源极向下半导体器件及其制造方法
【专利说明】源极向下半导体器件及其制造方法
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请是2014年8月4日提交的美国非临时申请N0.14/451，043的部分接续案申请，在此通过参考将该申请并入本文。
技术领域
[0003]本发明总地涉及半导体器件，并且在具体实施例中涉及源极向下半导体器件及其制造方法。
【背景技术】
[0004]半导体器件用在许多电子应用和其它应用中。半导体器件可以包括形成在半导体晶片上的集成电路。备选地，半导体器件可以被形成为单片器件，例如分立器件。通过在半导体晶片之上沉积许多类型的材料薄膜、对材料薄膜进行图案化、对半导体晶片的选择区域进行掺杂等，半导体器件被形成在半导体晶片上。
[0005]在常规半导体制造工艺中，在单个晶片中制造大量的半导体器件。每个晶片以批量模式被处理，或者单独地被处理，这是因为一些工艺有时对一个晶片的效果最佳。需要机械力的工艺，诸如抛光、单片化、研磨和其它工艺，不仅单独地被处理，而且也可以被安装在载体上用于在处理期间提供附加的支撑和稳定性。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个实施例，一种用于形成半导体器件的方法包括:在半导体衬底中形成器件区域，该半导体衬底包括第一侧和第二侧。器件区域与第一侧邻近地形成。该方法进一步包括:在半导体衬底的第一侧之上形成种子层；以及在种子层之上形成经图案化的抗蚀剂层。在经图案化的抗蚀剂层内的种子层之上形成接触焊盘。该方法进一步包括:在形成接触焊盘之后，去除经图案化的抗蚀剂层，以露出覆种子层的在经图案化的抗蚀剂层之下的部分；以及在种子层的露出部分之上形成保护层。
[0007]根据本发明的另一实施例，一种用于形成半导体器件的方法包括:在半导体衬底的第一侧之上形成种子层。半导体衬底在第一侧处包括器件区域。该方法包括:在种子层之上形成接触焊盘，同时露出种子层的与接触焊盘相邻的部分；以及在种子层的露出部分之上形成保护层。将膏剂涂覆在半导体衬底之上。膏剂覆盖保护层。该方法进一步包括:通过固化膏剂来形成陶瓷载体；以及通过使用陶瓷载体作为载体，来处理半导体衬底。
[0008]根据本发明的另一实施例，一种半导体器件包括芯片，该芯片包括经划片的半导体衬底、以及种子层，该种子层布置在经划片的半导体衬底的整个主表面之上、并且与经划片的半导体衬底的整个主表面重叠。经图案化的接触焊盘布置在种子层的部分之上，并且覆盖种子层的该部分。经划片的载体材料布置在经划片的半导体衬底之上，并且布置在经图案化的接触焊盘的侧壁处。
[0009]根据本发明的又一实施例，一种用于形成半导体器件的方法，该方法包括:在半导体衬底中形成器件区域，半导体衬底包括第一侧和第二侧，其中器件区域与第一侧邻近地形成；将半导体衬底的第一侧安装到载体上；以及对半导体衬底和载体进行单片化，以形成多个半导体裸片。
[0010]根据本发明的又一实施例，一种用于形成半导体器件的方法，该方法包括:在半导体衬底之上涂覆膏剂；通过固化膏剂，来形成陶瓷载体；以及通过将陶瓷载体用作载体，而减薄半导体衬底。
[0011]根据本发明的又一实施例，一种半导体芯片，包括:经划片的半导体衬底；以及经划片的载体，布置在半导体衬底之上。
【附图说明】
[0012]为了更全面地理解本发明及其优势，现在参考以下结合附图作出的描述，其中:
[0013]图1A图示了根据本发明的一个实施例的在完成前端工艺之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0014]图1B图示了根据本发明的一个实施例的在形成阻挡层和种子层之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0015]图1C图示了根据本发明的一个实施例的在形成经结构化的抗蚀剂层之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0016]图1D图示了根据本发明的一个实施例的在沉积用于形成接触焊盘的导电材料之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0017]图1E图示了根据本发明的一个实施例的在通过去除抗蚀剂层形成接触焊盘之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0018]图1F图示了根据本发明的一个实施例的在安装在载体上之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0019]图1G图示了根据本发明的一个实施例的在背侧金属化层的形成之后的半导体衬底；
[0020]图1H图示了根据本发明的一个实施例的在对背侧金属化层进行图案化之后的半导体衬底；
[0021]图1I图示了根据本发明的一个实施例的在单片化之后的半导体衬底；
[0022]图2A图示了根据本发明的一个实施例的在形成前端工艺以及涂覆载体材料之后的半导体衬底；
[0023]图2B图示了根据本发明的一个实施例的在用于对陶瓷载体进行抛光的抛光工艺期间的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0024]图2C图示了根据本发明的一个实施例的在形成经平坦化的陶瓷载体之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0025]图2D图示了根据本发明的一个实施例的使用载体系统的半导体衬底的处理；
[0026]图2E图示了根据本发明的一个实施例的在使用经平坦化的陶瓷载体使衬底减薄之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0027]图2F图示了根据本发明的一个实施例的在形成经图案化的背侧金属化层之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0028]图2G图示了根据本发明的一个实施例的在减薄载体之后的衬底和载体；
[0029]图2H和图21图示了根据本发明的一个实施例的在单片化的制备中利用划片胶带的放置在框架上的载体和衬底，其中图21图示了横截面图，图2H图示了顶视图；
[0030]图2J图示了根据本发明的一个实施例的在处理半导体芯片时的后续阶段期间的划片工艺；
[0031]图2K图示了根据本发明的一个实施例的在划片工艺之后形成的多个裸片；
[0032]图3图示了根据本发明的一个备选实施例的在形成经图案化的背侧金属化层之后的制造过程中的半导体器件的横截面图；
[0033]图4图示了包括根据本发明的实施例形成的芯片的半导体封装体。
【具体实施方式】
[0034]常规功率MOSFET被安装在封装体中的引线框架或衬底之上，其中源极引线和栅极引线背离引线框架。然而，当由功率器件支持的电压为大时，功率器件产生相当大的热量，该热量需要被快速地耗散掉。通常，热量通过下方的引线框架而耗散。
[0035]源极向下配置被日益增加地使用，以改善热量离开功率器件的传导。在这样的配置中，源极引线被直接安装在引线框架上，而漏极引线背离引线框架。由于使得源极引线更靠近散热器，所以可以改善散热。
[0036]在下文描述的各种实施例中，修改源极接触区域，以通过使用种子层和扩散阻挡层来基本覆盖衬底的所有表面区域。因此，与常规工艺不同，并不对在形成接触焊盘时所使用的扩散阻挡层和种子层进行图案化和去除。
[0037]将通过使用在图1至图3中描述的方法和在图4中描述的半导体封装体来进一步描述本发明的实施例。
[0038]图1包括图1A至图1I，图示了根据本发明的一个实施例的在制造过程中的半导体器件的截面图。
[0039]图1A图示了根据本发明的一个实施例的在前端工艺的完成之后的制造过程中的半导体器件的横截面图。
[0040]参照图1A，图不了在如端工艺的完成之后的半导体衬底10。半导体衬底10具有形成在其中的多个半导体器件，即芯片I。芯片I中的每个芯片可以是任意类型的芯片。例如，芯片I中的每个芯片可以是逻辑芯片、存储器芯片、模拟芯片、高功率开关和其它类型的芯片。芯片I中的每个芯片可以包括形成集成电路的诸如晶体管或二极管之类的多个器件，或可以是诸如单个晶体管或单个二极管之类的分立器件。
[0041]在各种实施例中，半导体芯片I可以包括功率半导体器件，其在一个实施例中可以为分立的垂直器件。在一个实施例中，半导体芯片I是诸如PIN 二