半导体空腔的临时机械稳定的制作方法

本公开涉及一种用于制作电子器件的方法。

背景技术：

例如，麦克风、压力和气体传感器在诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、汽车和医疗设备等的电子设备中使用。这种器件现在可以被构造为硅微机电系统(mems：micro-electro-mechanicalsystem)。例如，在麦克风中，背部容积空间形成在mems声音装置的下方或后方。例如，术语“背部容积空间”可以指与mems声音部件、例如声波可能作用的膜相反的空间，并且也可以称为背侧空腔。背部容积空间在一侧由mems膜限制，在另一侧由覆盖麦克风空腔的盖或罩限制。

例如，如前所述，可以以半导体晶片、例如硅晶片作为开始在晶片级基础上制作mems器件。在例如通过刻蚀在半导体晶片中形成空腔之后，由于所述半导体晶片的低的机械稳定性，特别是如果所述空腔被刻蚀至先前已经制作在所述半导体晶片的主面上的薄mems结构，则可能会出现问题。对于所述半导体晶片的进一步加工，机械稳定性的这些问题可能会变成阻碍。

技术实现要素：

根据本公开的第一方面，一种用于制作电子器件的方法包括：提供半导体晶片；在所述半导体晶片中形成多个空腔；将稳定化材料填充到所述空腔中；通过将盖片施加在所述半导体晶片上来制作临时面板，所述盖片覆盖所述空腔；将所述临时面板单个化地分割成多个半导体器件；通过将所述半导体器件嵌入包封材料中来制作嵌入式晶片；将每一个半导体器件的所述盖片去除；以及将所述嵌入式晶片单个化地分割成多个电子器件。

根据本公开的第二方面，一种用于制作电子器件的方法包括：提供包括多个空腔的半导体晶片；将稳定化材料填充到所述空腔中；将所述半导体晶片单个化地分割成多个半导体器件；通过将所述半导体器件嵌入包封材料中来制作嵌入式晶片；将所述稳定化材料从所述空腔中去除；以及将所述嵌入式晶片单个化地分割成多个电子器件。

本领域技术人员在阅读以下详细描述并考虑到附图后会认识到附加的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对示例的进一步理解，附图并入到说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了示例，并与下面的描述一起用于解释示例的原理。由于参考以下详细描述变得更好理解，可以更好地明白其它示例和示例的许多预期优点。

图1示出了用于说明根据第一方面的用于制作电子器件的示例性方法的流程图。

图2示出了用于说明根据第二方面的用于制作电子器件的示例性方法的流程图。

图3包括图3a至3g，并且示出了用于说明根据一个示例的用于制作电子器件的方法的示意性侧剖视图。

具体实施方式

现在参考附图描述各方面和示例，其中，在全文中通常使用相同的附图标记来指代相同的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对示例的一个或两个以上方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，可以以较小程度的具体细节来实施示例的一个或两个以上方面是显而易见的。在其它情况下，以示意图形式示出了已知的结构和元件，以便于描述示例的一个或两个以上方面。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它示例，并且可以进行结构或逻辑上的改变。还应指出，附图不是按比例的或不是必须按比例的。同样在附图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度可能被夸大。

在下面的详细描述中，参考了构成说明书的一部分的附图，所述附图通过图示说明可以实施本公开的具体方面。在这点上，可以参考所描述的图的取向来使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”等方向性术语。由于所描述的器件的部件可以以多个不同的取向定位，所以方向性术语可以用于说明的目的，而不是限制。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它方面，并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被认为是限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求限定。

此外，虽然可能仅针对几个实施方式中的一个来公开了示例的特定特征或方面，但是也可以根据需要将这样的特征或方面与其它实施方式的一个或两个以上其它特征或方面组合，这对于任何给定或特定应用可能是有利的。此外，就详细描述或权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”、“带有”或其它变体的术语而言，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式是开放式。可以使用术语“耦合”和“连接”以及其派生词。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或相互作用，而不管它们彼此是直接的物理接触或电接触，还是彼此不直接接触。用于描述元件之间的关系的其它词应该以类似的方式来解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”，“相邻”与“紧邻”等)。另外，术语“示例性”仅仅意味着作为一个示例，而不是最佳或最优。因此，以下详细描述不应被认为是限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求限定。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。进一步理解，术语“包含”、“包含…”、“包括”和/或“包括…”在本文中使用时，指定所述特征、整体结构、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在或附加一个或两个以上其它特征、整体结构、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将进一步理解，术语、例如在通常使用的字典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域的背景下的含义一致的意义，并且不会以理想化的或过度正式的方式解释，除非本文明确定义。

一种用于制作电子器件的方法的示例包括在一个特定场景下将半导体器件嵌入包封材料中。包封材料可以是任何电绝缘材料，例如任何种类的模制材料、任何种类的树脂材料或任何种类的环氧树脂材料、双马来酰亚胺或氰酸酯。包封材料也可以是聚合物材料、聚酰亚胺材料或热塑性材料。包封材料还可以包括任何上述材料，并且还包括嵌入其中的填充材料，例如导热增加物。这些填料增加物可以由sio、sic、al2o3、zno、aln、bn、mgo、si3n4或陶瓷或诸如cu、al、ag或mo的金属材料制成。此外，填料增加物可具有纤维的形状，例如可以由碳纤维或纳米管制成。包封材料还可能包括用于调节制造性能的其它添加剂。

就用于制作电子器件的方法被描述为具有特定顺序的方法步骤而言，应当提及的是，技术人员就可以采用任何其它合适顺序的方法步骤。

图1示出了用于说明根据第一方面的用于制作电子器件的示例性方法的流程图。图1的方法100包括提供半导体晶片(110)，在所述半导体晶片中形成多个空腔(120)，将稳定化材料填充到所述空腔中(130)，通过将覆盖所述空腔的盖片施加在所述半导体晶片上来制作临时面板(140)，将所述临时面板单个化地分割成多个半导体器件(150)，通过将所述半导体器件嵌入包封材料中来制作嵌入式晶片(160)，将每一个所述半导体器件的所述盖片去除(170)，以及将所述嵌入式晶片单个化地分割成多个电子器件(180)。

根据第一方面的方法100的一个示例，在去除所述盖片之后，所述稳定化材料也将从所述空腔中被去除。根据其另一个示例，所述稳定化材料将通过借助于液体、特别是借助于丙酮或甲苯冲洗空腔而被去除。

根据第一方面的方法100的一个示例，根据所述方法的后续步骤的预期工艺温度选择稳定化材料的种类。

根据第一方面的方法100的一个示例，选择稳定化材料使得其熔化温度ts在40℃至160℃范围内、更具体地在45℃至150℃范围内。

根据第一方面的方法100的一个示例，选择稳定化材料使得其被配置为在温度ta下将其物理状态从非晶态改变为粘弹性或反之，其中，所述温度ta在40℃至160℃范围内、更具体地在50℃至150℃范围内。

根据第一方面的方法100的一个示例，选择稳定化材料使得其可以被除丙酮或甲苯之外的其它溶剂、特别是比丙酮或甲苯腐蚀性低的溶剂洗涤掉或冲洗掉。

根据第一方面的方法100的一个示例，稳定化材料包括热塑性材料、聚合物、诸如阿皮松蜡的蜡、聚乙烯、聚丁二烯、反式-1，4-聚丁二烯、聚丙烯、非晶态聚合物和共济失调聚苯乙烯中的一种或两种以上。

根据第一方面的方法100的一个示例，将稳定化材料填充到空腔中，使得在每个空腔中20％至80％的空腔的容积被稳定化材料占据。根据其另一个示例，将稳定化材料填充到空腔中，使得在每个空腔中30％至70％、更具体地40％至60％、更具体地45％至55％、更具体地约50％的空腔的容积被稳定化材料占据。以这种方式并且通过选择上述材料中的一种或两种以上来用于稳定化材料，可以确保在整个工艺中稳定化材料不会对半导体器件施加任何热力学应力。

根据其另一个示例，空腔的相应剩余容积被排气，使得在由于工艺温度升高到熔化温度以上而使稳定化材料液化的情况下，液态稳定化材料可以自由流入空腔的剩余容积。

根据第一方面的方法100的一个示例，半导体晶片包括第一主面和与所述第一主面相反的第二主面，其中，在形成空腔之前，多个mems结构形成在所述第一主面处，并且所述空腔形成在所述第二主面中，使得每个空腔从所述第二主面延伸到所述mems结构中的一个之上的距离。根据其另一个示例，mems结构中的每一个可以包括最初被氧化物覆盖的薄半导体膜，其中，通过刻蚀至氧化物来执行空腔的形成。

根据第一方面的方法100的一个示例，形成空腔包括刻蚀半导体晶片的半导体材料。

根据第一方面的方法100的一个示例，施加盖片包括将半导体片、特别是另外的半导体晶片施加到已经被加工的半导体晶片上。

根据第一方面的方法100的一个示例，制作嵌入式晶片包括晶片级封装工艺。其具体示例将在下面结合图3a-3g进一步描述。

图2示出了根据第二方面的用于制作电子器件的示例性方法的流程图。第二方面的方法200包括提供包括多个空腔的半导体晶片(210)，将稳定化材料填充到所述空腔中(220)，将所述半导体晶片单个化地分割成多个半导体器件(230)，通过将半导体器件嵌入包封材料中来制作嵌入式晶片(240)，将所述稳定化材料从所述空腔中去除(250)，以及将所述嵌入式晶片单个化地分割成多个电子器件(260)。

根据第二方面的方法200的一个示例，根据所述方法的随后的步骤的预期工艺温度来选择稳定化材料的种类。

根据第二方面的方法200的一个示例，在将稳定化材料填充到所述空腔中之后，通过将覆盖所述空腔的盖片施加在所述半导体晶片上来制作临时面板。此后，所述临时面板被单个化地分割成多个半导体器件，并且在将所述半导体器件嵌入包封材料之后，去除所述盖片。

根据第二方面的方法200的一个示例，去除稳定化材料包括借助于液体、特别是借助于丙酮或甲苯冲洗空腔。

第二方面的方法200的另外的示例可以通过将其与上述结合第一方面的方法100所描述的特征或方面来形成。

图3a-3g示出了用于说明用于制作电子器件的示例性方法的示意性侧剖视图。

图3a示出了半导体晶片300、特别是硅晶片的截面，半导体晶片300包括从半导体晶片300的上部第一主面301形成的多个空腔310。空腔310可以例如通过刻蚀形成。在形成空腔310之前，mems器件(未示出)可以形成在半导体晶片300的下部第二主面302上或邻近半导体晶片300的下部第二主面302形成，使得mems器件邻近空腔310的底部形成。

图3b示出了填充有稳定化材料315的空腔310。稳定化材料315可以以使得空腔310的容积的大约一半被稳定化材料315占据的方式填充到空腔310中。稳定化材料315可以是任何种类的聚合物或另一种有机材料或如上所述的材料的任何一种。

图3c示出了将盖片320附连到半导体晶片300上，使得盖片320覆盖空腔310。盖片320可以是半导体晶片、特别是硅晶片，并且其可以通过粘合剂层321附连到半导体晶片300。以这种方式，生产出基本上由经处理的半导体晶片300和盖片320组成的临时面板。此后，可以执行该方法的多个工艺步骤，不在这里描述。在这些工艺步骤之后，沿着虚线将所述临时面板单个化地分割成单独的半导体器件300.1。

图3d示出了通过将半导体器件300.1嵌入包封材料350中来制作重新配置的晶片。半导体器件300.1中的每一个包括通过相应的粘合剂层部分321.1附连到半导体本体的其自身的盖片部分320.1。将半导体器件300.1嵌入包封材料350中可以通过嵌入式晶片级封装进行，这意味着，例如半导体器件300.1以彼此适当的距离放置在临时载体上。半导体器件300.1借助于诸如热分解箔的粘合剂箔附连到临时载体。然后将包封材料350施加到半导体器件300.1上，使得包封材料350填充半导体器件300.1之间的居间空间并覆盖它们的上部主面。包封材料350的材料可以是上述材料中的任何一种。在包封材料350固化和硬化之后，去除临时载体并获得如图3d所示的嵌入式重新配置的晶片。

图3e示出了在每一个半导体器件300.1的顶部上去除了包封材料350的上层、盖片部分320.1和粘合剂层部分321.1之后的嵌入式重新配置的晶片。去除步骤可以通过例如磨削或化学机械抛光(cmp：chemical-mechanicalpolishing)来进行。此后，例如可以借助于例如丙酮或甲苯的液体溶剂冲洗，将稳定化材料315从每一个半导体器件300.1中去除。然而，如曾提到的在适当的稳定化材料350的情况下，也可以使用与丙酮或甲苯相比腐蚀性低的另一种液体溶剂。在清洁或冲洗掉稳定化材料350之后，再次获得空的空腔310。

图3f示出了在将盖面板360附连或结合到空腔的顶部上之后的嵌入式重新配置的晶片，使得盖面板360形成每个空腔310的上壁。盖面板360可以由任何合适的材料制成。例如，盖面板可由任何种类的模制复合物制成，也可由诸如si的半导体材料、玻璃、陶瓷或金属制成。将盖面板附连或结合到嵌入式重新配置的晶片上可以在金属表面的情况下通过胶合或粘合或通过焊接来进行。例如，可以通过印刷将胶水或粘合剂施加到所述表面中的一个或两者上。在附连盖面板360之后，嵌入式重新配置的晶片将沿着虚线被单个化地分割。

图3g示出了完成的电子器件370，其包括半导体器件300.1，半导体器件300.1包括空腔310，半导体器件300.1嵌入包封材料部分350.1中并且被盖面板部分360.1覆盖。应当提及的是，电子器件370还可以包括用于将电子器件370附接到印刷电路板(pcb：printedcircuitboard)的电接触区域(未示出)。例如，电接触区域可以形成在包封材料部分350.1的下表面处，并且可以在施加包封材料350期间或在施加包封材料350之后以一个步骤制作。

虽然已经针对一个或两个以上实施方式示出和描述了本发明，但是在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对所示示例进行改变和/或修改。特别是关于由上述部件或结构(组件、装置、电路、系统等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这些部件的术语(包括对“方法”的引用)旨在对应于执行所述部件的指定功能(例如，功能上相同)的任何部件或结构，即使在结构上不等同于在本文所示的本发明的示例性实施方式中执行功能的所公开的结构。