半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件包括器件载体以及附接至器件载体的半导体芯片。此外，半导体器件包括具有凹陷的盖体。盖体包括半导体材料并且附接至器件载体以使得半导体芯片容纳在凹陷中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种半导体器件包括器件载体以及附接至器件载体的半导体芯片。此外，半导体器件包括具有凹陷的盖体。盖体包括半导体材料并且附接至器件载体以使得半导体芯片容纳在凹陷中。【专利说明】
技术介绍
半导体器件制造商坚持致力于提高它们产品的通用性和性能，并同时降低它们的 制造成本。半导体器件制造中的一个重要方面是封装半导体芯片。如本领域技术人员所知 晓的那样，在晶片上制造集成电路，随后单片化晶片以生产半导体芯片。一个或多个半导体 芯片布置在封装中以保护它们免受环境和物理影响。封装也涉及将半导体芯片电极电耦合 至半导体器件的外部端子。期望以低成本提供高性能器件的封装方法。 【专利附图】【附图说明】 包括附图以提供对于实施例的进一步理解，并且包括在以及构成本说明书的一部 分。附图示出了实施例以及与说明书一起用于解释实施例的原理。随着参照以下详细说明 书而变得更好地理解，将易于知晓其它实施例和许多实施例的有意的优点。附图的元件无 需按照相对比例绘制。相同的附图标记对应于相同的部件。 图1示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。 图2A至图2J示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。 图3A至图3B示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。 图4A至图4B示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。 图5示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。 图6示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。 图7示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。 图8A至图8E示意性示出了制造半导体器件的方法的示例性工艺的剖视图。 图9示意性示出了示例性半导体器件的剖视图。 图10A至图10B是在晶片层级上制造半导体器件的方法的示例性工艺的透视图。 【具体实施方式】 在以下详细说明书中，对附图做出参考标记，其形成附图的一部分，以及借由可以 实施本专利技术的说明具体实施例的方式示出了附图。在这点上，方向性术语，诸如"顶部"、"底 部"、"左侧"、"右侧"、"上部"、"下部"等等用于所述附图的朝向。因为实施例的部件可以定 位于大量不同的朝向，使用方向性术语以用于说明的目的并且并非是限定性的。应该理解， 可以不脱离本专利技术的范围而采用其它实施例或者做出结构上或逻辑上改变。因此以下详细 说明并非视作限定性，以及由所附权利要求限定本专利技术的范围。 应该理解的是在此所述的各个示例性实施例的特征可以相互组合，除非明确给出 相反指示或者除非技术上限制。 如在本说明书中所采用的，术语"键合"、"附接"、"连接"、"耦合"和/或"电耦合" 并非意味着元件必需直接接触在一起；插入的元件或层可以分别提供在"键合"、"附接"、 "连接"、"耦合"和/或"电耦合"的元件之间。 以下所述的半导体器件包含一个或多个半导体芯片。可以通过不同技术制造半导 体芯片，并且可以包括例如集成电路、电光学电路或电机械电路和/或无源器件。 半导体芯片可以包括集成电路，诸如例如逻辑集成电路、控制电路、微处理器、存 储器件、功率器件等等。 特别地，可以涉及具有垂直结构的半导体芯片，也即可以制造半导体芯片以使得 电流可以沿垂直于半导体芯片的主表面的方向流动。具有垂直结构的半导体芯片在其两个 主表面上具有电极，也即在其顶侧和底侧上(底层在此也称作背侧)。 半导体芯片可以例如是功率半导体芯片。功率半导体芯片可以具有垂直结构。 垂直功率半导体芯片可以例如是构造为功率M0SFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、 IGBT (绝缘栅极型双极晶体管)、JFET (结型栅极场效应晶体管)、功率双极晶体管或功率二 极管。借由示例的方式，功率M0SFET的源极电极和栅极电极可以位于前侧主表面上，而功 率M0SFET的漏极电极可以设置在背侧主表面上。 半导体芯片无需由特定半导体材料制造，例如 可以包含并非半导体的无机和/或有机材料，诸如例如绝缘体、塑料或金属。 半导体芯片可以具有电极，其允许与包含在半导体芯片中的集成电路或功率器件 电接触。电极可以包括施加至半导体芯片的半导体材料的一个或多个金属层。金属层可以 制造为具有任何期望的几何形状以及任何期望的材料组分。金属层可以例如是覆盖了区域 的层或焊区的形式。借由示例的方式，可以使用能够形成焊料键合或扩散焊料键合的任何 所需的金属作为材料，例如Cu、Ni、NiSn、Au、Ag、Pt、Pd、In、Sn以及一个或多个这些金属的 合金。金属层无需是纯净的或者仅由一种材料制造，也即包含在金属层中的材料的各种成 分和浓度是可能的。 在此所述的半导体器件可以包括器件载体。一个或多个半导体芯片安装在器件 载体上。在一个实施例中，器件载体可以包括半导体材料或者由半导体材料制成，例如硅。 在一些实施例中，器件载体可以包括可以在至少一个主表面上至少部分地具有金属层的半 导体材料。在一些实施例中，器件载体可以包括可以在至少一个主表面上至少部分地具有 电绝缘层的半导体材料，绝缘层可以包括例如二氧化硅、氮化硅、氧化铝等等中的一种或多 种。 在其它一些实施例中，器件载体可以是金属板或薄片，诸如例如引线框架的裸片 焊盘。金属板或薄片可以由任何金属或金属合金制成，例如铜或铜合金。在其它一些实施例 中，器件载体可以由有机或无机材料的绝缘层制成，例如塑料或陶瓷。例如，器件可以包括 涂覆具有金属层的塑料层。该器件载体可以包括单层PCB (印刷电路板）或多层PCB。PCB 可以具有至少一个绝缘层以及附接至绝缘层的构造金属薄层。通常在环氧树脂、聚四氟乙 烯、芳族聚酰胺纤维或碳纤维的基底上制成绝缘层，并且可以包括一个或多个增强元件，诸 如纤维垫，例如玻璃或碳纤维。在其它一些实施例中，器件载体可以包括涂覆具有金属层的 陶瓷板，例如金属键合的陶瓷衬底。借由示例的方式，器件载体可以是DCB (直接铜键合)陶 瓷衬底。 在此所述的半导体器件包括盖体。在此涉及的盖体可以包括或者可以由半导体材 料制成。借由示例的方式，盖体可以由体半导体材料制成。盖体可以例如是具有凹陷的半 导体芯片，例如具有凹陷的Si、SiC、SiGe、GaAs、GaN芯片。 图1示出了示例性半导体器件100。半导体器件100包括器件载体110,半导体芯 片130和盖体150。半导体芯片130可以附接至器件载体110的上表面110a。盖体150具 有凹陷151，半导体芯片130容纳在其中。此外，盖体150附接至器件载体110。也即，盖体 150和器件载体110可以限定空腔160,半导体芯片130容纳在空腔中。 更具体地，形成在盖体150中的凹陷151可以限定盖体150的侧壁152,其部分地 或者完全地围绕凹陷150。侧壁152可以包括安装在器件载体110上的底表面152a。如借 由以下更详细示例的方式所解释说明的那样，盖体150的侧壁152的底表面152a可以通过 粘附层、氧化物键合层（图1中未示出）等等而键合至器件载体110的上表面ll〇a。 盖体150可以包括或者由半导体材料制成。更具体地，盖体150可以是体半导体 部分，其中通过合适的材料移除工艺形成凹陷151，合适的材料移除工艺诸如例如蚀刻，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：器件载体；半导体芯片，附接至所述器件载体；以及盖体，具有凹陷，其中所述盖体附接至所述器件载体，所述半导体芯片被容纳在所述凹陷中并且所述盖体包括半导体材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HJ·舒尔策，J·鲍姆加特尔，G·拉克纳，A·毛德，F·J·桑托斯罗德里奎兹，
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：德国;DE