具有鍍覆的引線框架的半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在本文中描述的各個(gè)實(shí)施例涉及具有鍍覆的引線框架的半導(dǎo)體器件及制造半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體材料上形成金屬層，以提供至半導(dǎo)體材料的良好歐姆接觸，并且在集成在半導(dǎo)體材料中的半導(dǎo)體器件的操作期間對在半導(dǎo)體材料中生成的熱進(jìn)行散熱。取決于半導(dǎo)體器件的操作，熱脈沖可能會發(fā)生，需要有效地對熱脈沖進(jìn)行散熱。
[0003]厚的金屬化層的制造可能會帶來問題，這是因?yàn)槌Ｓ玫某练e技術(shù)僅僅允許以低速率進(jìn)行沉積，這就導(dǎo)致長的制造時(shí)間。由于金屬與薄半導(dǎo)體材料的熱膨脹系數(shù)不同的影響，厚金屬化層也可能會導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力。此外，需要將沉積的金屬化層圖案化，這包括附加的制造工藝。
[0004]鑒于上述情況，需要進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括:提供具有第一側(cè)、第二側(cè)和各自用于接收和承載半導(dǎo)體芯片的多個(gè)插口的載體襯底，插口從載體襯底的第一側(cè)延伸至載體襯底的第二側(cè)；將各自具有第一側(cè)和第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片放置在插口中，其中插口使半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)的和第二側(cè)的至少部分暴露出來；將金屬鍍覆在插口中以在半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)形成與半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)接觸的金屬結(jié)構(gòu)；以及切斷載體襯底以形成單獨(dú)的半導(dǎo)體器件。
[0006]根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體器件方法包括:提供具有第一側(cè)、第二側(cè)和各自用于接收和承載半導(dǎo)體芯片的多個(gè)插口的載體襯底，插口從載體襯底的第一側(cè)延伸至載體襯底的第二側(cè)；將各自具有第一側(cè)和第二側(cè)的半導(dǎo)體芯片放置在插口中，其中插口使半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)的和第二側(cè)的至少部分暴露出來；提供具有第一側(cè)、第二側(cè)和從第一側(cè)延伸至第二側(cè)的多個(gè)開口的覆蓋襯底；將覆蓋襯底的第二側(cè)與載體襯底的第一側(cè)接合(join)并且與半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)接合，其中覆蓋襯底的開口使半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)的一部分暴露出來；以及將金屬鍍覆在插口和開口中，以至少在半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)形成與半導(dǎo)體芯片的第一側(cè)接觸的第一金屬結(jié)構(gòu)，以及在半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)形成與半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)接觸的第二金屬結(jié)構(gòu)。
[0007]根據(jù)實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件包括由絕緣無機(jī)材料制成的絕緣載體結(jié)構(gòu)。載體結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)插口。具有第一側(cè)、第二側(cè)和橫向邊緣的半導(dǎo)體芯片設(shè)置在插口中，其中載體結(jié)構(gòu)橫向地圍繞半導(dǎo)體芯片和橫向邊緣。金屬結(jié)構(gòu)布置在半導(dǎo)體芯片的第二側(cè)與第二側(cè)接觸并且嵌入在載體結(jié)構(gòu)中。
[0008]在閱讀以下詳細(xì)說明并且在查看對應(yīng)附圖之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]在附圖中的部件并不一定按照比例繪制而成，而是將重點(diǎn)放在圖示本發(fā)明的原理上。而且，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指相應(yīng)的部件。
[0010]圖1A至圖1E圖示了根據(jù)實(shí)施例的在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的工藝步驟。
[0011]圖2A至圖2M圖示了根據(jù)實(shí)施例的在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的工藝步驟。
[0012]圖3圖示了根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。
[0013]圖4A至圖4B圖示了根據(jù)實(shí)施例的在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的工藝步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在以下詳細(xì)說明中對附圖進(jìn)行參考，這些附圖構(gòu)成本說明書的一部分，以及在附圖中以圖示的方式示出了可以實(shí)踐本發(fā)明的各個(gè)具體實(shí)施例。在這點(diǎn)上，參考所描述的一個(gè)或多個(gè)附圖的取向來使用定向術(shù)語，諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“首”、“尾”、“橫向”、“垂直”等。因?yàn)閷?shí)施例的部件可以定位在多個(gè)不同的取向上，所以定向術(shù)語的使用是出于圖示之目的，而絕非限制。要理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，也可以使用其他實(shí)施例，而且可以做出結(jié)構(gòu)上或者邏輯上的改變。因此，以下詳細(xì)說明不應(yīng)被視為具有限制意義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書定義。所描述的實(shí)施例使用了具體的語言，但是該具體語言不應(yīng)被解釋為是對所附權(quán)利要求書的范圍的限制。
[0015]在本說明書中，半導(dǎo)體襯底的第二表面被認(rèn)為是由半導(dǎo)體襯底的下表面或者背側(cè)表面形成，而第一表面則被認(rèn)為是由半導(dǎo)體襯底的上表面、前表面或者主表面形成。因此，在本說明書中使用的術(shù)語“上方”和“下方”描述了結(jié)構(gòu)特征對于另一結(jié)構(gòu)特征的考慮到該取向的相對位置。
[0016]術(shù)語“電連接”和“電連接至”描述了在兩個(gè)元件之間的歐姆連接。
[0017]接下來參考圖1A至圖1E對實(shí)施例進(jìn)行描述。本實(shí)施例包括，形成具有嵌入在絕緣載體襯底中的鍍覆的引線框架的半導(dǎo)體器件。
[0018]參考圖1A至圖1B，提供了具有第一側(cè)101以及與第一側(cè)101相對的第二側(cè)102的載體襯底100,如在圖1B中最佳示出的(best shown),該圖1B圖示了圖1A的放大的部分。
[0019]載體襯底100包括多個(gè)插口 105。每個(gè)插口 105的大小和形狀設(shè)計(jì)用于接收和承載半導(dǎo)體芯片。插口 105從載體襯底100的第一側(cè)101延伸至載體襯底100的第二側(cè)102，并且通過在載體襯底100中的開口形成。
[0020]載體襯底100可以是晶片，以允許如下文所描述的，關(guān)于一個(gè)單個(gè)的半導(dǎo)體芯片，同時(shí)處理獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片。因此，以下說明并不限于單個(gè)半導(dǎo)體芯片，并且也包含對在載體襯底100的相應(yīng)插口 105中的多個(gè)半導(dǎo)體芯片的同時(shí)處理。
[0021]在圖1C中最佳示出的進(jìn)一步工藝中，將具有第一側(cè)201、第二側(cè)202和橫向邊緣203的半導(dǎo)體芯片200放置在插口 105中。如圖1C所圖示的，插口 105包括用于保持和承載半導(dǎo)體芯片200的外圍階形部103。通常，每個(gè)插口 105接收單個(gè)半導(dǎo)體芯片200。插口105使半導(dǎo)體芯片200的第一側(cè)201的和第二側(cè)202的至少部分不被覆蓋。
[0022]半導(dǎo)體芯片200可以由適用于制造半導(dǎo)體部件的任何半導(dǎo)體材料制成。這類材料的示例包括但是不限于，基本的半導(dǎo)體材料(諸如，硅(Si))、IV族化合物半導(dǎo)體材料(諸如,碳化娃(SiC)或者娃鍺(SiGe))、二元、三元或者四元II1- V族半導(dǎo)體材料(諸如，砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、磷化銦鎵(InGaP)或者砷磷化銦鎵(InGaAsP))、以及二元或者三元I1-VI族半導(dǎo)體材料(諸如，締化鎘(CdTe)和碲化汞鎘(HgCdTe))，僅舉幾例。上面所提及的半導(dǎo)體材料也稱為同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。當(dāng)結(jié)合兩種不同的半導(dǎo)體材料時(shí)，形成異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料的示例包括但是不限于，硅(SixCh)和SiGe異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。對于功率半導(dǎo)體應(yīng)用，目前主要使用S1、SiC和GaN材料。
[0023]在如圖1D所示的進(jìn)一步的工藝中，將金屬鍍覆在載體襯底100的第二側(cè)102的插口 105中，以在半導(dǎo)體芯片200的第二側(cè)202形成與第二側(cè)202接觸的金屬結(jié)構(gòu)152。通常，金屬結(jié)構(gòu)152與載體襯底100的第二側(cè)102齊平。由于金屬在鍍覆時(shí)可以生長在載體襯底100的第二側(cè)102之上，所以可以通過對載體襯底100和金屬結(jié)構(gòu)152進(jìn)行研磨來獲得平整表面。
[0024]在進(jìn)一步工藝中，例如通過鋸180或者激光對載體襯底100進(jìn)行切割以形成單獨(dú)的半導(dǎo)體器件600。其他切割工藝，例如劃片和裂片等，也適用。切割線與相應(yīng)芯片200的橫向邊緣203間有距離，從而使得未切割到半導(dǎo)體芯片200。由于僅僅對載體襯底100進(jìn)行切割，所以可以使用適應(yīng)于載體襯底100的材料的切割工具，這改進(jìn)了切割質(zhì)量。未切割到半導(dǎo)體芯片200?？梢员苊廨d體襯底100的碎裂和對半導(dǎo)體芯片200的污染。此外，半導(dǎo)體芯片200的橫向邊緣203也保持嵌入在載體襯底100中。如圖1E所示，在切割之后，玻璃襯底100橫向地圍繞半導(dǎo)體芯片200，并且保護(hù)半導(dǎo)體芯片200的橫向邊緣203。
[0025]此外，由切割后的載體襯底100和芯片200形成的混合結(jié)構(gòu)為芯片200提供了充足的機(jī)械穩(wěn)定性。由此，可以可靠地處理薄的芯片200。
[0026]載體襯底200可以是無機(jī)絕緣材料。合適的無機(jī)絕緣材料是非晶或者多晶的絕緣材料。例如玻璃襯底和陶瓷。
[0027]如圖1D所圖示的，每個(gè)芯片200獨(dú)立地設(shè)置有單獨(dú)的金屬結(jié)構(gòu)152。本工藝也可以稱為獨(dú)立芯片200的直接金屬化。獨(dú)立芯片200與晶片不同，這是因?yàn)樾酒?00是通過切割具有多個(gè)獨(dú)立半導(dǎo)體部件的半導(dǎo)體晶片材料而形成的。沿著在相鄰半導(dǎo)體部件之間延伸的線對晶片進(jìn)行切割，以形成各自包括半導(dǎo)體部件的單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片。
[0028]根據(jù)實(shí)施例，通過對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行處理以形成多個(gè)半導(dǎo)體部件，并且通過對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行切割以形成其中每個(gè)包括半導(dǎo)體部件的單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片，來形成半導(dǎo)體芯片。
[0029]金屬結(jié)構(gòu)152形成嵌入在載體