芯片附接方法和基于这种方法制造的半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置，包括载体、半导体芯片和芯片附接材料，芯片附接材料布置在载体与半导体芯片之间。芯片附接材料的填角高度小于半导体芯片的高度的大约95％。芯片附接材料在半导体芯片的朝着芯片附接材料的主表面的边缘之上的最大延伸尺度小于大约200微米。

A chip attachment method and a semiconductor device based on this method

A semiconductor device consists of a carrier, a semiconductor chip and a chip attachment material, and the chip attachment material is arranged between the carrier and the semiconductor chip. The height of the filling angle of the chip attached material is less than 95% of the height of the semiconductor chip. The maximum extension scale of the chip attaching material above the edge of the main surface of the chip attached material is less than 200 microns on the semiconductor chip.

【技术实现步骤摘要】
芯片附接方法和基于这种方法制造的半导体装置
本公开总体涉及半导体技术。更特别地，本公开涉及芯片附接方法和基于这种方法制造的半导体装置。
技术介绍
在半导体装置的制造中，半导体芯片可借助于芯片附接材料附接至载体。芯片附接材料的不期望地沉积在半导体芯片的特定位置处的部分可能影响半导体装置的可靠性。在半导体技术中，半导体芯片的尺寸随着时间的推移一直在减小，且在未来的应用场合将进一步减小。半导体装置的制造商寻求能够提高可靠性、减小尺寸和降低制造成本的解决方案。
技术实现思路
各个方面涉及一种半导体装置，其包括载体、半导体芯片和芯片附接材料，芯片附接材料布置在载体与半导体芯片之间。芯片附接材料的填角高度小于半导体芯片的高度的大约95％，且芯片附接材料在半导体芯片的朝着芯片附接材料的主表面的边缘之上的最大延伸尺度小于大约200微米。各个方面涉及一种方法，其包括以下措施：提供载体；将芯片附接材料沉积到载体上；和将半导体芯片布置在芯片附接材料上，其中，半导体芯片的朝着芯片附接材料的主表面至少部分地接触芯片附接材料，其中，在将半导体芯片布置在芯片附接材料上后紧接着，芯片附接材料在所述主表面的边缘之上的第一最大延伸尺度小于大约100微米。各个方面涉及一种方法，其包括以下措施：提供载体；将芯片附接材料沉积到载体上；将半导体芯片布置在芯片附接材料上；和在半导体芯片的侧表面处形成芯片附接材料的填角，其中，形成填角唯一地基于芯片附接材料沿着半导体芯片的侧表面的蠕变。附图说明附图被包括以提供对各方面的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分。所述附图示出各方面并同描述一起起到解释各方面的原理的作用。当通过参照下文的详细描述更好地理解其他方面和各方面的许多预期的优点时，它们将被容易地领会。附图中的各元件不一定相对彼此按比例绘制。相似的附图标记表示相应的类似部分。图1包括图1A和图1B，其中，图1A示意性地示出了根据本公开的半导体装置100的侧剖视图，且图1B示出了半导体装置100的俯视图。图2示出了根据本公开的方法200的流程图。方法200提供了将半导体芯片附接至载体的可能性。图3示出了根据本公开的方法300的流程图。方法300提供了将半导体芯片附接至载体的可能性。图4包括图4A-4H，其示意性地示出了根据本公开用于制造半导体装置400的方法。方法400提供了将半导体芯片附接至载体的可能性。具体实施方式在以下详细说明中，参考附图，在附图中以图示的方式示出本公开可以实践的具体方面。就此而言，关于所描述的图的取向可以使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”等的方向术语。因为所描述的装置的部件可以定位在多个不同取向上，所以所述方向术语可以用于阐述目的并且绝不是限定性的。可以使用其他方面，并且可以做出结构改变或逻辑改变而不偏离本公开的构思。因此，以下详细说明不用于限制，并且本公开的构思由所附权利要求限定。本文描述的器件可包括一个或更多个半导体芯片(或半导体芯片件)。所述半导体芯片可以是不同类型的，并且可通过不同的技术来制造。通常，半导体芯片可包括集成电路、无源电子部件、有源电子部件等。集成电路可设计成逻辑集成电路、模拟集成电路、混合信号集成电路、功率集成电路等。半导体芯片不需要由特定的半导体材料制造，并且可包含不是半导体的无机和/或有机材料，例如绝缘体、塑料、金属等。在一示例中，半导体芯片可由元素半导体材料、例如Si等制成。在另一示例中，半导体芯片可由化合物半导体材料、例如GaN、SiC、SiGe、GaAs等制成。半导体芯片在半导体芯片的背侧上可附加地包括一个或更多个金属层，例如以用于具有垂直电流流动的、在半导体芯片背侧处需要欧姆接触的半导体装置。半导体芯片可具有两个相反的主表面以及连接主表面的侧表面。半导体芯片的电极可布置在半导体芯片的一个主表面或两个主表面上。半导体芯片的有源主表面可包括电极和/或有源结构，例如微电子部件和集成电路。通常，半导体芯片可以是任意尺寸。尤其地，半导体芯片(的侧表面)的高度可小于大约400微米，更特别地小于大约150微米，甚至更特别地小于大约100微米至大约20微米。半导体芯片的主表面可具有矩形形状，更特别地具有平方形形状。半导体芯片的主表面的表面面积可处于大约0.5平方毫米至大约50平方毫米的范围内，更特别地处于大约1.5平方毫米至大约25平方毫米的范围内。本文描述的装置可包括载体，一个或更多个半导体芯片可布置在所述载体之上。通常，载体可由金属、合金、电介质、塑料、陶瓷等中的至少一种来制造。载体可具有均匀结构，但是也可提供内部结构，比如具有电重新分配功能的传导路径。在一个示例中，载体可包括引线、芯片焊盘或者具有一个或更多个引线和一个或更多个芯片焊盘的引线框架。引线框架可由金属和/或金属合金制造，尤其由铜、铜合金、镍、铁镍、铝、铝合金、钢、不锈钢等中的至少一种制造。引线框架可以是镀有导电材料的预镀式引线框架，所述导电材料例如是铜、银、钯、金、镍、铁镍、镍磷等中的至少一种。引线框架的表面、尤其是芯片焊盘的芯片安装表面，可粗糙化或结构化。在另一示例中，载体可包括印刷电路板。在另一示例中，载体可包括陶瓷和镀有金属的陶瓷中的至少一种。在又一示例中，载体可包括功率电子衬底，例如直接结合铜衬底、有源金属钎焊衬底、隔离金属衬底等。在又一示例中，载体可包括(例如陶瓷)衬底，该衬底可配置成：能借助于衬底中所包括的重新分布结构来提供衬底内的或通过衬底的电信号的重新分布。本文所描述的装置可包括芯片附接材料。通常，芯片附接材料可以是配置成能将半导体芯片附接或固定至载体的任何类型的材料。尤其地，芯片附接材料可配置成：能以液态或粘性形式沉积到物体、例如载体的表面上。芯片附接材料可在它沉积后、尤其在将半导体芯片布置在芯片附接材料后硬化。在一个示例中，芯片附接材料的硬化可基于可在炉中实施的固化过程。固化时间可处于大约10分钟至大约3小时的范围内，且固化温度可处于大约100摄氏度至大约300摄氏度的范围内。在一个示例中，芯片附接材料可以是粘合膏，尤其是是聚合物基粘合膏或环氧树脂基粘合膏。未改性的聚合物基粘合膏可以是绝缘性的或可呈现低导电和/或导热性。合适的填充颗粒可用于使传导性粘合膏具有增加的导电和/或导热性。填充颗粒可添加成在聚合物基质内形成网络，从而电子和/或热量可流动穿过颗粒接触点，以便使该混合物导电和/或导热。填充颗粒例如可包括银、铜、镍、金、铝、它们的混合物中的至少一种。填充颗粒例如也可包括二氧化硅、氧化铝、矾土、氮化硼、碳化硅、氮化镓、它们的混合物中的至少一种。对于银填充颗粒的情况，芯片附接材料可特别地包括或可对应于银导电粘合膏。填充颗粒的直径可处于大约50纳米至大约10微米的范围内。在另一示例中，芯片附接材料可包括焊接材料、焊膏、烧结膏中的至少一种。芯片附接材料的热导率可大于大约0.5W/(m·K)，更特别地大于大约5W/(m·K)，甚至更特别地大于大约10W/(m·K)。热导率可具有达大约250W/(m·K)的值。图1包括图1A和图1B，其中，图1A示意性地示出了根据本公开的半导体装置100的侧剖视图，且图1B示出了半导体装置100的俯视图。半导体装置100以总体的方式示出，以便定性地说明本公开的多个方面。半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：载体；半导体芯片；和芯片附接材料，其布置在载体与半导体芯片之间，其中，芯片附接材料的填角高度小于半导体芯片的高度的大约95％，且芯片附接材料在半导体芯片的朝着芯片附接材料的主表面的边缘之上的最大延伸尺度小于大约200微米。

【技术特征摘要】
2016.08.04 DE 102016114463.01.一种半导体装置，包括：载体；半导体芯片；和芯片附接材料，其布置在载体与半导体芯片之间，其中，芯片附接材料的填角高度小于半导体芯片的高度的大约95％，且芯片附接材料在半导体芯片的朝着芯片附接材料的主表面的边缘之上的最大延伸尺度小于大约200微米。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，芯片附接材料在半导体芯片的侧表面处形成填角，其中，填角高度是侧表面的被芯片附接材料所覆盖的部分的高度。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述填角具有弯月面的形状。4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，半导体芯片的高度小于大约400微米。5.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，芯片附接材料的平均粘合层厚度处于大约10微米至大约80微米范围内。6.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，半导体芯片或芯片附接材料的倾斜度小于大约15微米。7.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，芯片附接材料在半导体芯片的朝着芯片附接材料的主表面的边缘之上在该边缘的整个长度的大约50％以上延伸。8.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，芯片附接材料的热导率大于大约0.5W/(m·K)。9.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，芯片附接材料包括粘合膏、导电粘合膏、银导电粘合膏、焊接材料、焊膏、烧结膏中的至少一种。10.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其特征在于，芯片附接材料包括导电和导热填充颗粒中的至少一种以及聚合材料。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，填充颗粒包括银、铜、镍、金、铝、它们的混合物中的至少一种。12.根据权利要求10或11所述的半导体装置，其特征在于，填充颗粒包括二氧化硅、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·加尔宾，C·W·李，J·马勒，B·赖歇特，P·施特罗贝尔，
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