片的封装方法，可以有效增加半导体芯片的散热性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体芯片，所述半导体芯片包括芯片层和第一基板；所述第一基板的表面键合有所述芯片层，所述第一基板中朝向所述芯片层的表面设置有至少一个第一凸起，所述第一凸起周围形成有凹陷区域；所述第一凸起的上表面与所述芯片层相接触，所述凹陷区域中设置有连接所述芯片层与所述第一基板的粘结质。可选的，所述芯片层包括半导体层和第一金属层；所述第一金属层覆盖于所述半导体层朝向所述第一基板的表面。可选的，所述第一基板朝向所述芯片层的表面覆盖有第二金属层。可选的，所述第一基板中朝向所述芯片层的表面的边缘部形成有所述凹陷区域，所述边缘部为与所述第一基板的各个侧边的距离在预先设置的范围内的区域。可选的，所述粘结质为焊膏。可选的，所述第一基板背向所述芯片层的表面键合有第二基板，所述第二基板与所述第一基板之间设置有第二凸起，所述第二凸起周围形成有所述凹陷区域；所述第二凸起的上表面与所述第一基板或第二基板相接触，所述凹陷区域中设置有连接所述第一基板与所述第二基板的粘结质。本专利技术还提供一种半导体芯片的封装方法，所述方法包括：在第一基板的凹陷区域中设置粘结质；其中，所述第一基板的表面设置有至少一个第一凸起，所述第一凸起周围形成有所述凹陷区域；将芯片层压合于所述第一基板的表面，以将具有第一高度的所述第一凸起压低成具有第二高度的第一凸起；加热所述第一基板和所述芯片层，以使所述第一基板与所述芯片层相互键合。可选的，所述加热所述第一基板和所述芯片层，以使所述第一基板与所述芯片层相互键合包括：以第一温度加热所述第一基板和所述芯片层，以使所述第一凸起的上表面直接键合于所述芯片层；以第二温度加热所述第一基板和所述芯片层，以使所述粘结质固定连接所述第一基板与所述芯片层。可选的，在所述将芯片层压合于所述第一基板的表面，以将具有第一高度的所述第一凸起压低成具有第二高度的所述第一凸起之前，所述方法还包括：加热所述第一基板，以挥发所述粘结质中的挥发性物质。可选的，在所述在第一基板的凹陷区域中设置粘结质之前，所述方法还包括：清洗所述第一基板。本专利技术所提供的一种半导体芯片，在第一基板表面具有第一凸起，该第一凸起会直接与芯片层接触并且进行直接键合，而第一基板表面的凹陷区域会通过粘结质与芯片层进行键合。通过将第一基板直接与芯片层接触可以有效提高半导体芯片的散热性能。本专利技术还提供了一种半导体芯片的封装方法，通过将第一基板表面具有第一高度的第一凸起压低成具有第二高度的第一凸起可以保证该第一凸起的上表面与芯片层相接触的区域变得非常平整，即通过将第一凸起压低可以有效补偿第一基板与芯片层之间相接触的表面的粗糙度，从而得以实现所述第一凸起的上表面与芯片层之间的直接键合，通过上述封装方法可以有效提高半导体芯片的散热性能。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种半导体芯片的结构示意图；图2为本专利技术实施例所提供的另一种半导体芯片的结构示意图；图3为本专利技术实施例所提供的再一种半导体芯片的结构示意图；图4为本专利技术实施例所提供的还一种半导体芯片的结构示意图；图5为本专利技术实施例所提供的一种半导体芯片的封装方法的流程图；图6为第一基板的结构示意图；图7为设置粘结质后第一基板的结构示意图；图8为压合前半导体芯片的结构示意图；图9为压合后半导体芯片的结构示意图。图中：10.芯片层、11.半导体层、12.第一金属层、13.第二金属层、20.第一基板、21.第一凸起、22.凹陷区域、30.粘结质、40.第二基板、41.第二凸起、42.陶瓷基底。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种半导体芯片以及一种半导体芯片的封装方法。在现有技术中，通常是在芯片层与第一基板之间涂抹一层粘结质，之后再加热让粘结质烧结固化。相应的芯片层所产生的热量就需要通过粘结质传递到第一基板，由于粘结质的热导率通常较低，同时粘结质在烧结之后会形成微小的气孔，这会使得粘结质整体的导热率进一步降低，从而导致整个半导体芯片的散热性能较差。而将芯片层直接键合于第一基板的表面需要第一基板的表面具有极高的平整度，即需要第一基板表面非常光滑，通常需要第一基板表面在原子尺度上保证平整，这在现阶段是极难实现的，同时实现起来非常的费时费力。而本专利技术所提供的一种半导体芯片，在第一基板表面具有第一凸起，该第一凸起会直接与芯片层接触并且进行直接键合，而第一基板表面的凹陷区域会通过粘结质与芯片层进行键合。通过将第一基板直接与芯片层接触可以有效提高半导体芯片的散热性能。本专利技术所提供的一种半导体芯片的封装方法，通过将第一基板表面具有第一高度的第一凸起压低成具有第二高度的第一凸起可以保证该第一凸起的上表面与芯片层相接触的区域变得非常平整，即通过将第一凸起压低可以有效补偿第一基板与芯片层之间相接触的表面的粗糙度，从而得以实现所述第一凸起的上表面与芯片层之间的直接键合，通过上述封装方法可以有效提高半导体芯片的散热性能。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为本专利技术实施例所提供的一种半导体芯片的结构示意图。参见图1，在本专利技术实施例中，所述半导体芯片包括芯片层10和第一基板20；所述第一基板20的表面键合有所述芯片层10，所述第一基板20中朝向所述芯片层10的表面设置有至少一个第一凸起21，所述第一凸起21周围形成有凹陷区域22；所述第一凸起21的上表面与所述芯片层10相接触，所述凹陷区域22中设置有连接所述芯片层10与所述第一基板20的粘结质30。上述芯片层10为半导体芯片的主要工作区域，也是主要产生热量的区域。上述第一基板20是用于固定芯片层10的部件。通常情况下，第一基板20在起到固定芯片层10的作用的同时，还需要对芯片层10进行散热，所以第一基板20通常需要具有较高的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体芯片，其特征在于，所述半导体芯片包括芯片层和第一基板；所述第一基板的表面键合有所述芯片层，所述第一基板中朝向所述芯片层的表面设置有至少一个第一凸起，所述第一凸起周围形成有凹陷区域；所述第一凸起的上表面与所述芯片层相接触，所述凹陷区域中设置有连接所述芯片层与所述第一基板的粘结质。

【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片，其特征在于，所述半导体芯片包括芯片层和第一基板；所述第一基板的表面键合有所述芯片层，所述第一基板中朝向所述芯片层的表面设置有至少一个第一凸起，所述第一凸起周围形成有凹陷区域；所述第一凸起的上表面与所述芯片层相接触，所述凹陷区域中设置有连接所述芯片层与所述第一基板的粘结质。2.根据权利要求1所述的半导体芯片，其特征在于，所述芯片层包括半导体层和第一金属层；所述第一金属层覆盖于所述半导体层朝向所述第一基板的表面。3.根据权利要求2所述的半导体芯片，其特征在于，所述第一基板朝向所述芯片层的表面覆盖有第二金属层。4.根据权利要求1所述的半导体芯片，其特征在于，所述第一基板中朝向所述芯片层的表面的边缘部形成有所述凹陷区域，所述边缘部为与所述第一基板的各个侧边的距离在预先设置的范围内的区域。5.根据权利要求1所述的半导体芯片，其特征在于，所述粘结质为焊膏。6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的半导体芯片，其特征在于，所述第一基板背向所述芯片层的表面键合有第二基板，所述第二基板与所述第一基板之间设置有第二凸起，所述第二凸起周围形成有所述凹陷区域；所述第二凸起的上表面与所述第一基板或第二基板相接触，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫然，须贺唯知，王英辉，
申请(专利权)人：中科院微电子研究所昆山分所，
类型：发明
国别省市：江苏,32