形成晶片结构的方法、形成半导体器件的方法和晶片结构与流程

文档序号:11136399阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于形成半导体器件的方法,包括:

-将包括碳化硅的施主晶片(10)附着到包括石墨的载体晶片(20);

-沿着内部剥离层(13)分离施主晶片(10),使得形成包括碳化硅并且附着到载体晶片(20)的分离层(1);

-形成被部分支撑的晶片(100,200),包括在分离层(1)的内部部分之上移除载体晶片(20),同时留下附着到分离层(1)的载体晶片(20)的剩余部分(20’);以及

-进一步处理被部分支撑的晶片(100,200)。

2.权利要求1的方法,其中附着施主晶片包括以下中的至少一个:

-在施主晶片的键合表面(101,102)上沉积陶瓷成型聚合物前体;

-在载体晶片(20)上沉积陶瓷成型聚合物前体;

-形成包括载体晶片(20)、施主晶片(10)和键合层(42)的堆叠(50),键合层(42)包括陶瓷成型聚合物前体,并且布置在载体晶片(20)和施主晶片(10)的键合表面(101,102)之间;以及

-在200℃到700℃之间的温度下回火堆叠(50)。

3.权利要求2的方法,其中陶瓷成型聚合物前体包括聚碳硅烷。

4.权利要求2或3的方法,其中回火发生在包括氮、氩和/或氢的气氛中。

5.前述任一权利要求的方法,在至少部分移除载体晶片(20)之前还包括以下中的至少一个:

-在分离层(1)上沉积另外的碳化硅层(2);

-注入掺杂剂到分离层(1)中和/或到另外的碳化硅层(2)中;以及

-热退火。

6.前述任一权利要求的方法,其中支撑结构(20,25)被形成为覆盖分离层(1)的外围区域的环。

7.前述任一权利要求的方法,其中移除载体晶片(20)包括以下中的至少一个:

-铣削载体晶片(20)的内部部分;

-研磨载体晶片(20)的内部部分;

-载体晶片(20)的掩模刻蚀;

-暴露分离层(1)的内部部分;

-在载体晶片的剩余部(20’)上形成碳化硅层(25)包括沉积硅以及热力过程;以及

-从分离层(1)移除沉积的硅。

8.前述任一权利要求的方法,还包括注入高能量粒子到施主晶片(10)中以在附着施主晶片(10)前形成剥离层(13)。

9.前述任一权利要求的方法,其中进一步处理被部分支撑的晶片(100,200)包括以下中的至少一个:

-处理分离层(1);

-在分离层(1)中形成pn结;

-在分离层(1)上沉积碳化硅层(2,2’);

-在分离层(1)上形成金属化;

-在碳化硅层(2,2’)中形成另外的pn结;

-在碳化硅层(2,2’)上形成另外的金属化;以及

-将被部分支撑的晶片(100,200)分离为个体半导体器件。

10.一种用于形成晶片结构(100,200)的方法,包括:

-提供具有第一侧(101,102)的碳化硅晶片(10);

-从第一侧注入高能量粒子到碳化硅晶片(10)中;

-键合碳化硅晶片(10)的第一侧到包括石墨的载体晶片(20);

从碳化硅晶片(10)分离第一层(1);以及以下中的一个:

-在第一层(1)的内部部分之上移除载体晶片(20)以在第一层(1)处形成仅部分覆盖第一层(1)的支撑结构(20’,25);和

-在分离层(1)上沉积碳化硅层(2,2’)并且形成在碳化硅层(2,2’)处且仅部分覆盖碳化硅层(2,2’)的支撑结构(40)后移除载体晶片(20)。

11.权利要求10的方法,其中键合第一侧包括以下中的至少一个:

-用陶瓷成型聚合物前体涂覆第一层(1);

-用陶瓷成型聚合物前体涂覆载体晶片(20)的键合表面;

-形成包括载体晶片(20)、碳化硅晶片(10)和键合层(42)的堆叠,键合层(42)包括陶瓷成型聚合物前体并且布置在载体晶片(20)和碳化硅晶片(10)之间;以及

-在200℃到700℃之间的温度下回火堆叠。

12.权利要求10或11的方法,其中形成支撑结构(40)包括以下中的至少一个:

-在移除载体晶片(20)之前附着临时载体晶片(30)到碳化硅层(2,2’);

-附着支撑晶片(40)到第一层(1)且在第一层(1)的内部部分之上移除支撑晶片(40)同时留下附着到分离层(1)的支撑晶片(40)的剩余部分(40);

-附着支撑结构(40)到第一层(1);

-在第一层(1)处形成支撑结构(20’,25)后移除临时载体晶片(30);

-在移除载体晶片(20)后移除第一层(1);

-附着支撑结构(40)到碳化硅层(2,2’);

-附着支撑结构(40)到碳化硅层(2,2’)且在碳化硅层(2,2’)的内部部分之上移除支撑结构(40)同时留下附着到碳化硅层(2,2’)的支撑晶片(40)的剩余部分(40);以及

-在碳化硅层(2,2’)处形成支撑结构(40)后移除临时载体晶片(30)。

13.权利要求12的方法,其中附着临时载体晶片(30),附着支撑晶片(40)到第一层(1),附着支撑结构(40)到第一层(1),附着支撑结构(40)到碳化硅层(2,2’)和/或附着支撑晶片(40)到碳化硅层(2,2’)包括胶合和/或通过各自的粘附层来实现。

14.权利要求10至13中的任意一个的方法,其中在碳化硅层(2,2’)处形成支撑结构(40)后移除载体晶片(20)包括以下中的至少一个:

-抛光;和

-灰化。

15.权利要求10或11的方法,其中在内部部分之上移除载体晶片(20)包括以下中的至少一个:

-在载体晶片(20)上形成掩模(7);

-使用掩模(7)化学刻蚀载体晶片(20);

-使用掩模(7)离子束刻蚀载体晶片(20);

-使用掩模(7)等离子体刻蚀载体晶片(20);以及

-机械移除载体晶片(20)的至少部分。

16.一种晶片结构(100,200),包括:

-碳化硅晶片(1,2);和

-支撑结构(20’,25,40),包括硅、碳化硅、石墨和玻璃中的至少一个,其中当从上面看时,支撑结构(20’,25,40)胶合在围绕碳化硅晶片(1,2)的器件区域的碳化硅晶片(1,2)的外围区域上,并且其中支撑结构(20’,25,40)仅部分覆盖碳化硅晶片(1,2)。

17.权利要求16的晶片结构,其中当从上面看时,支撑结构(20’,25,40)是环形的或基本上是环形的,和/或其中支撑结构(20’,25,40)仅覆盖外围区域或外围区域的主要部分。

18.权利要求16或17的晶片结构,其中碳化硅晶片(1,2)的厚度小于100μm,和/或其中碳化硅晶片(1,2)包括单晶分离层(1)、形成在单晶分离层(1)处的单晶外延SiC层(2)和形成在单晶分离层(1)和/或单晶外延SiC层(2)处的非单晶外延SiC层(2)中的至少一个。

19.权利要求16至18中的任意一个的晶片结构,其中支撑结构(20’,25,40)覆盖碳化硅晶片(1,2)的至多50%和/或其中支撑结构(20’,25,40)至少基本上覆盖外围区域,外围区域由具有至少1mm的宽度的环形结构限制。

20.权利要求16至19中的任意一个的晶片结构,其中支撑结构(20’,25)包括石墨本体(20’),其中支撑结构(20’,25)使用陶瓷成型聚合物前体胶合在外延区域上,和/或其中碳化硅晶片(1,2)和支撑结构(20’,25)之间的键合层(42)是n掺杂的。

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