半导体器件以及制造半导体器件的方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件以及制造半导体器件的方法。提供了一种半导体器件，包括半导体层；包括透明材料的保护层；以及密封半导体层和保护层之间的间隙的透明树脂层。杨氏模量比透明树脂层高的防碎部件被形成为与分割前的层结构的切割部分中的半导体层，并且在用于分割的所述切割部分中执行切割。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件以及制造半导体器件的方法
本技术涉及一种半导体器件和一种制造该半导体器件的方法，更具体地，涉及一个用来提供杨氏模量比切割部分中的透明树脂层高的防碎部件并防止切割中造成的半导体层的碎裂的

技术介绍
日本未经审查专利申请公开号2008-66679是相关技术的一个实例。近年来，固态成像元件（图像传感器）的PKG（封装）已以一种被称为芯片尺寸PKG（以下简称为CSP）的形式被大量生产。这样的CSP不同于由陶瓷或模制树脂形成的相关技术的空腔PKG。例如，随着其中相邻芯片之间的间隙通过晶片上的树脂壁被隔开的空腔配置被形成，传感器单元的保护层（例如，透明玻璃）和Si（硅）晶片被接合，硅通孔（以下简称为TSV）被形成，在与成像面相对的表面上进行重新布线，提供了焊接球，最后执行切割以用于分割。图12的A示出了具有上述空腔配置的CSP的固态成像元件（半导体器件）的配置的一个实例。在具有空腔配置的CSP中，如图12的A所示，半导体层100和保护层102由形成为粘接剂的树脂壁103接合。在这种情况下，由半导体层100、保护层102和树脂壁103划分的内部空间104充满空气。如图中所示，多个焊接球101被形成在半导体层100的成像面的背面侧上。在CSP中，通过TSV形成工艺来形成Deep-RIE或绝缘膜（SiO2）。然而，为了形成用于优异生产率的膜，有必要减小通孔直径与用于形成半导体层100的Si的厚度的纵横比。因此，通过背面研磨（以下简称为BGR）工艺，Si的厚度被减薄到，例如，约50μm至约100μm。然而，由于充满空气的内部空间104被形成在具有如图12的A所示的空腔配置的CSP中，支撑具有约50μm至约100μm的上述厚度的Si（半导体层100）的部分非常小。因此，特别是，在具有大尺寸的图像传感器中，存在一个问题，即，半导体层100会在BGR工艺中被弯曲，或者可能当在BGR工艺之后CSP被安装在基板上时由于产生的应力而相当大的弯曲。图12的B示出了在这种情况下半导体层100的弯曲（翘曲）的图像。当图像传感器的尺寸小时，Si的厚度与宽度的纵横比小。因此，Si的机械硬度比较高，并且很少会发生相当大的翘曲。然而，当图像传感器具有大的尺寸时，Si的厚度与宽度的纵横比很大。因此，随着Si的机械硬度被减弱，容易产生相当大的翘曲。半导体层100被翘曲的事实意味着成像面是弯曲的。因此，存在一个问题，即，由于成像面的弯曲，光学精度劣化。具体地，当发生上述翘曲时，透镜的光学聚焦位置在传感器的中心和边缘处偏离。因此，当在中心处实现聚焦时，存在一个问题，即，在边缘处产生模糊。为了解决由于具有所述空腔配置的CSP而造成的问题，已经提出了图13的A所示的具有无空腔配置的CSP。在具有无空腔配置的CSP中，如图13的A所示，半导体层100和由玻璃形成的保护层102之间的间隙填充有透明粘接剂树脂，并被形成为透明树脂层105。换句话说，相对于具有图12的A所示的空腔配置的前述CSP，内部空间104不是充满空气而是充满透明树脂。在这样的无空腔配置中，不仅Si（半导体层100）单体的机械硬度，而且由例如，约300μm至约800μm的相对厚的玻璃形成的保护层102的硬度被加入到翘曲中，如图12的B所示。因此，由于可以增加机械硬度，因此能够有效地防止发生翘曲。然而，在晶片级，为了实现上述的无空腔CSP结构，形成透明树脂层105的粘接性树脂被接合到整个晶圆表面上的玻璃（保护层102）。因此，在形成透明树脂层105的透明树脂中，引起的膜应力应尽可能小。否则，当Si和玻璃被接合时，可能会产生翘曲。此处，引起的应力小的事实意味着模量通常也降低（软化）。因此，为了实现如图13的A所示的无空腔配置，同时防止产生上述的翘曲，有必要减小形成透明树脂层105的透明树脂的弹性模量（降低杨氏模量）。
技术实现思路
然而，当形成透明树脂层105的透明树脂的弹性模量减小时，如上所述，用于分割的切割时可能产生半导体层100的碎裂（Si碎裂）。图13的B示出了切割时的状态。如图所示，在切割时，预定位置（切割部分）被分割前的层结构中的切割刀片110切割。在切割时，半导体层100不是固定的，且当形成透明树脂层105的透明树脂的弹性模量小时发生摇动。产生所谓的抖振。在传感器活性表面上，即，与透明树脂层105接触的半导体层100的表面上，发生碎裂（破裂）。具有小的弹性模量的透明树脂堵塞切割刀片110并因此剪切力被削弱的事实，是传感器活性表面上的碎裂的原因之一。期望提供一种半导体器件以及一种制造半导体器件的方法，能够防止切割时发生半导体层的抖振或切割刀片的堵塞，以及防止在切割中引起的半导体层的碎裂发生。根据本技术的一个实施方式，提供了一种半导体器件，其是作为固态成像元件的半导体器件，该半导体器件包括半导体层、包括透明材料的保护层，以及密封半导体层和保护层之间的间隙的透明树脂层。杨氏模量比透明树脂层更高的防碎部件被形成为与分割前的层结构的切割部分中的半导体层接触，并且在用于所述分割的所述切割部分中执行切割。此外，根据本技术的一个实施方式的半导体器件的另一种配置，透明树脂层被插入在防碎部件和保护层之间。此外，切割前的防碎部件的宽度被设置为在用于切割防碎部件的切割刀片的厚度B的1.5倍至3.0倍的范围内，而分割后的防碎部件的宽度被设置为在（1.5B/2-B/2）至（3B/2-B/2）的范围内。此外，透明树脂层的杨氏模量被设置为等于或小于1.5Gpa，而防碎部件的杨氏模量被设置为等于或大于2.5Gpa。此外，防碎部件包括树脂。此外，防碎部件包括任何硅氧烷基树脂、丙烯酸基树脂和环氧基树脂。此外，防碎部件的树脂材料包含填充物。此外，保护层包含玻璃。根据本技术的一个实施方式，提出了以下方法，作为一种制造半导体器件的方法。即，根据本技术的一个实施方式，提供了一种制造半导体器件的方法，其为一种制造半导体器件作为固态成像元件的方法，该方法包括，形成分割前的层结构，其中，半导体层和包括透明材料的保护层之间的间隙以晶片级由透明树脂所密封，以使杨氏模量比透明树脂层高的防碎部件被形成为与用于所述分割的切割部分中的半导体层接触；以及在切割部分中对所述分割前的层结构进行切割，所述切割部分在形成所述分割前的层结构的步骤中形成。根据本技术的实施方式，半导体器件具有一种配置，其中，半导体层和保护层之间的间隙被透明树脂密封，如在相关技术的无空腔配置那样。即，在这方面，能够防止在背面研磨（BGR）工艺中引起的半导体层的翘曲发生。此外，根据本技术的实施方式，杨氏模量比透明树脂层高的防碎部件被形成为与分割前的层结构的切割部分中的半导体层接触。因此，与其中具有相对低的杨氏模量的透明树脂层与半导体层接触的相关技术的无空腔配置相比，通过形成具有更高的杨氏模量的防碎部件以与半导体层接触，能够防止切割时半导体层的抖振（摇动），并防止切割刀片的堵塞。结果，能够有效地防止切割中引起的半导体层的碎裂的产生。根据本技术的上述实施方式，在被设计为通过用透明树脂层密封保护层和半导体层之间的间隙来防止发生在BGR工艺中引起的半导体层的翘曲的用作固态成像元件的半导体器件中，可以防止半导体层的抖振的发生，并防止在切割时切割刀片的堵塞，因此可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体层；保护层，包括透明材料；以及透明树脂层，密封所述半导体层和所述保护层之间的间隙，其中，杨氏模量比所述透明树脂层高的防碎部件被形成为与分割前的层结构的切割部分中的所述半导体层接触，并且在用于所述分割的所述切割部分中执行切割。

【技术特征摘要】
2012.08.28 JP 2012-1879271.一种半导体器件，包括：半导体层；保护层，包括透明材料；以及透明树脂层，密封所述半导体层和所述保护层之间的间隙，其中，杨氏模量比所述透明树脂层高的防碎部件被形成为与分割前的层结构的切割部分中的所述半导体层接触，并且在用于所述分割的所述切割部分中执行切割。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述透明树脂层被插入在所述防碎部件和所述保护层之间。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，切割前的所述防碎部件的宽度被设置为在用于切割所述防碎部件的切割刀片的厚度B的1.5倍至3.0倍的范围内，以及其中，所述分割后的所述防碎部件的宽度被设置为在B/2至3B/2的范围内。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述透明树脂层的杨氏模量被设置为等于或小于1.5Gpa，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：高地泰三，胁山悟，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP