用于与散热器有效热接触的、微电子管芯侧面上的背面金属化制造技术

本发明专利技术提供了一种包括微电子管芯（１４４、１４４’）的微电子器件以及用于制造该微电子器件的方法，该微电子管芯具有有效表面（１０４）、后表面（１０６）和至少一个侧面。微电子管芯的侧面包括沟槽侧壁（１２４、１２４’）、凸缘（１４２、１４２’）以及沟道侧壁（１４０、１４０’）。在微电子管芯后表面（１０６）和沟槽侧壁（１２４、１２４’）上设置了金属化层（１２８）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及背面金属化和微电子器件晶片的划片。特别地，本专利技术涉及在金属化和划片之前，形成从微电子器件晶片的后表面延伸到其中的沟槽。
技术介绍
在微电子器件的生产中，集成电路形成在半导体晶片内和其上，所述晶片通常主要由硅构成，但是也可以使用诸如砷化镓和磷化铟的其它材料。如图8所示，单个微电子器件晶片200可以包含多个基本上相同的集成电路区域202，该电路区域通常基本上为矩形并按行和列来布置。相互垂直的两组线或“划片道”(scribe street)204在半导体晶片200的几乎整个表面上、在各个分散的集成电路区域202之间彼此垂直地延伸，其中每组划片道204相互平行。在集成电路区域202经过了初步的功能测试(晶片挑选)之后，微电子器件晶片200被划片(被切开)，使得起集成电路202作用的每个区域变成一个能够用于形成被封装的微电子器件的微电子管芯。一种示例性的微电子晶片划片处理使用镶金刚石的圆形划片机，该划片机沿着位于各个行与列之间的划片道204行进。当然，划片道204的大小必须允许晶片切割刀片在相邻的集成电路区域202之间通过而不对该电路区域中的电路造成损坏。如图9和10所示，微电子器件晶片200可以具有保护环206，其基本上围绕着集成电路区域202。保护环206延伸穿过互连层208(见图10)。互连层208包括半导体晶片214上的多个层212，该多层212由被d多层介电材料层分隔开的金属迹线构成。互连层208为集成电路内的集成电路部件之间的电通信提供线路。保护环206一般是随着层212的形成而被一层一层地形成的。保护环206帮助防止外部污染侵蚀在层212之间的集成电路202。微电子器件晶片200也包括在半导体晶片214后表面218上的背面金属化层216，后面将对该层216进行讨论。在划片之前，微电子器件晶片200被安装到粘性的柔性带222上(见图10)，该柔性带222被附在脊结构上(未示出)。带222在划片操作之后以及向下一装配工序传送期间继续固定着微电子管芯。如图11和12所示，划片机在划片道204中切开一个穿过互连层208、半导体晶片214和背面金属化层216的沟道220。在划片过程中，划片机一般会向带222中切入其厚度的大约三分之一。对晶片的划片形成了单独的微电子管芯224。如图13所示，微电子管芯224通过在互连层208和比如主板的衬底226之间延伸的多个焊球228被连接到该衬底226上。散热装置232通过热界面材料234被连接到背面金属化层216。热界面材料234通常是焊接材料，包括但不限于铅、锡、铟、银、铜及它们的合金。但是，已知大部分焊料对半导体晶片(特别是硅基半导体晶片)不润湿(即，粘接)。因此，背面金属化层216被选来粘结到半导体晶片后表面218，并且与热界面材料234相润湿。背面金属化层216通常是金属材料，包括但不限于金、银、镍等。但是，在对微电子器件晶片200的划片中，切片机(镶金刚石的金属)可能造成背面金属化层216碎裂，而暴露出半导体晶片后表面218的一部分。由于热界面材料234并不对半导体晶片后表面218润湿，因此在热界面材料234与半导体晶片后表面218之间形成了微间隙236，并在散热装置232和背面金属化层216之间形成差的(下垂)的热界面材料角焊缝(fillet)238，如图14所示。在对微电子管芯224操作期间，在背面金属化层216和热界面材料234之间的界面上出现了应力。这些应力可能导致分层，分层通常从微电子管芯224的角/边242开始。这种分层导致热导率下降和水汽侵蚀。随着导致热导率下降，微电子管芯224出现过热的危险，这可能导致其损坏或破坏。微间隙236和差的热界面材料角焊缝238使分层更加恶化。所以，开发一种可以有效地对微电子器件晶片进行划片，同时减少或基本上消除分层扩展的可能性的技术是有利的。附图说明尽管说明书以具体地指出了本专利技术的内容并对其要求权利的权利要求结束，但是当结合附图进行阅读时可以从以下对本专利技术的描述中非常方便地确认本专利技术的优点。图1是根据本专利技术的微电子器件晶片的侧视横截面图；图2a-c是根据本专利技术在微电子器件晶片的后表面中相对其划片道区域的位置所形成的沟槽的侧视横截面图；图3是根据本专利技术的具有设置在半导体晶片后表面和沟槽上的背面金属化层的微电子器件晶片的侧视横截面图；图4是根据本专利技术的微电子器件晶片紧贴划片带的背面金属化层的侧视横截面图；图5是根据本专利技术的在传统的晶片划片之后，图4的微电子器件晶片的侧视横截面图；图6是根据本专利技术的被连接到衬底的微电子管芯以及被连接到微电子管芯后表面的散热装置的侧视横截面图；图7a-c是根据本专利技术的图6的局部7的放大的侧视横截面图；图8是现有技术中具有多个未被分开的微电子器件的传统微电子器件晶片的俯视平面图；图9是现有技术中示出了划片道区域的图8的局部9的放大的俯视平面图；图10是现有技术中微电子器件晶片的划片道区域沿图9的线10-10的侧视横截面图；图11是现有技术中在晶片划片之后图9和10的微电子器件晶片的俯视平面图；图12是现有技术中微电子器件晶片的划片道区域沿图11的线12-12的侧视横截面图； 图13是现有技术中被连接到衬底的微电子管芯以及被连接到微电子管芯后表面的散热装置的侧视横截面图；以及图14是现有技术中的图13的局部14的放大的侧视横截面图。具体实施例方式在以下详细描述中，将参照那些以图解方式示出了其中可实施本专利技术的具体实施例的附图。这些实施例被充分详细地描述以使得本领域的技术人员能够实施例本专利技术。应该理解本专利技术的各种实施例尽管不一样，但是未必是相互排斥的。例如，这里结合一个实施例所描述的具体特征、结构或者特性可以在其它实施例中被实现，而不背离本专利技术的精神和范围。另外，应该理解在不背离本专利技术的精神和范围的情况下可以改变所公开的各个实施例中的多个单独的元件的位置和布置。因此，以下详细描述并不被作为是限制性的，本专利技术的范围仅由被正确解释的所附权利要求及其等同物的全部范围来定义。附图中，几个视图中的类似标号表示相同或相似的功能块。本专利技术包括，在背面金属化之前，在微电子器件晶片的后表面上、与其划片道相对的位置形成沟槽。当微电子晶片被划片为分开的微电子管芯时，划片沟道与该沟槽相遇。这得到了能更显著地减少或消除背面金属化层和热界面材料之间的分层的微电子管芯结构，其中热界面材料是在该结构形成后被施加来形成微电子管芯和散热装置之间的热接触的。图1图示了包括半导体晶片102的微电子器件晶片100，该半导体晶片102具有包含微电子器件电路(未示出)的有效表面104和背面106，它包括但不限于硅、砷化镓和磷化铟。微电子器件晶片100还包括位于半导体晶片有效表面104上的互连层108。该互连层108为集成电路中的集成电路部件之间的电通信提供线路。当然，应该理解，所使用的术语“晶片”并不仅仅包括整个的晶片，还包括它们的部分。互连层108一般是介电材料和经图案化的导电材料的交替层112，所述介电材料包括但不限于二氧化硅、碳化硅、氟氧化硅、掺碳二氧化硅、氮化硅、环氧树脂、聚酰亚胺、二苯基环丁烯等，所述导电材料包括铜、铝以及它们的合金等。用于制作互连层108的方法和工艺对于本领域的技术人员来说是显然的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电子器件，包括：具有有效表面、后表面以及至少一个侧面的微电子管芯；所述至少一个微电子管芯侧面包括至少一个沟槽侧壁、至少一个凸缘和至少一个沟道侧壁；以及设置在所述微电子管芯后表面和所述至少一个沟槽侧壁上的金属化层 。

【技术特征摘要】
US 2001-11-30 10/000,2291.一种微电子器件，包括具有有效表面、后表面以及至少一个侧面的微电子管芯；所述至少一个微电子管芯侧面包括至少一个沟槽侧壁、至少一个凸缘和至少一个沟道侧壁；以及设置在所述微电子管芯后表面和所述至少一个沟槽侧壁上的金属化层。2.如权利要求1的微电子器件，其中所述至少一个沟槽侧壁基本上平行于所述至少一个沟道侧壁。3.如权利要求2的微电子器件，其中所述至少一个凸缘基本上垂直于所述至少一个沟槽侧壁和至少一个沟道侧壁中的至少一个。4.如权利要求2的微电子器件，其中所述至少一个凸缘基本上与所述至少一个沟槽侧壁和至少一个沟道侧壁中的至少一个成角形。5.如权利要求2的微电子器件，其中所述至少一个凸缘基本上与所述至少一个沟槽侧壁和至少一个沟道侧壁中的至少一个成弧形。6.如权利要求1的微电子器件，其中所述金属化层是选自金、银、钛、铬、钒、钨和镍的至少一种金属。7.一种微电子器件组件，包括具有有效表面、后表面以及至少一个侧面的微电子管芯；所述至少一个微电子管芯侧面包括至少一个沟槽侧壁、至少一个凸缘和至少一个沟道侧壁；设置在所述微电子管芯后表面和所述至少一个沟槽侧壁上的金属化层；以及通过热界面材料被连接到所述微电子管芯后表面的散热装置。8.如权利要求7的微电子器件组件，其中所述至少一个沟槽侧壁基本上平行于所述至少一个沟道侧壁。9.如权利要求8的微电子器件组件，其中所述至少一个凸缘基本上垂直于所述至少一个沟槽侧壁和至少一个沟道侧壁中的至少一个。10.如权利要求8的微电子器件组件，其中所述至少一个凸缘基本上与所述至少一个沟槽侧壁和至少一个沟道侧壁中的至少一个成角形。11.如权利要求8的微电子器件组件，其中所述至少一个凸缘基本上与所述至少一个沟槽侧壁和至少一个沟道侧壁中的至少一个成弧形。12.如权利要求7的微电子器件组件，其中所述金属化层是选自金、银、钛、铬、钒、钨和镍的至少一种金属。13.如权利要求7的微电子器件组件，其中所述热界面材料选自铅、锡、铟、银、铜及它们的合金。14.如权利要求7的微电子器件组件，其中至少部分所述热界面材料的角焊缝从所述微电子管芯沟槽侧壁上的所述金属化层延伸到所述散热装置。15.一种对微电子器件晶片进行划片的方法，包括如下步骤提供包括半导体晶片的微电子器件晶片，所述半导体晶片具有后表面，所述微电子器件包括形成于其中并被至少一个划片道所分隔开的至少两个集成电路区域；形成至少一个与所述至少一个划片道相对，并从所述半导体晶片后表面延伸到所述半导体晶片中的沟槽，其中所述沟槽包括至少两个侧壁和底部；在所述半导体晶片后表面、所述至少两个沟槽侧壁和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉金德拉迪亚斯，比朱钱达恩，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]