金属化半导体管芯及其制造方法技术

本发明专利技术包括半导体管芯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属化半导体管芯及其制造方法
[0001]本专利技术涉及金属化半导体管芯以及制造和金属化半导体管芯的方法
。
[0002]在消费电子设备中，
ESD(
静电放电
)
保护变得至关重要，以确保在恶劣瞬态环境中的鲁棒性
。
作为表面安装器件
(SMD)
或芯片大小封装
(CSP)
器件制造的瞬态电压抑制
(TVS)
二极管在系统级处横跨宽范围的保护电子器件
。
为了实现未来器件的小型化目标，通过晶片级芯片规模封装
(WLCSP)
技术制造的
CSP
器件已经越来越多地用于半导体组件的小型化
。
[0003]现有技术的半导体管芯在若干个步骤中被制造成具有不同的钝化层和接触区域
。
[0004]专利
DE 102005004160 B4
公开了一种由
WLCSP
技术制造的半导体元件，其包括钝化层
、
电接触区域和施加到电接触区域的接触焊盘
。
[0005]专利申请
US2014/26488A1
描述了利用在单封分离
(singulate)
管芯之后的钝化步骤从晶片制造半导体管芯
。
两个接触焊盘被形成在每个半导体管芯的表面上，并且半导体管芯随后被从晶片单封分离
。
钝化层被施加到单封分离的管芯，但是不覆盖接触焊盘
。
[0006]专利申请
US2012/104414 A1
描述了从晶片制造半导体管芯的另一种方法
。
两个接触焊盘被施加到每个半导体管芯的一个表面，并且钝化层被形成在晶片的相对的表面上
。
然后，管芯被从晶片分离
。
[0007]专利申请
WO 2018/151405 A1
描述了一种芯片封装，其中半导体芯片被嵌入在绝缘主体中
。
[0008]专利申请
DE 102011056515 A1
公开了一种基于具有内部电极的钝化陶瓷或半导体主体的电
SMD
组件，外部接触焊盘和金属盖被施加到该内部电极
。
[0009]专利申请
JP 2012
‑
4480A
涉及一种用于在多层陶瓷主体上施加外部金属化并且随后固化金属化层的方法
。
特别地，金属膏通过丝网印刷施加到陶瓷主体的侧表面，并且然后被干燥固化并且在升高的温度下烧结
。
[0010]专利申请
JP 2002
‑
184645 A
涉及一种端子电极的生产过程，其中芯片的端部部分被浸入银的导体膏中以形成涂层薄膜，所述涂层薄膜被干燥，并且然后被在
600℃
或更高的温度下烧结
。
然后施加镍或锡涂层
。
[0011]鉴于现有技术方法的缺点，本专利技术的目的是公开一种改进的半导体管芯和制造半导体管芯的方法
。
[0012]该目的至少部分地通过所公开的半导体管芯和制造方法来解决
。
[0013]所述半导体管芯包括：包括半导体材料的基体；具有两个接触区域的表面，所述两个接触区域被提供有在其处管芯可以被电接触的接触焊盘；以及被直接施加到接触焊盘的两个金属盖
。
[0014]管芯的基体包括半导体材料
。
基体可以主要由半导体材料组成
。
半导体材料可以包括硅
(Si)
材料
。
基于半导体材料的管芯可以被用作用于
ESD
保护应用的
TVS
二极管
。
在进一步的实施例中，管芯可以被用作用于不同应用的微机电系统
(MEMS)
器件
。
替代地或附加地，管芯可以包括矿物材料
。
矿物材料可以包括陶瓷
。
管芯可以被用作电容器
、
变阻器或热敏电阻器
。
[0015]将金属盖应用于接触焊盘存在若干个优点
。
[0016]首先，管芯可以通过金属盖从外部电接触，所述金属盖具有比接触焊盘更大得多的外表面
。
由于钝化层，可以防止在金属盖和除了接触焊盘之外的管芯区之间出现电流
。
[0017]进一步地，接触焊盘的尺寸甚至可以减小
。
较小的接触焊盘允许增加接触焊盘之间的距离
。
接触焊盘之间增加的距离减少了不想要的影响，诸如漏电流或寄生电容
。
[0018]更进一步地，由于金属盖的大的外表面面积，在诸如
PCB(
印刷电路板
)
之类的其他器件上的管芯的组装过程被简化
。
所描述的金属盖优选地示出了优异的可焊性性质
。
[0019]由金属盖提供的管芯的附加金属化进一步增强了它们的稳定性，并且特别是整个管芯的弯曲强度和剪切强度
。
[0020]总的来说，通过将金属盖应用到管芯
(
例如
TVS
二极管
)
的电接触区，可以改进管芯的电性质，简化了管芯在
PCB
上的组装过程，并且可以实现管芯和外部器件之间的稳定和安全的电接触
。
[0021]所述管芯可以具有具备六个矩形边的长方体形状
。
[0022]优选地，基体是单片的，并且不包括另外的组件或结构元件
。
[0023]在一个实施例中，半导体管芯进一步包括将接触区域与接触焊盘相连接的两个夹层
。
[0024]接触区域
、
可选夹层和接触焊盘每个均包括导电材料
。
优选地，它们包括导电金属或金属混合物
。
三个所描述的结构元件中的每一个的材料成分彼此不同
。
例如，接触区域包括从铝或铜选择的材料，并且接触焊盘包括从铜
、
镍或金选择的材料
。
[0025]虽然接触区域被配置为电接触基体的半导体材料，但是接触焊盘被配置为接触外部电触点
。
夹层被配置为电连接和机械连接接触区域和接触焊盘
。
通过夹层，可以优化接触焊盘和接触区域之间的连接
。
[0026]更进一步地，公开了一种制造和金属化半导体管芯的方法，该方法包括若干个步骤
。
步骤的以下编号并不限定以其执行所述步骤的次序
。
所述步骤可以以编号的次序执行
。
[0027]上面描述的半导体管芯的所有特征可以应用于通过以下方法制造的半导体管芯
。
另一方面，通过以下方法制造的半导体管芯的所有特征也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
半导体管芯
(2)
，包括：包括半导体材料的基体
(20)
；具有两个接触区域
(4)
的表面，所述两个接触区域
(4)
被提供有在其处所述管芯
(2)
可以被电接触的接触焊盘
(6)
；以及被直接施加到接触焊盘
(6)
的两个金属盖
(11)。2.
根据权利要求1所述的半导体管芯
(2)
，进一步包括将接触区域
(4)
与接触焊盘
(6)
相连接的两个夹层
(46)。3.
一种制造半导体管芯
(2)
的方法，包括以下步骤：提供管芯
(2)
，所述管芯
(2)
包括包括半导体材料的基体
(20)
和具有两个接触区域
(4)
的表面，所述两个接触区域
(4)
被提供有在其处所述管芯
(2)
可以被电接触的接触焊盘
(6)
；将用于电钝化的钝化层
(21)
施加到所述管芯的表面，由此提供无钝化的区域，从而允许对每个接触焊盘
(6)
的外部访问；利用直接接触接触焊盘
(6)
的金属盖
(11)
来金属化管芯
(2)
的表面的部分
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中所述步骤以所陈述的次序执行
。5.
根据权利要求4所述的方法，包括：将管芯
(2)
在第一侧上装载到第一金属化带
(10)
，金属化包括至少一个接触焊盘
(6)
的未被第一金属化带
(10)
覆盖的管芯
(2)
的邻接区域，将管芯
(2)
在第二侧上装载到第二金属化带
(10)
，金属化包括至少一个接触焊盘
(6)
的未被第二金属化带
(10)
覆盖的管芯

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：TDK，
类型：发明
国别省市：