半导体器件的制造方法和半导体器件技术

本发明专利技术涉及半导体器件的制造方法和半导体器件。在制造半导体器件的方法中，第一半导体元件被安装在载体上。b阶段可固化聚合物被沉积在载体上。第二半导体元件被附着在该聚合物上。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法和半导体器件
本专利技术涉及制造半导体器件的方法、半导体器件以及使用b阶段可固化聚合物的方法。
技术介绍
半导体器件可包括多个由载体支撑的半导体元件，其中该元件的一个或多个与载体电绝缘。多芯片封装比如可包括一个或多个半导体功率芯片以及例如用于控制功率芯片的一个或多个逻辑和/或存储器芯片。这种器件通常可以用于控制和开关高的电流和电压，或者可以更具体地在电力电子电路中用作开关或整流器。
技术实现思路
根据一个实施例，提供了一种载体。第一半导体元件被安装在载体上。b阶段可固化聚合物被沉积在载体上。第二半导体元件被附着在该聚合物上。附图说明附图被包括从而提供对各种实施例的彻底理解，并且被结合在说明书中且构成其一部分。各图说明不同实施例，并且与说明书一起用于解释其各个方面。其它实施例以及所述实施例预期的优点将容易被理解并且参考下述具体描述而更好地理解。在图和描述中，相似附图标记通常始终用于表示相似元件。注意，图中所示各种元件和结构不一定按比例绘制。特征和/或元件被说明为具有相对于彼此的特定尺寸，这主要是为了清楚起见以及便于理解；因此，真实实施方式中的相对尺寸可能显著不同于此处说明的相对尺寸。图1A-1D示意性说明半导体器件制造方法的第一实施例；图2A-2J说明半导体器件制造方法的第二实施例；图3A、3B说明半导体器件制造方法的第三实施例；图4A、4B说明半导体器件制造方法的第四实施例；图5A-5C说明半导体器件制造方法的第五实施例；图6A-6C说明半导体器件制造方法的第六实施例；图7示意性说明半导体器件的实施例；以及图8为说明使用b阶段可固化聚合物的方法的实施例的流程图。具体实施方式在下文描述中，出于解释而非限制的原因，参考附图阐述各种实施例，所述实施例包括其许多特定细节，从而提供对本专利技术的彻底理解。应理解，在这些特定细节的一个或多个上不同的其它实施例可以被实践而不背离本专利技术的范围。因此，下文描述旨在是说明性的而非限制目的，并且本专利技术的范围应由所附权利要求限定。还将理解，此处描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合，除非明确指出不可以组合。在下文中描述了半导体器件，其可包括一个或多个半导体元件。例如在半导体器件的制造是在晶片水平执行的环境下，包括多个半导体芯片的这种器件的示例性实施方式可以称为多芯片封装。比如，半导体器件可以是由晶片水平封装技术得到的芯片级封装(CSP)。在这些或其它器件中，一个或多个半导体元件可以与载体关联地被提供。此处提到的载体可以是任何材料、尺寸和形状。载体可以由一种或多种金属材料制造，其包括金属合金，诸如例如镍、铜、钢、不锈钢、铝等，并且/或者可以由任何其它导电材料制成或者包括任何其它导电材料。附加地或可替换地，载体可包括诸如氧化铝的陶瓷材料，和/或任何其它电绝缘材料。附加地或可替换地，载体可包括诸如硅的半导体材料。通常，载体可以由下述制成，或者包括，和/或可以涂覆有：诸如单晶硅、碳化硅、二氧化硅等的硅材料。载体可以涂覆有诸如铜的导电材料。绝缘载体本体可以例如涂覆或覆盖有(结构化)导电层、诸如结构化铜板的(结构化)导电板。涂层也可以包括覆盖至少部分载体的电镀层(galvaniclayer)。载体的示例性实现方式可包括诸如金属或陶瓷衬底的衬底、引线框等。此处提到的半导体元件可以基于诸如Si、SiC、SiGe、GaAs等半导体材料来制造，并且通常可以包括不是半导体的无机和/或有机材料，诸如绝缘体、金属、塑料等。半导体元件的实现方式可包括无源或有源元件，诸如电阻器，电容器，电、电光和/或电机电路系统、集成电路(IC)和半导体芯片。半导体芯片的实施方式可包括功率芯片，诸如例如功率二极管、功率双极晶体管、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、JFET(结栅场效应晶体管)、功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等。附加地或可替换地，半导体芯片可包括控制电路系统、控制逻辑、逻辑IC、微处理器、微控制器等。附加地或可替换地，半导体芯片可包括其中芯片临时或永久地保持数据和/或程序的存储器设施，其包括RAM(随机存取存储器)芯片、ROM(只读存储器)芯片、闪存芯片等。半导体器件的实现方式可包括功率芯片以及逻辑和/或存储器芯片，存储器芯片适于控制功率芯片。一个或多个半导体元件可以电耦合到载体。通常，术语“耦合”和/或“电耦合”不暗示任何元件被直接耦合在一起。中间元件可以被提供在耦合元件之间。通常，布置在半导体器件中的任何半导体元件可以彼此电耦合，并且/或者电耦合到载体，并且/或者电耦合到外部。例如功率芯片的一个或多个半导体元件可以通过例如扩散焊接的焊接安装在载体上。用于焊接的材料(诸如铜)扩散到芯片的侧壁可能导致电气故障。例如，即使在层叠或成形(mold)器件中，在层叠或成形部件与芯片侧表面和/或载体(即金属衬底或金属层)之间的粘着不足的情况下，CuSi可能形成于半导体元件的硅侧表面上。一个或多个半导体元件可以与载体电绝缘。例如，多芯片器件可包括功率芯片，该功率芯片电耦合或连接到可以用作功率总线的载体。功率芯片也可以接合到逻辑芯片，该逻辑芯片被提供用于控制功率芯片。功率芯片还可以电连接到器件的外部环境。逻辑芯片可以与功率轨(载体)电绝缘。器件的一个或多个元件以及载体可以封装到成形部件、层叠件、预浸料材料等，其中可以采用诸如压缩成形或注射成形的层叠或成形技术。此处，它被称为b阶段可固化聚合物，其被理解为通常在两阶段(称为预固化阶段和(最终)固化阶段)中可固化的聚合物。这种聚合物通常在沉积在例如载体表面上之后是可流动的，并且/或者在预固化期间是可流动的。在最后固化期间以及之后，当聚合物材料的交联通常已经完成时，材料典型地不再是可流动的。通常，b阶段可固化聚合物的在沉积或应用期间和之后和/或在预固化期间的可流动性可以被控制，例如通过相应地配置聚合物的粘性。聚合物可以按照糊料、凝胶和/或其它粘稠或流体形式、箔等的形式被应用。聚合物可以使用各种技术被沉积或应用，所述技术包括下述中的一种或多种：旋涂、浸涂、印刷技术(包括喷墨印刷、丝网印刷)、配给、层叠技术(诸如膜层叠)、沉积一个或多个箔等。通过应用例如热量、UV辐射、伽玛辐射或其它技术，b阶段可固化聚合物可以被预固化和/或最后固化。根据各种实施例，预固化可以通过应用第一温度范围中的热量和/或通过应用紫外辐射来实现，而最后固化可以通过应用第二温度范围中的热量和/或通过应用伽玛辐射来实现。b阶段可固化聚合物可包括各种材料中的一种或多种，所述材料包括例如：特氟龙类型聚合物、聚酰亚胺、聚酰亚胺聚合物等。该聚合物可包括粘合剂。例如，该粘合剂可包括：(b阶段)树脂形式的环氧树脂粘合剂、(b阶段)树脂形式的丙烯酸粘合剂、包括环氧树脂和聚胺硬化剂的热固化聚合物等。也可以采用纤维增强塑料材料。聚合物或粘合剂可包括一种或多种填料材料。填料材料可以是电绝缘的并且可包括例如SiO2、Si3N4、AlN、BN、PTFE。该材料可以按照颗粒形式被提供，并且/或者可以是基于纤维的(包括纤维毡、预浸料等)。纤维的长度或直径可以在例如1-10微米的范围。填料材料可以导致类似于载体和/或器件的一个或多个半导体元件的CTE(热膨胀系数)的聚合物的CTE。示例性地，硅可具有约2.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，该方法包括：提供载体；将第一半导体元件安装在载体上；将b阶段可固化聚合物沉积在载体上；以及将第二半导体元件附着在聚合物上。

【技术特征摘要】
2012.04.20 US 13/4519301.一种制造半导体器件的方法，该方法包括：提供载体；将第一半导体元件安装在载体上；将b阶段可固化聚合物沉积在载体上；以及将第二半导体元件附着在聚合物上；其中，第二半导体元件通过聚合物附着在载体上，其中，面向载体的第二半导体芯片的表面接触聚合物，并且其中聚合物接触第二半导体元件的侧表面，其中，面向第二半导体元件的载体的表面接触聚合物，以及其中，当在垂直于载体的表面的方向上观看时，第二半导体元件的轮廓完全位于第一半导体元件的轮廓外部。2.根据权利要求1的方法，还包括预固化该聚合物。3.根据权利要求2的方法，其中聚合物的预固化包括聚合物接触第一半导体元件的侧表面。4.根据权利要求1的方法，其中聚合物包括粘合剂。5.根据权利要求1的方法，其中沉积聚合物包括聚合物接触第一半导体元件的侧表面。6.根据权利要求1的方法，其中沉积聚合物包括将载体的自由区覆盖到90%或更大的程度。7.根据权利要求1的方法，其中沉积聚合物包括将载体的自由区覆盖到小于60%的程度，或者覆盖第二半导体元件的覆盖区。8.根据权利要求1的方法，其中沉积聚合物包括拍打聚合物的沉积物。9.根据权利要求2的方法，其中在80℃至150℃范围中的温度执行该预固化。10.根据权利要求1的方法，还包括在高于150℃的温度执行最后固化。11.根据权利要求1的方法，其中将第二半导体元件附着在聚合物上还包括将第三半导体元件附着在聚合物上。12.一种半导体器件，包括：载体；安装在载体上的第一半导体元件；在载体上的固化的聚合物，其中聚合物接触第一半导体元件的侧表面；以及通过聚合物附着在载体上的第二半导体元件；其中，第二半导体元件通过聚合物附着在载体上，其中，面向载体的第二半导体芯片的表面接触聚合物，并且其中聚合物接触第二半导体元件的侧表面，其中，面向第二半导体元件的载体的表面接触聚合物，以及其中，当在垂直于载体的表面的方向上观看时，第二半导体元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：E菲尔古特，K霍赛尼，J马勒，M门格尔，
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：