具有自绝缘单元的电子结构元件的制作方法

本发明涉及一种用于电子结构元件的有缺陷单元的绝缘的方法以及一种电子结构元件。

背景技术：

可以成本有利地在硅衬底上制造电子结构元件——如横向功率开关或GaN(氮化镓)晶体管。所述衬底在实际中不会总是无缺陷的并且在每个部分工艺中都可能出现缺陷。在此，在电子结构元件中经常出现的缺陷是短路，在所述短路中，载流连接端在芯片侧在电子结构元件的单元中由于衬底缺陷或工艺缺陷电连接。具有这样的缺陷的结构元件在实际中不能被使用并且必须被剔除。为此将所述电子结构元件在分离之前或在封装之后着色(geinkt)。

在此不利的是，即使短路通常仅仅局限于一个或少数几个单元，也必须剔除整个电子结构元件。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提高有功能性能的电子结构元件的产出率。

根据本发明的用于电子结构元件的有缺陷单元的绝缘的方法包括在半导体衬底上产生单元。在此，所述电子结构元件包括多个除了制造公差以外相同的单元。所述单元具有多个同类的单个元件，例如功率晶体管或电容器或DRAM(动态随机存取存储器)。在此情况下，“同类”意味着单个元件是相同的结构类型。将所述单元与至少两个连接端或馈线电连接。将聚合物层——尤其受热可分解的聚合物层施加到所述电子结构元件上。所述方法还包括将测量电压施加到所述至少两个连接端上，使得在单元有缺陷的情况下由于所述有缺陷单元的区域中的聚合物层的分解使所述电连接(Verbindung)中的至少一个露出。选择性地蚀刻至少一个露出的电连接，随后移除剩余的聚合物层。

在此，优点是在所述电子结构元件上通过在制造期间的自组织工艺以简单的方式使有缺陷单元绝缘，使得不必整个剔除所述结构元件。

在一种扩展方案中，产生用于施加所述测量电压的至少两个接通面。借助光刻和蚀刻步骤产生所述接通面。

在此有利的是，所述连接端的接通是方便的。

在另一种构型中，借助控制电压断开所述单元。

在此，优点是所述单元也可以具有有源的单个元件，例如自导通部件，如功率晶体管。替代地，也可以使用自截止(selbstsperrend)部件。

所述电子结构元件具有多个单元，其中，每个单元与至少两个连接端分别具有电连接。

根据本发明，在所述单元有缺陷的情形下，到至少一个连接端的电连接是中断的。

在此有利地是，尽管单元有缺陷，但是所述电子结构元件仍能够被使用并且不必被剔除。

在一种扩展方案中，所述电子结构元件的单元是同类的。

在此有利地是，能够在大功率应用中使用所述电子结构元件。

在另一种构型中，所述单元具有功率晶体管、尤其HEMT(高电子迁移率晶体管)。

在此有利地是，由此产生具有高电源兼容性的功率开关。

在另一种构型中，所述单元包括电容器。

在此有利的是，所述单元也可以具有无源的结构元件。

在另一种构型中，所述单元包括DRAM。

在此有利的是，有效地使受损区域绝缘。

在一种扩展方案中，所述电连接的中断具有独特的形式。

在此，优点是借助所述中断的电连接的棱边走向(Kantenverlauf)能够推断出缺陷的种类以及在此显现的温度。

在另一种构型中，所述半导体衬底具有氮化镓。

其他优点由后续的实施例的描述中或由从属权利要求中得到。

附图说明

后续借助优选的实施方式和附图阐述本发明。附图示出：

图1示出用于电子结构元件的有缺陷单元的绝缘的方法；

图2示出在制造期间的所述电子结构元件的俯视图；

图3示出在制造过程结束后的所述电子结构元件的俯视图。

具体实施方式

图1示出用于电子结构元件的有缺陷单元的绝缘的方法。该方法以步骤100开始，其方式是：在半导体衬底上制造单元。在此，所述电子结构元件包括多个、尤其并联连接的单元。在此，所述电子结构元件的单元是功能相同的，也就是说，它们具有相同的功能。为了制造所述单元使用标准工艺。在后续步骤110中，将所述单元与至少两个连接端电连接。所述两个连接端在所述电子结构元件的运行中涉及传导电流的连接端。在后续步骤120中，将受热可分解的聚合物层——例如受热可分解的聚合物(thermally dicomposable polymer TDP)施加到所述电子结构元件上。在后续步骤150中，将测量电压施加到至少两个连接端上，其方式是：接通工具——尤其检验探针制造成穿过聚合物层直至与所述连接端电接通。在此，所述测量电压产生通过所述单元的电流。如果所述单元是完好的，则预确定的漏电流流过。所述预确定的漏电流产生小热量。在自导通晶体管的情形下必须通过控制电压使该晶体管断开，该控制电压通过第三触点引入。如果所述单元是故障的，则更高的漏电流流过，该更高的漏电流根据缺陷产生大热量。在这样的单元的情况下经常出现的缺陷是短路。在此，在有缺陷的情形下所产生的热量是在完好的单元的情况下所产生的热量的数倍，尤其十倍。因此，所产生的热量使所述单元的温度升高并且由此可能损坏或毁坏所述单元。

因此，所述测量电压如此选择，使得在短路的单元中所产生的热量足以使所述单元的温度提高至达到或超出所述聚合物的分解温度。也就是说，如果所述单元的温度超过所述聚合物的分解温度，则使在所述有缺陷单元的区域中的至少一个电连接露出。在此，所述聚合物的分解温度应低于铝的分解温度，因为电子结构元件的大部分电连接具有铝。因此，使用如下聚合物，其分解温度低于600℃，尤其分解温度处于200℃-300℃的温度区域中。替代地，电子结构元件的连接可以由铜构成，使得所述聚合物的分解温度低于1000℃。在后续步骤160中，选择性地蚀刻露出的电连接，例如借助湿化学的铝蚀刻溶解(ANPE)或干化学地借助等离子方法。在此，所述聚合物层充当蚀刻掩膜。换言之，在如下部位移除也称为功率金属化部的电连接：所述部位不再具有聚合物或者说基于所述缺陷经受高的温度负荷。在后续步骤170中，例如借助加热到分解点(大约200℃-300℃)以上的温度将剩余的聚合物层移除。因此，电子结构元件上的有缺陷单元是绝缘的。换言之，有缺陷单元在最终产品上或芯片上保持绝缘。

根据本发明的方法主要适合于功率电子——如硅上的LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)和GaN功率电子——的横向结构元件，但是也适合于结构元件——如硅电容器或DRAM的制造。

所述方法也可以被应用于硅衬底上的垂直晶体管，如Si-IGBT(硅绝缘栅双极型晶体管)、Si-MOSFET(硅氧化物半导体场效应晶体管)或碳化硅衬底上的垂直晶体管，如SiC-MOSFET(碳化硅氧化物半导体场效应晶体管)、SiC-JFET(碳化硅结型场效应晶体管)。但是在此必须在晶圆前侧实施所述方法。

在一个实施例中，所述单元具有自截止的功率晶体管，也就是说，功率晶体管是常关的(normally-off)。在这种情形下，所述两个连接端代表漏极连极端和源极连极端。

在另一种实施方式中，所述单元具有有源的单个元件或部件，所述有源的单个元件或部件在正常运行中是自导通的。这样的有源部件例如是自导通的功率晶体管，也就是说所述自导通的功率晶体管是常开的(normally-on)。在这种情形下，在步骤120之后且在步骤150之前实施另一步骤140，其方式是：借助负的控制电压——通常是栅极电压断开所述功率晶体管或者说所述功率晶体管单元。

因此，所使用的功率晶体管在初始状态中是自导通或是自截止的对于实施所述方法是不重要的。仅仅在所述自导通的功率晶体管的情形下必须确保：能够例如借助第三探针施加栅极控制电压，使得能够在实施根据本发明的方法之前断开所述功率晶体管。这意味着，如此选择所述控制电压，使得所述部件关断。

可选地，在步骤120之后实施的步骤130中，产生至少两个接通面，以便主要对于漏极连接端和源极连接端简化或改善接通工具到所述连接端的接通。为此，移除布置在所述连接端上方的两个部位上的聚合物层。

在另一种实施例中，所述单元包括电容器或DRAM。

图2示出在根据本发明的方法期间在步骤150结束之后的电子结构元件200的俯视图。电子结构元件200示例性地具有三个具有功率晶体管的单元210。在此，单元210施加在半导体衬底280——例如GaN或硅上，并且在本示例中并联地互相电连接或电联接。每个单元210与源极连极端220以及漏极连接端230电连接。电子结构元件210同样示出可选的第一和第二接通面250和260。在下部单元210中示例性地示出缺陷270，例如短路。

图3示出在根据本发明的方法结束之后的电子结构元件300。电子结构元件300示例性地具有三个并联连接的单元，所述三个并联连接的单元施加在半导体衬底380上。在此，电子结构元件300具有两个完好的单元310，以及一个具有短路部330的绝缘的单元320，在该单元320中，到漏极连接端和到源极连极端的电连接是中断的。

在另一种实施例中，所述单元包括具有高电子运动性的功率晶体管，例如HEMT。在此，所述功率晶体管在所述单元内并联地互相连接。由此可以产生快速的功率开关。