具有側壁間隔物的接觸墊及其制作方法技術

本發明專利技術涉及具有側壁間隔物的接觸墊及其制作方法。公開了一種芯片接觸墊和一種制作芯片接觸墊的方法。本發明專利技術的實施例包括：在工件上形成多個接觸墊，每個接觸墊具有下側壁和上側壁；以及減小每個接觸墊的下寬度，使得每個接觸墊的上寬度大于下寬度。方法進一步包括在多個接觸墊上形成光刻膠以及去除光刻膠的部分從而沿下側壁形成側壁間隔物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般地涉及半導體器件和制作半導體器件的方法。具體地說，本專利技術的實施例涉及具有側壁間隔物的芯片接觸墊和制作具有側壁間隔物的芯片接觸墊的方法。
技術介紹
功率半導體器件是在功率電子電路中用作開關或整流器的半導體器件。功率器件領域被劃分成兩個主要類別:兩端器件(二極管)，其狀態完全依賴于它們連接到的外部功率電路；和三端器件，其狀態不僅依賴于它們的外部功率電路，而且還依賴于在它們的驅動端(柵極或基極)上的信號。晶體管和晶閘管屬于那個類別。第二種分類是不太明顯的，但是對器件性能具有強烈影響:一些器件是多數載流子器件諸如肖特基二極管和M0SFET，而另一些是少數載流子器件諸如晶閘管、雙極晶體管、和IGBT。前者僅使用一種類型的電荷載流子，而后者使用兩者(即電子和空穴)。多數載流子器件更快，但少數載流子器件的電荷注入允許更好`的導通狀態性能。
技術實現思路
根據本專利技術的實施例，制作半導體器件的方法包括在工件上形成多個接觸墊，每個接觸墊具有下側壁和上側壁并且減少每個接觸墊的下寬度以便每個接觸墊的上寬度比下寬度大。方法進一步包括在多個接觸墊上形成光刻膠并且去除光刻膠的部分從而沿下側壁形成側壁間隔物。根據本專利技術的實施例，制作半導體器件的方法包括在工件上形成多個芯片接觸墊，其中每個芯片接觸墊具有上部分和下部分，上部分橫向突出下部分，并且其中每個芯片接觸墊包括沿著上部分的上側壁和沿著下部分的下側壁。方法進一步包括:在多個芯片接觸墊的下側壁上形成光刻膠間隔物；通過切割工件形成多個芯片，每個芯片具有接合接觸墊；和在載體上放置多個芯片中的一個芯片。方法最后包括將芯片接觸墊接合到載體的載體接觸墊和用封裝材料封裝芯片。根據本專利技術的實施例，半導體器件包括載體、布置在載體上的芯片和設置在芯片上的第一芯片接觸墊，第一芯片接觸墊具有下側壁和上側壁，第一芯片接觸墊的下寬度小于第一芯片接觸墊的上寬度，下寬度對應于下側壁而上寬度對應于上側壁。半導體器件進一步包括沿第一芯片接觸墊的下側壁布置的光刻膠側壁間隔物和封裝該芯片的封裝材料。【附圖說明】為了更完全地理解本專利技術及其優點，現在參考連同附圖進行的后面的描述，其中: 圖1圖示常規芯片接觸墊； 圖2a圖示在芯片接觸墊上具有側壁間隔物的包裝半導體器件的實施例； 圖2b圖示在芯片接觸墊上具有側壁間隔物的包裝半導體器件的進一步實施例； 圖3圖示芯片頂面的部分的詳細視圖的實施例；以及 圖4圖示制造具有帶有側壁間隔物的芯片接觸墊的半導體器件的方法的實施例的流程圖。【具體實施方式】下面詳細地討論目前優選實施例的制作和使用。然而應當理解的是，本專利技術提供了許多可應用的創造性構思，其可以體現于廣泛的各種具體背景中。所討論的具體實施例僅僅說明用于制作和使用本專利技術的具體方式并且不限制本專利技術的范圍。將在具體背景中關于實施例(即功率接觸元件的光刻膠側壁間隔物)描述本專利技術。然而，本專利技術也可以應用到其它接觸元件的其它類型的側壁間隔物。圖1圖示常規功率接觸墊120。常規功率接觸墊120被封裝在模制化合物140中。常規功率接觸墊120的問題是模制化合物不適當地附著到鈍化層110以及功率接觸墊的頂面和側壁上的氧化鈀。常規功率接觸墊120的進一步的問題是模制化合物的粗粒子不適當地填充緊密間隔的鄰近功率接觸墊120之間的空間125。最后，常規功率接觸墊120的問題是圍繞常規功率接觸墊120所使用的聚酰亞胺130的量產生顯著的晶片彎曲。因此，在側壁間隔物提供到鈍化層和芯片接觸墊的側壁的適當附著并且進一步在鄰近芯片接觸墊之間提供適當介電強度(擊穿每單位厚度的絕緣體所需要的電勢)的領域中需要包裝的功率半導體器件。本專利技術的實施例提供一種具有底切并且因此具有較小下寬度和較大上寬度的芯片接觸墊。本專利技術的實施例沿較小下寬度的側壁而不沿較大上寬度的側壁提供側壁間隔物。本專利技術進一步的實施例在緊密間隔的芯片接觸墊的相對側壁上提供側壁間隔物，其中芯片接觸墊之間的空間的大部分用封裝材料填充。本專利技術的實施例提供一種通過在芯片接觸墊上沉積正性光刻膠并且在不使用光刻掩膜的情況下曝光正性光刻膠而在芯片接觸墊上形成光刻膠側壁間隔物的方法。優點是可以通過在沒有光刻掩膜的情況下曝光正性光刻膠或以偽光刻掩膜曝光正性光刻膠來形成芯片接觸墊的側壁間隔物。進一步的優點是介電強度被增加并且因為使用了更少的光刻膠，晶片彎曲被減小。最后的優點是在不使用光刻掩膜的情況下很好地限定了側壁間隔物。圖2a示出了封裝功率半導體器件200的實施例。芯片210布置在載體220上。芯片210具有第一主表面211和第二主表面212。芯片接觸墊215布置在第一主表面212上。側壁間隔物217布置在芯片接觸墊215的側壁上。芯片接觸墊215經由接合引線230電連接到載體接觸墊225。芯片210用封裝材料240諸如模制化合物進行封裝。芯片210包括半導體襯底。半導體襯底可以是單晶體襯底諸如硅或鍺，或者化合物襯底諸如SiGe、GaAs、InP或SiC。一個或多個互連金屬化層可以設置在襯底上。鈍化層布置在金屬化層的頂面上以便密封芯片。芯片的頂面是第一主表面211。襯底的底部是芯片的第二主表面212。芯片接觸墊215布置在芯片210的頂面211上。芯片210可以包括集成電路(IC)或分立器件諸如單個晶體管。例如，芯片210可以包括功率半導體器件諸如雙極晶體管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、功率M0SFET、晶閘管或二極管。載體220可以包括襯底、引線框架或印刷電路板(PCB)。載體220可以包括載體接觸墊225。載體接觸墊225包括導電材料諸如金屬。例如，載體接觸墊225包括銅和鎳。芯片210通過粘合或焊接而附著到載體220。例如，芯片210的第二主表面212用膠帶接合或粘合到載體220的頂面。可替代地，芯片210的第二主表面212使用電絕緣粘合劑諸如樹脂接合或粘合到載體220的頂面。芯片接觸墊215經由接合引線230電連接到載體接觸墊225。接合引線230可以包括銅(Cu)、金(Au)或鋁(Al)。接合引線230經由球形接合工藝或楔形接合工藝可以連接到芯片接觸墊215和/或載體接觸墊225。下面關于圖3討論芯片接觸墊215的實施例。封裝材料240封裝芯片210并且覆在載體220的頂面上。封裝材料240可以是模制化合物。模制化合物240可以包括熱固性材料或熱塑性材料。模制化合物可以包括粗粒的材料粒子。在一個實施例中，芯片210可以附著到散熱器。散熱器可以設置在芯片210和載體220之間。在一個實施例中，載體220可以包括散熱器。包裝和散熱器提供了用于通過將熱量傳導到外部環境而從半導體器件去除熱量的裝置。大電流器件通常具有大管芯和包裝表面積以及較低的熱阻。圖2b示出包裝功率半導體器件250的另一個實施例。芯片260布置在載體270上。芯片260具有第一主表面261和第二主表面262。芯片接觸墊265設置在第二主表面262上。側壁間隔物267布置在芯片接觸墊265的側壁上。芯片接觸墊265經由焊球280電連接到載體接觸墊275。芯片260用封裝材料290諸如模制化合物進行封裝。圖2b的實施例可以包括與關于圖2a描述的類似或相同的材料和元件，除了芯片260和載體270之間的電連接。例如，芯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制作半導體器件的方法，該方法包括：在工件上形成多個接觸墊，每個接觸墊具有下側壁和上側壁；減小每個接觸墊的下寬度，使得每個接觸墊的上寬度大于下寬度；在多個接觸墊上形成光刻膠；以及去除光刻膠的部分從而沿下側壁形成側壁間隔物。

【技術特征摘要】
2012.08.16 US 13/587,8091.一種制作半導體器件的方法，該方法包括: 在工件上形成多個接觸墊，每個接觸墊具有下側壁和上側壁； 減小每個接觸墊的下寬度，使得每個接觸墊的上寬度大于下寬度； 在多個接觸墊上形成光刻膠；以及 去除光刻膠的部分從而沿下側壁形成側壁間隔物。2.根據權利要求1的方法，其中形成光刻膠包括形成正性光刻膠。3.根據權利要求2的方法，其中去除正性光刻膠包括曝光正性光刻膠和顯影正性光刻膠。4.根據權利要求3的方法，其中曝光正性光刻膠包括在不使用光刻掩膜的情況下曝光正性光刻膠。5.根據權利要求3的方法,其中曝光正性光刻膠包括以偽光刻掩膜曝光正性光刻膠。6.根據權利要求1的方法，其中光刻膠是聚酰亞胺或PBO(聚苯并惡唑)。7.根據權利要求1的方法，其中形成多個接觸墊包括形成銅層或銅合金層以及然后形成金屬材料層堆疊，其中金屬材料層堆疊包括鎳(Ni)和金(Au)。8.根據權利要求7的方法，其中形成銅層包括電化學電鍍銅，并且其中形成金屬材料層堆疊包括電化學電鍍鎳(Ni)，然后電化學電鍍鈀(Pd)，以及然后電鍍金(Au)。9.一 種制作半導體器件的方法: 在工件上形成多個芯片接觸墊，其中每個芯片接觸墊具有上部分和下部分，上部分橫向突出下部分，并且其中每個芯片接觸墊包括沿著上部分的上側壁和沿著下部分的下側壁； 在多個芯片接觸墊的下側壁上形成光刻膠間隔物； 通過切割工件形成多個芯片，每個芯片具有芯片接觸墊； 在載體上放置多個芯片中的一個芯片； 將芯片接觸墊接合到載體的載體接觸墊；以及 用封裝材料來封裝芯片。10.根據權利要求9的方法，其中形成光刻膠間隔物包括在工件上形成正性光刻膠以及從工件上去除正性光刻膠的部分從而形成正性光刻膠間隔物。11....

【專利技術屬性】
技術研發人員：J加特鮑爾，B魏德甘斯，
申請(專利權)人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：