复合晶片，半导体器件，电子部件和制造半导体器件的方法与流程

为了制造单个半导体器件（诸如晶体管、光子器件或其他器件），可以处理半导体晶片以在晶片中的部件位置处形成多个半导体器件。根据半导体器件的结构，可以在晶片上形成多个功能层。半导体晶片可以包括器件区域，该器件区域包括在其中布置该器件的功能单元的半导体材料区域和非器件区域，非器件区域也称为锯道或切口。非器件区域可以围绕每个器件区域并描绘部件位置的轮廓。通常，器件区域以具有行和列的规则阵列形成，使得非器件区域具有正交网格的形式。在形成器件的相关部件之后，将晶片分离成单个芯片或管芯，例如通过划切晶片，例如通过锯切。通过沿着非器件区域切穿晶片的厚度，可以将芯片或管芯与晶片分离。

技术实现要素：

在实施例中，复合半导体衬底包括第一聚合物层和一个或多个半导体管芯，所述半导体管芯具有第一表面、与第一表面相对的第二表面、在第一表面和第二表面之间延伸的侧面以及在第一表面上的第一金属化结构。第一表面的边缘区域和侧面的至少部分嵌入第一聚合物层中，并且第一金属化结构的至少一个金属区域从第一聚合物层暴露。

在实施例中，一种方法包括：在半导体晶片的第一表面的非器件区域中形成至少一个沟槽，所述非器件区域布置在部件位置之间，所述部件位置包括器件区域和第一金属化结构；把第一聚合物层施加到半导体晶片的第一表面，使得所述沟槽和部件位置的边缘区域被第一聚合物层覆盖，并且使得第一金属化结构的至少一部分未被第一聚合物层覆盖；去除半导体晶片的第二表面的部分，第二表面与第一表面相对，在非器件区域中露出第一聚合物层的部分并产生经加工的第二表面；以及在非器件区域中穿过第一聚合物层插入分离线以形成多个分离的半导体管芯。

在实施例中，半导体器件包括半导体管芯，半导体管芯具有：第一表面，第一表面包括第一金属化结构和围绕第一金属化结构的边缘区域；第二表面，与第一表面相对并包括第二金属化结构；以及侧面。第一表面的边缘区域和侧面的部分被第一聚合物层覆盖，并且第二表面的边缘区域和侧面的部分被第二聚合物层覆盖，其中第二聚合物层与第一聚合物层接触。

在实施例中，一种电子部件包括半导体器件，该半导体器件包括半导体管芯，所述半导体管芯包括：第一表面，第一表面包括第一金属化结构和围绕第一金属化结构的边缘区域；第二表面，与第一表面相对并包括第二金属化结构；以及侧面。第一表面的边缘区域和侧面的部分被第一聚合物层覆盖，第二表面的边缘区域和侧面的部分被第二聚合物层覆盖，其中第二聚合物层与第一聚合物层接触。电子部件还包括：多个引线，其中第一金属化结构耦合到第一引线，并且第二金属化结构耦合到所述多个引线中的第二引线；以及塑料外壳组合物，其中塑料外壳组合物覆盖第一聚合物层和第二聚合物层。

本领域技术人员在阅读以下详细描述和查看附图时将认识到附加的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对本发明实施例的进一步理解，并且附图合并到本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了本发明的实施例，并与描述一起用于解释原理。通过参考以下详细描述，将容易理解本发明的其他实施例和许多预期的优点，因为他们被更好地理解。附图的元素不一定相对于彼此成比例。相似的参考数字指定对应的类似部分。

图1A至1F图示了根据实施例的制作半导体器件的方法。

图2A至2F图示了根据实施例的制作半导体器件的方法。

图3A至3F图示了根据实施例的制作半导体器件的方法。

图4A图示了根据实施例的半导体器件的剖视图。

图4B图示了根据实施例的半导体器件的剖视图。

图5图示了半导体晶片的平面图。

图6A图示了根据实施例的晶片的剖视图。

图6B图示了根据实施例的晶片的剖视图。

图7图示了用于将导电层电沉积到半导体晶片上的布置。

图8图示了根据实施例的处理半导体晶片的方法的流程图。

图9图示了用于处理半导体晶片的设备。

图10A图示了用于处理半导体晶片的设备。

图10B图示了用于处理半导体晶片的设备。

图11A至11F图示了用于处理半导体晶片的方法。

图12A图示了根据一个或多个实施例的半导体晶片的一部分的剖视图。

图12B图示了根据一个或多个实施例的半导体晶片的一部分的剖视图。

图12C图示了根据一个或多个实施例的半导体晶片的一部分的剖视图。

图13A图示了根据一个或多个实施例的半导体衬底的一部分的剖视图。

图13B图示了根据一个或多个实施例的半导体衬底的一部分的平面图。

图13C图示了根据一个或多个实施例的半导体芯片的透视图。

图14图示了根据一个或多个实施例的用于处理半导体晶片的方法。

图15图示了用于制造半导体器件的方法的流程图。

图16A至16F图示了用于处理半导体晶片的方法。

图17A至17E图示了用于制作半导体器件的方法。

图18图示了根据实施例的半导体器件的剖视图。

图19图示了根据实施例的复合晶片的剖视图。

图20图示了根据实施例的电子部件的剖视图。

图21图示了根据实施例的电子部件的剖视图。

在下面的详细描述中参考了附图，附图形成了本文的一部分，并且附图中通过图示的方式说明了可以实施本发明的具体实施例。在这方面，参考所描述的附图的取向使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“首”、“尾”等方向术语。由于本发明的实施例的部件可以按照许多不同的取向被定位，因此方向术语用于说明的目的而决不是限制性的。应当理解，在不脱离权利要求限定的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。

实施例的描述不是限制性的。具体来说，下文描述的实施例的元素可以与不同实施例的元素组合。

具体实施方式

在以下描述中使用的术语“晶片”、“衬底”或“半导体衬底”可以包括具有半导体表面的任何基于半导体的结构。晶片和结构应被理解为包括硅、绝缘体上硅（SOI）、蓝宝石上硅（SOS）、掺杂和未掺杂的半导体、由基本半导体基础支撑的硅外延层以及其他半导体结构。半导体不一定是基于硅的。半导体也可以是硅锗、锗或砷化镓。根据其他实施例，碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）可以形成半导体衬底材料。

如本文所使用的，术语“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是开放式术语，其指示所述元素或特征的存在，但不排除附加元素或特征。除非上下文另有明确指示，否则冠词“一”、“一个”和“该”旨在包括复数以及单数。

本说明书中使用的术语“横向”和“水平”旨在描述平行于半导体衬底或半导体主体的第一表面（例如主表面）的取向。这可以是例如晶片或管芯的表面。

本说明书中使用的术语“竖直”旨在描述垂直于半导体衬底或半导体主体的第一表面（例如主表面）布置的取向。

图1A至1F图示了制造半导体器件的方法。图1A图示了半导体晶片或半导体衬底100，其具有第一主表面110和与第一主表面110相对的第二主表面120。在半导体晶片的第一主表面110中，半导体器件250的部件已被处理。半导体器件250可以形成在半导体晶片100的第一主表面110上或其中。例如，可以执行处理和蚀刻过程以便在芯片区域或器件区域170的半导体材料中制造单个器件250的结构，并且另外的层（例如绝缘层和/或钝化层）可以沉积到第一主表面上。可以在第一主表面110上在器件区域170中形成金属化结构。芯片区域170与最接近的邻近区域横向间隔开一定距离，该距离对应于非器件区域或切口175。非器件区域具有一定宽度并且在平面图中可以形成界定正方形或矩形器件区域的条带化区域的正交网格。

分离沟槽210形成在第一主表面110中，特别是在非器件区域175中。例如，分离沟槽210可以通过锯切（例如使用金刚石锯或通过激光锯切）形成。然而，分离沟槽210也可以通过任何其他合适的方法（例如，蚀刻）形成。

可以形成分离沟槽，使得分离沟槽210的底侧或基部210a设置在半导体衬底100中并由半导体衬底100形成。分离沟槽210在半导体衬底100中延伸到预定深度并且不延伸遍及半导体衬底100的从第一主表面110到第二主表面120的整个厚度。分离沟槽210的深度可以选择为大于半导体器件的目标厚度，该目标厚度将在执行稍后的减薄过程之后从半导体衬底100形成。分离沟槽的宽度可以为约10μm至60μm，并且深度为约30μm至70μm。器件区域170与晶片110部分分离，并形成由正交沟槽210的网格界定的突出区域。

在一些实施例中，牺牲材料220插入分离沟槽210中并且可以填充分离沟槽210。例如，牺牲材料220可以是胶或粘合剂。牺牲材料220可以通过旋涂或印刷过程被沉积，并且可以形成连续层并且可以填充沟槽210，所述连续层遍及包括器件区域170的平坦表面的第一主表面110的横向范围。在牺牲材料是粘合剂的实施例中，半导体晶片100可以借助于连续的牺牲材料层220而附接到合适的载体300，例如，玻璃载体。第一主表面110设置在载体300上并被载体300覆盖，如图1B中所示，并且牺牲材料220与载体300连续接触。

此后，可以执行减薄过程以从半导体衬底100的第二主表面120去除衬底材料并减小半导体衬底100的厚度。例如，可以使用机械方法（诸如研磨）或化学方法（诸如蚀刻）或这些方法的组合从第二主表面120去除衬底材料。在一些实施例中，半导体衬底100可以通过如下方式来减薄：机械研磨，然后进行CMP（化学机械抛光）过程以便去除可能由研磨引起的缺陷，或者通过机械研磨然后进行湿法蚀刻或等离子体蚀刻。在一些实施例中，半导体衬底的起始厚度可以为大约750μm至800μm。可以执行减薄过程以将半导体衬底100减薄至预定厚度，该预定厚度可以小于100μm，例如10μm到50μm。

可以执行减薄过程直到去除足够的材料使得位于沟槽210中的牺牲材料220不被覆盖并且形成减薄的半导体衬底的经加工的第二主表面的一部分。由半导体材料形成的分离沟槽210的底侧210a被去除。如图1C中所示，每个单个芯片260被嵌入在牺牲材料220的基体中。牺牲材料220设置在相邻芯片260之间并从第一主表面110延伸到经加工的第二主表面120并在半导体器件250和载体300之间形成连续层。单个芯片260被机械分离但被牺牲材料接合。单个芯片260与由牺牲材料220提供的基体的组装件可以被认为是复合晶片。

在一些实施例中，通过从半导体衬底100的第二主表面120进行处理来去除牺牲材料220。在一些实施例中，可以在设置于相邻芯片260之间的牺牲材料220中形成凹陷265。例如，可以通过在O2等离子体中进行等离子体蚀刻来形成凹陷265。图1D示出了所得到的结构的示例，其中牺牲材料220已经在与经加工的第二主表面120相邻的区域中从单个芯片260的侧面被部分地去除。单个芯片260的侧面的与第一主表面相邻的部分通过牺牲材料220的剩余部分保持耦合。

在一些实施例（诸如图1E中所示的实施例）中，可以在所得到的表面上方形成金属化层400，使得金属化层140覆盖半导体芯片260的第二侧，半导体芯片260的未被覆盖的侧面和布置在半导体芯片260之间的剩余牺牲材料220。例如，可以使用溅射方法或金属蒸发方法沉积金属化层。例如，金属化层可以包括诸如Al、Ti、Ag、Cu或Ni之类的金属。金属化层可具有约100nm-10μm的厚度。包括由牺牲材料220固定在一起的芯片260的组装件可以称为复合晶片。

单个芯片260可以从复合晶片分离或单颗化以形成分离的器件。在一些实施例中，载体510被施加到由牺牲材料220固定在一起的芯片260的组装件，特别是施加到第二主表面。分离载体510可以是箔，例如可以由合适的框架500承载的锯切箔。芯片260的组装件可以安装在分离载体510上，使得金属化层400与分离载体510相邻并且接触，并且载体300被去除以暴露第一主表面110上的牺牲材料220。可以去除牺牲材料220以分离单个芯片260。如图1F中所示，可以通过处理或加工半导体衬底100的第一主表面110来去除牺牲材料。

当去除牺牲材料220时，存在于相邻芯片260之间的分离沟槽210中的牺牲材料220，包括在凹陷265中在邻近芯片260之间延伸的牺牲材料上形成的金属化层的一部分，被去除。结果，单个芯片260与组装件或复合晶片分离，如图1F中所示，并且可以被布置为在载体510上彼此间隔开。

在一些实施例中，例如图1F中所示的实施例中，单个芯片260包括金属化结构，该金属化结构从后表面延伸到侧面的至少部分上。这种布置可用于在将后表面焊接到衬底（例如管芯焊盘）上期间控制渗出。侧面上的金属化结构的部分可以促进熔化焊料的弯月面的形成并限制焊料流的横向范围。这可以帮助提高焊点的可靠性和/或可靠焊点的产量。

图2A至2F图示了根据另一实施例的方法期间半导体衬底100的剖视图。图2A中所示的半导体衬底100类似于图1A中所示的半导体衬底100。此外，图2B和2C中所示的步骤分别类似于参照图1B和1C描述的步骤。例如，在去除衬底材料之后半导体衬底100的厚度可以是10μm至40μm。与图1A至1F中所示的实施例相反，在一些实施例中，诸如在图2D中所示的实施例中，在执行减薄过程之后，牺牲材料220不从第二侧凹陷或不被部分地去除。在该实施例中，第二主表面120是平坦的并且包括由牺牲材料220界定的半导体芯片260的区域。

在一些实施例中，金属化层形成在半导体晶片的第二主表面120上，并因此形成在半导体芯片和牺牲材料220的第二表面上，从而形成平坦连续层。金属化层可以包括金属种子层410和形成在种子层410上的厚金属化层420。例如，种子层可以包括钛或钛化合物层，钛或钛化合物层具有大约50nm至200nm的厚度。种子层还可以包括在钛或钛化合物层上方形成的薄铜层，例如厚度为50nm至400nm。举例来说，（一个或多个）种子层可以通过溅射形成。厚金属化层420可以包括或者可以是铜或铜化合物层。例如，铜层可以通过电镀方法形成。铜层可具有约10μm至30μm的厚度。图2D示出了所得到的结构的示例。

然后可以执行光刻方法以便在厚金属化层420中形成凹槽430。凹槽430可以布置在牺牲材料220上方并因此布置在非器件区域或锯道中。图2E示出了所得到的结构的示例。根据实施例，可以通过该处理步骤蚀刻种子层，以在由牺牲材料220分离和间隔开的器件区域上形成分离的导电区域。根据另一实施例，种子层（例如，钛或钛化合物层）的一部分可以保留在非器件区域中。

嵌入牺牲材料220中并且包括金属化层420和可选地包括种子层的芯片260的组装件被安装到合适的分离载体510。分离载体510可以具有箔的形式，如在结合图IF描述的实施例中。从第一主表面110去除载体300并去除牺牲材料220以便将单个芯片260彼此分离，同时芯片260保持附接到载体510。可以从半导体衬底100的第一主表面110去除牺牲层220。可以从侧面完全去除牺牲层220。在包括种子层的实施例中，可以通过该过程去除或划切布置在牺牲层220上的在邻近芯片160之间延伸的种子层的部分。厚金属化层420可以是所谓的功率金属化层，功率金属化层可以用于传导大电流。

图3A至3F图示了根据实施例的方法。可以如上面参照图1A描述的那样处理半导体衬底100，以将沟槽210引入到半导体衬底100的第一主表面中，特别是引入到非器件区域中，以便将芯片260与晶片100部分地分离。在该实施例中，绝缘材料270插入分离沟槽210中。绝缘材料270可以是绝缘聚合物（诸如环氧树脂）或陶瓷材料（诸如包括氧化硅或氮化硅的陶瓷材料）。可以使用印刷过程将绝缘层270插入分离沟槽210中。然后，在半导体衬底100的第一主表面110上方形成粘合剂层280，粘合剂层280连续地覆盖绝缘材料270和部分分离的芯片260的第一主表面。载体300（例如，玻璃载体）被安装在粘合剂层280上。结果，如图3B中所示，半导体晶片100被安装在载体300上，使得第一主表面110设置在与载体300相邻的一侧上并且被载体300覆盖。

按照与上面参照图1C和2C描述的类似方式，半导体衬底100从晶片的相对侧被减薄，即从第二主表面120去除材料。执行减薄过程直到达到半导体衬底100的目标厚度和/或布置在沟槽210中的绝缘材料270不被覆盖，使得芯片260不再被半导体材料机械地彼此附接。具体来说，机械力不再通过半导体材料从一个芯片传递到下一个芯片。因此，防止裂缝从一个芯片传播到另一个芯片。在芯片分离期间在芯片260中形成裂缝的情况下，裂缝不能通过共同的半导体材料传播到另外的芯片，从而可以避免对另外的芯片的损坏并且提高产量。绝缘材料270设置在相邻芯片260之间，并且粘合剂层280设置在芯片和载体300之间。单个芯片260通过绝缘材料270耦合以形成复合晶片。

可以在第二主表面120上形成金属化层410，420，金属化层410，420覆盖半导体芯片260的第二表面和绝缘材料270。这可以按照上面参照图1E或者2D描述的方式执行。当按照上面参照图2D描述的方式形成金属化层时，可以执行包括蚀刻过程的光刻过程，以便将金属化层分离成布置在单个芯片260的器件区域上的各部分。可以在非器件区域中蚀刻和去除种子层410或者保持种子层410。图3D示出了所得到的结构的示例。

如上所述，芯片260的组装件，特别是金属化层410，420，被安装在分离载体510上，以将单个器件与复合晶片分离。单个半导体芯片260例如使用激光锯切或划切过程通过去除绝缘材料270的至少一部分以形成从第一表面到第二表面的间隙而彼此分离并且与组装件或复合晶片分离。如果使用激光锯切，则激光束可以在布置在相邻芯片260之间的绝缘材料270处被引导到第一主表面。如果种子层410的一部分仍然存在于相邻芯片260之间，则该部分可以被单颗化或分离过程划切或者切割。如图3F中所示，相邻芯片可以在边界线435处分离，使得绝缘材料270的一部分保留在每个芯片260的侧壁上。

在参照图3A至图3F描述的实施例中，牺牲材料270可以由绝缘材料实现，从而通过保留在芯片260的侧壁或侧面上的绝缘材料270的部分为半导体芯片260的侧壁提供绝缘。

图4A和4B示出了半导体芯片260的剖视图。在图4A中，在半导体芯片260中形成半导体器件250的功能器件或部件，例如诸如MOSFET之类的晶体管，并且包括接触焊盘的金属化结构可以在第一主表面上在器件区域中形成。背侧金属化层400形成在半导体芯片260的第二主表面120上。绝缘层270形成在半导体芯片260的侧壁115上。例如，绝缘材料270可以是绝缘聚合物，例如绝缘碳化合物。具体示例包括环氧树脂、塑料材料或陶瓷材料，例如包括氧化硅或氮化硅。绝缘材料可具有约5μm至20μm的厚度。绝缘材料整体形成以覆盖半导体芯片260的侧壁。半导体芯片260的厚度d可以为5μm至100μm，例如5μm至20μm。

图4B示出了根据实施例的半导体芯片260的剖视图。可以用激光切割绝缘层270，并且绝缘层270的切割表面275可以是粗糙的，具体来说，可以具有比绝缘层270的上部未切割表面更大的表面粗糙度。绝缘层270的一部分可以由于激光划切过程而被烧灼，以形成粗糙表面275。

图5示出了包括凹口103的晶片100的示意图，该凹口103用于在晶片处理或晶片处置系统中按预定取向对准晶片。图5还示出了多个分离沟槽210。如所示的，分离沟槽包括沿第一方向延伸的第一分离沟槽211，以及沿垂直于第一方向的第二方向延伸的第二分离沟槽212。

根据上面参照图1A至3F描述的实施例，半导体晶片100在第二主表面120上方基本均匀地被减薄，以形成基本平坦的表面。根据另一实施例，可以执行该减薄过程，使得从半导体晶片的中心部分116比从半导体晶片的边缘部分117去除更多的衬底材料，即可以在第二主表面的中心部分中形成凹陷。从第二主表面突出的环可以形成在该凹陷的外围处，该环可以用于在随后的处理和处置期间为半导体晶片提供稳定性。该环可以是连续的。

从半导体衬底100的第二主表面120去除衬底材料可以包括从整个第二主表面去除衬底材料的第一过程以及从半导体衬底的中心部分去除衬底材料以形成凹陷同时保持半导体衬底的边缘部分的第二过程。

可以执行第一减薄过程以便将晶片的厚度减小到50到100μm。第一减薄过程可以包括蚀刻，并且可以从半导体衬底的中心部分和从边缘部分去除衬底材料，以产生基本平坦的经加工的表面。可以执行第二减薄，第二减薄仅减薄半导体晶片100的中心部分116，而边缘部分117在第二减薄过程期间不被减薄。

图6A示出了包括中心部分116和边缘部分117的半导体晶片100的示例。作为执行如上所述的第一和第二减薄过程的结果，边缘部分117的厚度d1大于中心部分116的厚度d2。例如，在执行减薄过程之后，边缘部分117的厚度d1可以是30μm至150μm。在执行第二减薄过程之后，中心部分116的厚度d2可以是5μm至100μm。厚度d1与d2的比率可以约为2至5。边缘部分117的宽度s可以为0.5至5mm。

在执行（一个或多个）减薄过程之前，在半导体晶片的第一主表面110中在中心区域116和突出的边缘部分117二者中形成多个分离沟槽210，半导体晶片的第一主表面110与半导体衬底100的第二主表面相对，并且牺牲材料或绝缘材料被插入沟槽210中。每个沟槽210具有基本相同的深度，使得在第二主表面已经被加工以去除材料并形成凹陷的中心区域116之后，牺牲材料220不被覆盖并且延伸遍及中心部分116的剩余厚度。然而，由于沟槽220的深度d1大于沟槽210的深度，所以在边缘区域117中，沟槽220具有由半导体晶片的材料形成的基部。由于研磨工具的形状和用于形成中心部分116的研磨运动，在凹陷的中心部分116和边缘部分117之间形成弯曲界面。该界面可以提供预定的断裂点，如其由图6a和6b中的箭头所指示的，断裂点可以帮助去除边缘部分117。边缘部分117可以不包括器件区域。

在执行如上所述的第一和第二减薄过程之后，可以按照上面参照图1D到1F，2D到2F或3D到3F所述的方式进一步处理该晶片，以在第二主表面上形成金属化部并且部分地或完全地去除牺牲材料220以将半导体芯片或管芯与半导体衬底100分离。

由于存在较厚的边缘部分117，可以防止处于晶片的边缘区域处的芯片260在分离或单颗化期间受到机械力时飞走。例如，当晶片安装在分离载体510上时，如图1F，2F和3F中所示，单个芯片可以通过去除所述箔（例如通过剥离或撕掉箔）而彼此分离。分离沟槽210形成在边缘部分117中并沿第一和第二方向延伸，并且定位在每个芯片或部件位置的边界处。在去除箔510时，边缘部分117与其余部分分离，并且芯片可以彼此分离。

图6B图示了根据实施例的半导体衬底100的一部分的剖视图。除了图6A中所示的部件之外，在半导体衬底100的第二主表面120上还形成金属化层400。在一些实施例中，金属化层400形成在半导体衬底100的中心部分116中并且不存在于边缘部分117中。

在一些实施例中，金属化层400可以选择性地形成在中心部分116中，例如，通过使用阴影掩模。金属化层400可以通过诸如化学气相沉积方法之类的沉积方法，通过热气相沉积方法或通过溅射方法形成。在一些实施例中，可以通过在中心部分116和边缘部分117上方沉积连续层并且通过例如经由蚀刻从边缘部分117去除金属化层400来形成金属化层400。

在一些实施例中，可以使用电镀过程将金属化层400选择性地沉积到半导体衬底100的第二主表面120的中心部分中，如下面将参照图7所述。

图7图示了半导体晶片100和卡盘720的剖视图，卡盘720支撑载体300，载体300与半导体衬底100的第一主表面接触并支撑半导体衬底100的第一主表面。可以使用电镀过程把诸如铜之类的金属化层沉积到第二主表面上。金属化层400可以包括种子层410和构建在种子层410上的厚金属化层420。种子层410可以使用物理气相沉积过程（诸如溅射）被沉积到整个第二主表面上，使得它在边缘部分117、中心部分116以及凹陷的中心部分116与突出的边缘部分117之间的界面上方形成连续层。

图7示出了具有臂部730和较大的头部732的构件700，臂部730具有突起731，突起731与布置在边缘部分117上的种子层410接触，头部732延伸到所述凹陷中并且在中心部分116的与所述界面相邻的外围区域中与种子层410接触。构件700可以用于密封中心部分116的一部分，使得厚金属化层420选择性地形成在中心部分116中。构件700是金属的并且当在中心部分116中在未被头部732覆盖并且处于头部732中心的区域中电沉积较厚的金属化层420时构件700与种子层410一起可以充当电极。

厚金属化层420具有厚度d3并且减小了边缘部分117的外表面和金属化层420的外表面之间的高度差。减小的高度差可以帮助简化半导体晶片的处置。具体来说，例如当半导体晶片安装到分离箔510时，可以避免晶片弯曲。在图7中所示的示例中，在边缘部分117中半导体衬底的厚度d1可以是大约50μm，在中心部分116中半导体衬底100的厚度d2可以是大约20μm。厚金属化层420的厚度可以是10至15μm。边缘部分117的宽度s可以是1.5mm。

图8图示了根据实施例的制造半导体器件的方法的流程图。该方法包括在半导体衬底的第一主表面中形成多个分离沟槽，分离沟槽的底侧设置在半导体衬底中，使得沟槽的基部由半导体衬底的材料形成（S100）。该方法还包括：在分离沟槽中插入牺牲材料（S110），从半导体晶片的第二主表面去除衬底材料以不覆盖分离沟槽和牺牲材料的底侧（S120），将半导体衬底安装到分离载体使得半导体衬底的第二主表面设置在分离载体的一侧（S130），以及然后将半导体衬底分离成多个半导体芯片（S140）。

在实施例中，从半导体衬底的第二主表面去除衬底材料（S120）可以包括：从整个第二主表面去除衬底材料的第一过程（S125），以及从半导体衬底的中心部分去除衬底材料以形成凹陷同时保持半导体衬底的界定凹陷的边缘部分的第二过程（S127）。

图9示意性地图示了用于处理半导体晶片100的设备600。设备600包括单元610，单元610被配置为在半导体衬底的第一主表面中形成多个分离沟槽，分离沟槽的底侧设置在半导体衬底中。例如，单元610可包括锯，例如金刚石锯或类似的锯，激光锯或蚀刻装置，该蚀刻装置可以高精度地蚀刻分离沟槽，从而实现预定深度的分离沟槽。

设备600还可以包括单元620，单元620被配置为在分离沟槽中插入牺牲材料。例如，该单元620可以是任何种类的印刷或旋涂装置。可选地，设备600还可以包括单元625，单元625被配置为将半导体晶片安装在载体上，例如，玻璃载体，使得第一主表面设置在与载体相邻的一侧。该设备可以包括单元630，该单元630被配置为从半导体衬底的第二主表面去除衬底材料，以便不覆盖分离沟槽的底侧。例如，该单元630可包括研磨装置、抛光单元、蚀刻单元、CMP单元和其它装置。设备600还可以包括单元640，单元640被配置为把通过牺牲材料固定在一起的半导体芯片的组装件安装在分离载体上，使得第二主表面设置在与载体相邻的一侧。单元640可以转移半导体芯片的组装件，同时用牺牲材料填充分离沟槽。单元640可以是处置单元，该处置单元将芯片的组装件层压在载体上。

设备600可以是群集工具，其中可以容纳多个单元。例如，晶片可以在不同单元之间转移而不暴露于环境空气。设备600也可以以生产线的形式被提供，其中每个单元由单独的设备提供。

设备600还可以包括单元650，单元650被配置为在从第二主表面去除衬底材料之后在第二主表面上方形成金属层。650可以是电镀单元或化学气相沉积装置、物理气相沉积装置、溅射装置或用于形成金属层的任何其他合适的装置。

被配置为从半导体晶片的第二主表面去除衬底材料以不覆盖分离沟槽的底侧的单元630可以被配置为：执行从整个第二主表面去除衬底材料的第一去除步骤；以及执行仅从半导体晶片的中心部分去除衬底材料的第二过程。

图10A图示了单元630，在该实施例中，单元630可以是研磨装置。单元630可包括卡盘720，卡盘720可被固定到第一轴830，第一轴830可使卡盘720沿第一旋转方向（例如顺时针）旋转。支撑半导体衬底100的载体300可以安装到卡盘720。半导体衬底100的第二主表面120不被覆盖。单元630还包括承载第二轴840的元件850，第二轴840可使第一研磨轮810沿第二旋转方向（例如逆时针）旋转。第一研磨轮810的直径可以大约对应于半导体衬底的直径。研磨轮810包括研磨部分820，研磨部分820沿着研磨轮810的周界布置在研磨轮的边缘部分处。研磨部分820包括诸如由金刚石制成的研磨颗粒，该研磨颗粒从第二主表面120研磨并机械地去除衬底材料。当执行研磨过程时，支撑载体300和半导体衬底100的卡盘720沿第一旋转方向旋转，并且第一研磨轮810沿第二旋转方向旋转。同时，元件850被移动，从而使第一研磨轮810与半导体衬底100接触。此外，第一旋转研磨轮沿半导体衬底100的周界移动。由此，可以执行从半导体衬底的整个第二主表面去除衬底材料的第一过程。

为了执行从半导体衬底的中心部分去除衬底材料同时保持半导体衬底的边缘部分的第二过程，较小的第二研磨轮815代替第一研磨轮810，如图10b中所示。

第二研磨轮815类似于第一研磨轮810，但具有较小的直径。例如，第二研磨轮815的直径可以是第一研磨轮的直径的大约一半。卡盘720沿第一旋转方向旋转，并且半导体衬底100沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。元件850被移动，从而使第二研磨轮815与半导体衬底100接触。第二研磨轮815被定位到半导体衬底100的中心部分116。此外，第二旋转研磨轮815沿着半导体衬底100的中心部分116移动以产生凹陷的中心部分，该凹陷的中心部分由具有更大厚度的圆环形边缘部分界定。

由于本文描述的处理方法包括在半导体衬底中形成分离沟槽，将牺牲材料或绝缘材料填充到分离沟槽中，减薄半导体衬底，以及然后分离单个半导体芯片，所以半导体芯片在已经与减薄的半导体衬底机械分离之后被牺牲材料固定和保护。在减薄半导体衬底之后，半导体芯片被机械分离但仍然被组装件或复合晶片中的相邻牺牲或绝缘材料接合。作为结果，可以防止由于相邻半导体芯片的紧密空间关系而引起的损坏，并且可以以容易的方式处置半导体芯片。

由于去除衬底材料的过程包括第一过程和第二过程，所以可以保持半导体衬底的稳定边缘部分，使得当从第二主表面去除支撑箔时可以防止单个芯片飞走。当分离单个芯片时，半导体衬底的较厚边缘部分可能被破坏，或者当箔被扩展以用于芯片去除或拾取过程时，较厚的边缘部分可以开裂。由于形成分离沟槽和用牺牲材料填充分离沟槽的概念，在边缘部分的这种破坏期间生成的裂缝和应力将不会影响单个芯片。

图11A至11F示出了当执行根据一个或多个另外实施例的方法时半导体衬底的一部分的剖视图。根据一个或多个实施例，在从第二主表面120去除材料的减薄过程之后，绝缘材料的突出部分可以在半导体衬底100的第二主表面120上方被形成为被定位在分离沟槽210上方。

用于执行根据一个或多个实施例的方法的起点可以是例如图2C或3C中所示的结构。例如，半导体衬底100（诸如晶片）可以已被处理，使得半导体器件250的部件形成为与半导体晶片的第一主表面110相邻，并且分离沟槽210在半导体衬底100中形成在与半导体器件250相邻的非器件区域中。分离沟槽210将相邻的器件区域彼此分离。牺牲材料270可以是绝缘的，被布置在分离沟槽210中并且可以填充分离沟槽210。牺牲材料270可以覆盖半导体晶片100的第一表面的整个表面。第一主表面110可以通过附加粘合剂层280附接到载体300。粘合剂层280可以布置在第一主表面110和载体300之间。对于半导体衬底的第二主表面120上的金属化层，可以沉积种子层410。例如，种子层可以包括层堆叠，该层堆叠包括一个或多个钛层和/或一个或多个铜层。图11A示出了所得到的结构的示例。此后，可以在第二主表面120上方形成绝缘材料的突出部分810。突出部分810可以布置在分离沟槽210的位置处并且围绕半导体芯片的器件区域。

图11B示出了所得到的结构的示例。如所示的，绝缘材料的突出部分810布置在分离沟槽210的位置处。根据一些实施例，突出部分810的材料可以与牺牲材料270相同。例如，突出部分810的材料可以是环氧树脂。例如，环氧树脂可以是可以使用UV光图案化的环氧树脂。例如，在例如使用UV光执行图案化过程之后，可以执行热处理。例如，突出部分可以具有大约7到10μm的高度。

此后，可以在第二主表面120上方形成金属化层420，以覆盖相邻突出部分810之间的空间。图11C示出了所得到的结构的示例。根据实施例，金属化层420可以形成为使得突出部分810突出高于金属化层820。例如，突出部分810的高度h2可以大于金属化层420的高度h1，例如，高度差可以是2到3μm。图11D示出了对应实施例的示例。

根据另外的实施例，金属化层420可以与突出部分810齐平或基本上共面。例如，突出部分810的高度h2可以大约等于金属化层420的高度h1。图11E示出对应结构的示例。

根据另外的实施例，金属化层的高度h1可以大于突出部分810的高度h2。图11F示出了对应结构的示例。与金属化层420的高度h1相比，突出部分810的高度h2可以根据突出部分810的期望功能来选择。通常，由于突出部分810的存在，可以改进单个半导体芯片260的稳定性。例如，半导体芯片260可被机械地支撑在第一或第二主表面的边缘处。此外，半导体芯片260可被机械地支撑在第一或第二主表面的边缘处。此外，半导体芯片260可被机械地稳定化，特别是在形成金属化层和隔离单个芯片的处理步骤期间。特别是当衬底已被减薄到例如小于100μm，更具体地小于50μm的小厚度时，这可能是有用的。另外，可以保护半导体芯片的侧壁。例如，在图11D中所示的布置中，突出部分810可以提供焊料停止，使得当焊接半导体芯片时，可以防止焊接材料流走。

根据图11E中所示的实施例，半导体芯片260的背侧可以是平坦的。根据图11F中所示的实施例，可以改善焊接和背侧金属化部之间的电连接。根据参照图11A至11F描述的实施例，在形成突出部分之后形成金属化层。

根据另外的实施例，可以在形成金属化层之后形成突出部分810。例如，从图11A中所示的工件开始，可以在半导体衬底100的第二主表面120上方形成另外的金属化层420。此后，可以将金属化层420和种子层410图案化以使金属化焊盘425设置在半导体芯片260上方。图12A示出了所得到的结构的示例。如所示的，相邻的半导体芯片260通过填充有牺牲材料270的分离沟槽210被彼此分离。单个金属化焊盘425通过牺牲材料270的介入区域彼此间隔开并彼此隔离。

此后，可以例如通过印刷方法形成绝缘材料的突出部分，所述印刷方法在相邻金属化焊盘425之间的凹陷中选择性地印刷突出部分810的材料。根据实施例，可以通过在第二主表面120上方丝网印刷环氧树脂来形成突出部分。根据另外的实施例，材料层可以被形成，然后进行图案化过程，例如通过以光刻方式图案化该材料层。结果，相邻金属化焊盘425之间的空间被突出部分810填充。根据一些实施例，如图12B中所示，突出部分810可以形成为突出高于金属化焊盘425并且可以覆盖金属化焊盘425的边缘区域。根据另一示例，如图12C中所示，金属化焊盘425可以突出高于突出部分810。在另一个实施例中，突出部分810可以与金属化焊盘425齐平，使得金属化焊盘425上表面和突出部分810的上表面可以大约处于相同水平。由于在第二主表面上存在突出部分810，半导体芯片组装件或复合晶片可在处理期间被机械稳定化。

图13A图示了在执行分离过程之后相邻的半导体芯片260的剖视图。可以通过激光划切过程或机械划切过程来执行分离过程。半导体芯片260的金属化层布置在分离载体510上，玻璃载体被去除，并且通过将分离线插入牺牲材料270和突出部分810中来从复合晶片划切半导体芯片260。分离线的宽度小于牺牲材料270的宽度，使得牺牲材料可以保留在半导体芯片260的侧壁的至少部分上。由于在半导体芯片260的侧壁上存在牺牲材料270，半导体芯片260横向绝缘。由于突出部分810的存在，经图案化的金属化层420的金属化焊盘425的侧壁受到保护。例如，突出部分810的高度可以是大约8到10μm。突出部分810可以在竖直方向上与金属化层420，425交叠，使得突出部分的宽度减小并且金属化焊盘425的宽度在远离第二表面的竖直方向上增加。半导体芯片260的厚度可小于100μm，例如，小于50μm或小于20μm。半导体芯片260的厚度可以大于1μm或大于5μm。

图13B图示了半导体衬底的一部分的第二主表面120的平面图。如所示的，突出部分810被形成为包围半导体芯片260的中心部分。突出部分810可以完全围绕半导体芯片。金属化层420，425设置在每个半导体芯片260的中心部分中。

图13C图示了根据一个或多个实施例的半导体芯片260的透视图。半导体芯片260包括设置在半导体芯片260的侧壁上的绝缘材料270，绝缘材料270从第一主表面110延伸到半导体芯片260的第二主表面120。半导体芯片260还包括从第二主表面120突出的绝缘材料部分810，突出部分810沿着半导体芯片的侧壁形成闭环。更详细地，突出部分沿着半导体芯片260的整个周界边缘布置，以包围半导体芯片260的第二主表面120的中心部分。半导体器件250的部件形成在第一主表面110中。根据实施例，金属化层可以布置在第二主表面上方。突出部分在竖直方向上与金属化层交叠。在一些实施例中，种子层410的部分或种子层410的残余物可以布置在绝缘材料270和突出部分810之间。根据另外的实施例，绝缘材料270可以直接接触突出部分810。

图14图示了根据实施例的方法。如所示的，制造半导体器件的方法包括在半导体衬底的第一主表面中形成（S100）多个分离沟槽，分离沟槽的底侧设置在半导体衬底中。该方法还包括在分离沟槽中填充（S110）牺牲材料以及从半导体晶片的第二主表面去除（S120）衬底材料以不覆盖分离沟槽和牺牲材料的底侧。该方法然后包括在第二主表面上方形成绝缘材料的突出部分（S210），突出部分布置在分离沟槽的位置处并且在牺牲材料上，并在第二主表面上方形成金属化层（S220）。该方法还包括将半导体衬底100安装（S130）到分离载体，使得半导体衬底的第二主表面设置在分离载体的一侧，并且然后，将半导体衬底隔离或分离（S140）成多个半导体芯片。可以在形成金属化层之前形成所述突出部分，或者可以在形成和图案化金属化层之后形成所述突出部分。

图15图示了用于制造半导体器件的方法的流程图900。在框901中，在半导体晶片的第一表面的非器件区域中形成至少一个沟槽。非器件区域布置在包括器件区域和第一金属化结构的部件位置之间。在框902中，将第一聚合物层施加到半导体晶片的第一表面，使得沟槽和部件位置的边缘区域被第一聚合物层覆盖，并且使得第一金属化结构的至少一部分不被第一聚合物层覆盖。在框903中，去除半导体晶片的与第一表面相对的第二表面的部分，并且露出非器件区域中的第一聚合物层的部分。具体来说，去除形成沟槽基部的半导体晶片的部分，使得布置在沟槽中的第一聚合物层的部分露出以形成通道，该通道包括从第一表面延伸到经加工的第二表面并遍及晶片的厚度的第一聚合物层。在框904中，至少部分地去除布置在非器件区域中的第一聚合物层，以形成多个分离的半导体管芯。例如，可以通过切割或锯切来去除第一聚合物层。

在一些实施例中，聚合物层可以由牺牲层或绝缘层代替。

通常，部件位置按照行和列布置在半导体晶片中。非器件区域布置在邻近的部件位置之间并且描绘邻近的部件位置的轮廓，使得当从上方观察时非器件区域形成正交排列的条带图案。非器件区域也可以称为锯道或切口。布置在非器件区域中的第一聚合物层也具有正交排列的条带的形式。

半导体晶片也可以称为半导体衬底，并且可以包括单晶晶片，例如<100>Si。然而，半导体晶片还可以包括多层结构，该多层结构包括非半导体材料，诸如绝缘体上半导体结构。

第一聚合物层插入沟槽中并且还插入到部件位置的边缘区域上，并且在一些实施例中，插入到第一金属化结构的边缘区域上。然而，第一金属化结构的至少一部分（诸如接触焊盘）保持未被第一聚合物层覆盖。第一聚合物层具有图案化或结构化形式并且是不连续的。第一金属化结构的未被第一聚合物层覆盖的部分可以形成正方形或矩形凹陷的基部，该凹陷包括由第一聚合物层的条带形成的侧壁，该第一聚合物层的条带限定围绕第一金属化结构的未覆盖区域的连续边界。第一金属化结构可以不延伸到非器件区域中。在一些实施例中，部件位置的边缘区域可以没有第一金属化结构。

第一金属化结构可以包括多个导电层和绝缘层，导电通孔延伸穿过布置在导电层之间的绝缘层以电耦合导电层。最外导电层可以提供一个或多个接触焊盘。例如，对于晶体管器件，第一金属化结构的最外导电层可以在每个部件位置中包括电流电极接触焊盘（例如源极接触焊盘）以及控制电极接触焊盘（例如栅极导电焊盘）。第一金属化结构也可以称为金属化层或简称为金属化部。

第一聚合物层和第一金属化层之间的相对高度可以变化。在一些实施例中，第一聚合物层具有比第一金属化层更大的高度，使得第一金属化层或每个焊盘可以形成凹陷的基部，该凹陷在所有侧被第一聚合物层的部分围绕和界定。在一些实施例中，第一聚合物层布置在器件区域中的第一金属化层的边缘区域上，使得第一金属化层的中心部分未被第一聚合物层覆盖并形成凹陷的基部，该凹陷具有由布置在第一金属化层的边缘区域中的第一金属化层的部分形成的侧壁。

在一些实施例中，第一聚合物层和第一金属化层具有基本相同的高度并且基本上是共面的。在这些实施例中，第一聚合物层可以仅接触第一金属化层的侧面，使得第一金属化层的整个横向范围从第一金属化层暴露。

该方法可以被描述为所谓的“研磨前划切”方法。沟槽具有一定深度使得沟槽的基部由半导体晶片的一部分形成。形成在半导体晶片的第一表面的非器件区域中的沟槽将部件位置与晶片部分地分离。沟槽从第一表面的深度可以与要从所述部件位置形成的半导体器件的期望最终厚度基本相同，或者在一些实施例中，大于所述期望最终厚度。因此，当从半导体晶片的第二表面去除材料并且半导体晶片的厚度减小到半导体器件的期望最终厚度时，布置在沟槽中的聚合物材料在经加工的第二表面中被暴露。部件位置的半导体材料与晶片的半导体材料的剩余部分分离，并由第一聚合物层机械接合以形成制品。半导体材料的分离区域或部件位置中的每个均可以提供半导体管芯，该半导体管芯可以包括一个或多个半导体器件，例如晶体管器件，诸如MOSFET。

所得到的制品或结构可以被描述为复合晶片，复合晶片中包括半导体材料的部件位置被嵌入第一聚合物层的基体中。半导体管芯和第一聚合物层延伸遍及复合晶片的厚度。第一聚合物层在邻近的半导体管芯的侧面之间以及在第一表面上的部件位置的半导体管芯的边缘区域上方延伸。复合层的经加工的第二表面包括被聚合物材料横向围绕的半导体材料区域。然后可以加工该复合晶片以从该复合晶片分离或单颗化个体半导体管芯。

通过把分离线插入第一表面中，特别是插入第一表面的非器件区域中，可以将个体半导体管芯与复合晶片分离。分离线的宽度可以小于沟槽的宽度，使得多个分离的半导体管芯的侧面的至少部分包括第一聚合物层的一部分。可以通过切割，例如通过使用锯的机械切割，或例如通过激光切割来插入分离线。

第一聚合物层可包括聚合物，该聚合物可在很少或没有收缩并因此很少或没有体积减小的情况下被固化。第一聚合物层可通过施加热和/或光（例如UV光）而被固化或交联。在一些实施例中，第一聚合物层是热固性聚合物。

第一聚合物层可包括在没有缩聚反应的情况下固化的交联聚合物并且可以是无溶剂的。这种材料可以在很少或没有收缩或体积减少的情况下并且在不会形成气体的情况下被固化。因此，可以避免空隙形成，特别是在布置在沟槽中的材料部分中。在一些实施例中，第一聚合物层可以是环氧树脂层。

第一聚合物层可包括处于未固化或部分固化状态的无溶剂多组分热固性环氧树脂。第一聚合物层可包括填料或可无填料。第一聚合物层可以是电绝缘的。

第一聚合物层可以通过印刷而被施加到半导体晶片的第一表面，并且可以作为图案化或结构化的层被施加。在施加之后，第一聚合物层可以被至少部分地固化，例如通过施加热和/或UV光。

第一金属化结构可以包括再分布结构，该再分布结构包括通过绝缘材料或层间电介质材料彼此分离的两个或更多个金属层，该两个或多个金属层通过导电通孔电耦合在一起。最外金属层可以提供接触焊盘。在晶体管的情况下，例如，最外金属层可以提供可以耦合到源极的大电流电极接触焊盘以及可以耦合到栅极的较小控制电极接触焊盘。

载体可以被附接到半导体晶片的第一表面以提供支撑，同时去除半导体晶片的第二表面的部分。例如，载体可以是玻璃载体。载体可以通过粘合剂层附接。

粘合剂层可以补偿第一表面的任何拓扑。例如，在第一聚合物层覆盖第一金属化结构的边缘区域并因此定位在第一金属化层的最外表面的平面之上的平面中使得第一金属化层形成第一聚合物层中的凹陷的基部的实施例中，粘合剂可以填充该凹陷。

例如，可以通过研磨和/或化学机械抛光来去除半导体晶片的第二表面。在一些实施例中，可以使用研磨和/或化学机械抛光然后蚀刻的组合。可以使用湿化学蚀刻或等离子体蚀刻过程。蚀刻可用于去除展现由机械或化学机械研磨过程引起的损坏的材料。

在一些实施例中，在半导体器件与复合半导体晶片分离之前，可以进一步处理半导体晶片的经加工的第二表面。

在一些实施例中，将一个或多个导电层施加到经加工的第二表面以形成第二金属化结构。第二金属化结构可以在经加工的第二表面上方连续延伸，并在半导体材料上方和在第一聚合物层上方延伸。

可以从布置在非器件区域中的第一聚合物层去除第二金属化层的部分，以在经加工的第二表面上在器件区域中产生分立的导电部分。

例如，第二金属化结构可以在半导体晶片的第二表面的部件位置中被至少施加到半导体管芯的器件区域。在诸如竖直晶体管或竖直二极管之类的竖直器件的情况下，第二金属化结构可以提供接地平面或电极。

对于竖直器件，第二金属化结构可以耦合到第二电流电极，例如在MOSFET晶体管的情况下耦合到漏极，并且提供第二电流电极接触焊盘。

在一些实施例中，在从非器件区域中的第一聚合物层去除第二金属化结构之后，还去除布置在非器件区域中的第一聚合物层的一部分以在经加工的第二表面处产生围绕半导体管芯的凹陷。

在一些实施例中，将第二聚合物层施加到经加工的第二表面以至少覆盖布置在非器件区域中的第一聚合物层。

第二聚合物层的组成可以与第一聚合物层的组成相同或可以不同。在一些实施例中，第一聚合物层和第二聚合物层二者都包括环氧树脂。

第二金属化结构的部分可以保持不被第二聚合物层覆盖。在一些实施例中，部件位置中的半导体管芯的边缘区域未被第二金属化结构覆盖并且被第二聚合物层覆盖。

在包括布置在半导体管芯的相对侧上的第一和第二聚合物层的实施例中，形成复合晶片，在复合晶片中半导体管芯的两个相对侧的至少边缘区域被覆盖有聚合物材料，该聚合物材料也延伸到半导体管芯的侧面上。第一聚合物层和第二聚合物层提供基体，在该基体中嵌入半导体管芯，并且在该基体中在半导体管芯的两个相对表面上的至少部分金属化结构保持不被覆盖和暴露。第二聚合物层可以与第一聚合物层的部分接触，第一聚合物层的该部分在邻近半导体管芯的侧面之间布置并延伸。第一聚合物层和第二聚合物层可以一起在部件位置中填充个体半导体管芯的侧面之间的区域。

在一些实施例中，在施加第二金属化结构之前将第二聚合物层施加到经加工的第二表面，使得布置在非器件区域中的第一聚合物层被第二聚合物层覆盖并且使得经加工的第二表面的包括半导体材料的区域未被第二聚合物层覆盖。

在一些实施例中，可以在第二金属化结构之后将第二聚合物层施加到经加工的第二表面，使得第一聚合物层和第二金属化结构的分立导电部分的边缘区域被第二聚合物层覆盖并且使得第二金属化结构的分立导电部分的区域从第二聚合物层暴露。

在施加之后，第二聚合物层可以被部分或完全固化，例如通过施加热和/或UV光。例如，可以使用印刷技术施加第二聚合物层。可以选择性地施加第二聚合物层以直接产生期望的图案，或者可以将第二聚合物层作为连续层施加，并且去除部分以产生期望的图案。

在一些实施例中，将导电子层（例如种子层）施加到经加工的第二表面，并将第二聚合物层施加到种子层，使得布置在非器件区域中的第一聚合物层被种子层和第二聚合物层覆盖，并且使得器件区域中的种子层的区域不被第二聚合物层覆盖。

可以通过以下方式来构建第二金属化结构：在经加工的第二表面的未被第二聚合物层覆盖的区域中将一个或多个导电层施加到种子层，以形成由第二聚合物层界定的分立导电部分，从而在半导体芯片上形成第二金属化部。

在将导电子层施加到经加工的第二表面并且将第二聚合物层施加到导电子层的实施例中，导电子层被定位在第二聚合物层下面以及在非器件区域中在第一和第二聚合物层之间。导电子层可以用作用于选择性沉积导电层的电极，可以施加到经加工的第二表面的未被第二聚合物层覆盖的区域，以在半导体管芯上形成由第二聚合物层界定的分立导电部分和第二金属化部。图案化的第二聚合物层提供掩模，该掩模用于确定半导体管芯上的分立导电部分和第二金属化结构的位置。

第二金属化结构可以被构建为厚度与第二聚合物层的厚度相同或者小于第二聚合物层的厚度。在一些实施例中，导电层可以被构建为厚度大于第二聚合物层的厚度。

半导体管芯可以通过沿非器件区域进行切割并且因此通过切穿布置在相邻半导体管芯的侧面之间的第一聚合物层和第二聚合物层（如果存在的话）而与复合晶片分离。在分离或单颗化之后，第一聚合物层和第二聚合物层的至少部分可以保留在半导体管芯的侧面上，并且可以提供电绝缘。

现在参照图16A至16E描述制造复合晶片的方法的各种实施例。

图16A图示了具有第一表面1001和与第一表面1001相对的第二表面1002的半导体晶片1000。第一表面1001包括多个部件位置1003，部件位置1003包括器件区域1004和布置在器件区域中的第一表面1001上的第一金属化结构1005。半导体晶片1000可以是硅单晶晶片。器件区域1004可以包括适合于产生晶体管器件（诸如竖直MOSFET或超结MOSFET）的结构。

邻近的部件位置1003被非器件区域1006分离和间隔开。邻近的部件位置1003和非器件区域1006之间的界面由虚线指示，并且图示了非器件区域1006具有一定宽度。部件位置1003通常按照行和列布置，使得非器件区域1006在平面图中具有正交网格的形式。非器件区域1006也可以称为锯道或切口。半导体晶片1000可以包括数百或数千个部件位置1003。在一些实施例中，每个部件位置1003将提供单个半导体管芯，单个半导体管芯可以包括一个或多个半导体器件，诸如晶体管器件，例如竖直晶体管。第一金属化结构1005可以包括多层结构，该多层结构包括一个或多个导电层与介入绝缘层和/或钝化层，由此导电层可以通过一个或多个导电通孔被电耦合。金属化结构1005可以不延伸到部件位置1003的边界。

诸如竖直晶体管之类的一些半导体器件可以期望地具有小于100μm的厚度，并且可以具有例如大约20μm的厚度。为了促进器件区域1004和第一金属化结构1005的产生，半导体晶片1000可以具有初始厚度ti，该初始厚度ti基本上大于半导体器件的最终期望厚度。例如，半导体晶片1000可具有约700μm的厚度。在处理以在第一表面1001上形成器件区域1004和第一金属化结构1005之后，可以通过去除第二表面1002的部分来减小半导体晶片1000的厚度。半导体晶片1008的厚度可以通过以下方式减小：例如机械研磨和/或化学机械抛光第二表面1002以产生经加工的第二表面。

图16B图示了在将沟槽1007引入到第一表面1001中的非器件区域1006之后的半导体晶片1000。沟槽1007被插入至深度d，该深度d小于半导体晶片1000的初始厚度ti，并且因此具有由半导体晶片1000的材料形成的侧面和基部。沟槽1007的深度d可以被选择为与半导体器件的期望最终厚度tf大致相同或者大于该期望最终厚度tf。沟槽1007的宽度wt可以小于非器件区域1006的宽度ws。器件区域1004和部件位置1003通过半导体晶片1000的剩余部分被一起保持在半导体晶片1000内。

对于具有约20μm的最终厚度tf的半导体器件，半导体晶片1000的初始厚度ti可以是大约700μm，并且沟槽1007的深度d可以是大约30μm至35μm。第一金属化结构可具有约10μm的总厚度tm。

图16C图示了在将第一聚合物层（例如，其可以是环氧树脂层1008）施加到第一表面1001之后，并且特别是施加到沟槽1007中之后的半导体晶片1000。第一环氧树脂层1008在第一表面1001上具有横向范围，使得它被定位在部件位置1003的边缘区域1009和第一金属化结构1005的边缘区域1010上。第一金属化结构1005的部分1011保持未被第一环氧树脂层1008覆盖。可以使用诸如例如印刷之类的技术将第一环氧树脂层1008按照图案施加到第一表面1001，并通过施加的热和/或光固化第一环氧树脂层1008。在一些实施例中，第一环氧树脂层1008可以作为连续的封闭层被施加，然后被结构化以去除部分并暴露器件区域1003中的第一金属化结构1005的部分1011。在平面图中，或者当从顶部观察时，第一环氧树脂层1008可以具有围绕第一金属化结构1005的正方形或矩形区域的正交条带的形式，使得部件位置1003中的第一金属化结构1005在边缘区域1009中被第一环氧树脂层1008的各部分覆盖。第一环氧树脂层1008突出高于第一金属化结构1005的暴露部分1011。第一金属化结构1005的暴露部分1011形成凹陷的基部，该凹陷的基部在第一环氧树脂层1004中在器件区域1004上方形成。

图16D图示了在载体1012已经附接到第一表面1001并且特别是附接到第一环氧树脂层1008的最外表面1013之后的半导体晶片1000。

载体1012可以是玻璃载体，并且可以通过附图中未图示的另外的粘合剂层附接到第一环氧树脂层1008的最外表面1013。

在一些实施例中，例如图16D中所示的实施例中，第一环氧树脂层1008具有结构化形式并且突出高于第一金属化结构1005，区域1014可以被另外的粘合剂层填充，区域1014形成在第一金属化结构1005的暴露区域1011和载体1012之间，并且由第一环氧树脂层1008在各侧面界定。

图16E图示了如箭头1014示意性指示的那样去除半导体晶片1000的第二表面1002的部分，以产生包括半导体材料部分1016的经加工的第二表面1015，所述半导体材料部分1016在所有侧被环氧树脂层1008的部分1017围绕，所述部分1017被布置在沟槽1007中。经加工的第二表面1015可以包括半导体材料1016的隔离部分，半导体材料1016的隔离部分被机械地保持在一起并且被第一环氧树脂层1008的区域间隔开。该结构可以称为复合晶片1018。在该阶段，部件位置1003已经与晶片分离并形成半导体管芯，因为它们不再通过半导体材料的区域彼此机械连接。半导体晶片1000的厚度可以减小到tf，tf可以是大约20μm。

在一些实施例中，可以去除载体1012，并且通过去除第一环氧树脂层1008或通过切穿环氧树脂层1008来从复合晶片1018分离或单颗化半导体器件。

图16F图示了半导体晶片1000'，该半导体晶片1000'包括多个部件位置1003，该多个部件位置1003通过非器件区域1006或切口与它们的直接邻居间隔开。

沟槽1007布置在非器件区域1006中。第一环氧树脂层1008相对于第一金属化结构1005的布置不同于图16C中所示的实施例的布置。第一环氧树脂层1008被插入沟槽1007中并且可以填充沟槽1007以及填充布置在部件位置1003的器件区域中的第一金属化结构1005的分立部分之间的空间。部件位置的边缘区域1009被第一环氧树脂层1008覆盖。

第一金属化结构1005的整个横向范围从第一环氧树脂层1008暴露。第一环氧树脂层1008的最外表面1013与第一金属化结构1005的最外表面基本上共面，使得第一金属化结构1005的侧面以第一环氧树脂层为界。可以认为第一环氧树脂层1008用作平坦化层。

在一些实施例中，不需要对部件位置的后表面1016进行进一步处理以使得具有图16E和16F中所示结构的复合晶片1018可以被单颗化。

在一些实施例中，可以将第二金属化结构施加到经加工的第二表面1015。图17A至17E图示了用于制作半导体器件，特别是在两个相对表面上包括金属化结构的半导体器件的方法。半导体器件可以是竖直器件，即在两个相对的主表面之间具有漂移路径的器件。竖直器件的示例包括竖直二极管和竖直晶体管。

图17A图示了在将连续且封闭的第二金属化结构1020施加到经加工的第二表面1015之后的半导体晶片。第二金属化结构1020可以包括通过真空沉积技术（诸如物理气相沉积，例如溅射，或化学气相沉积）施加到第二表面1015的种子层1021。第二金属化结构1020可以包括一个或多个另外的层1022，该另外的层1022使用相同或不同的技术被沉积在种子层1021上。例如，可以通过电镀将所述一个或多个另外的金属层1022沉积到种子层1021上。第二金属化结构1020的总厚度可以与部件位置的相对侧上的第一金属化结构1008的总厚度大约相同。在一些实施例中，半导体材料可具有大约20μm的厚度，第一金属化结构1005可具有大约10μm的厚度，并且第二金属化结构1020可具有大约10μm的厚度。

图17B图示了在进一步处理第二金属化结构1020以在非器件区域1006中和在第一环氧树脂层1008上方的区域中去除较厚的金属化层1022的部分之后的半导体晶片1000的视图。可以使用掩模并蚀刻掉第二金属化结构的从掩模暴露的部分来结构化第二金属化结构1020。第二金属化结构1020的分立部分1023形成在器件区域1003上。在一些实施例中，第一环氧树脂层1008的底层区域被暴露。在一些实施例中，种子层1021在经加工的第二表面1015上保持为连续层。种子层1021可以包括能够用作蚀刻停止的金属。例如，种子层1021可以包括钛，并且金属化层1022可以包括铜。金属化层1022的剩余部分1023的横向范围可以略小于部件位置1003的半导体材料的横向范围。

在一些实施例中，种子层1021也从由布置在沟槽中的第一环氧树脂层1008形成的表面1017去除。第二表面1015处的半导体材料的边缘区域和侧面可以从第一环氧树脂层1008以及从包括种子层1021的第二金属化结构1020暴露。

图17C图示了一实施例，在该实施例中从经加工的第二表面1015的非器件区域1006去除第二金属化结构1020的种子层1021和（一个或多个）另外的层1022，使得第一环氧树脂层1008的被布置在沟槽1007中的部分和第二表面1016的包括半导体材料的边缘区域1024从种子层1021和第二金属化层1022暴露。第一环氧树脂层1008的最外部分也被去除，使得部件位置1003的半导体材料的侧面的与经加工的表面1015相邻的部分被暴露。金属化结构1020包括多个分离的分立区域1023，每个分立区域1023包括在器件区域1004中布置在部件位置1003的第二表面1016上的种子层1021和金属化层1022。

为了从复合晶片分离或单颗化半导体器件，可以从第一表面1001和从第一环氧树脂层1008去除载体1012，可以将另外的载体1030（诸如带或箔）附接到第二金属化结构1020，复合晶片可以被倒置，如图17D中所示。通过插入分离线1031或沿着非器件区域1006中的分离线1031从第一表面1002到第二表面1015穿过第一环氧树脂层1008去除材料，可以将半导体器件与复合晶片分离。可以通过切割，例如使用金刚石锯锯切或激光锯切来插入分离线，如图17D中由箭头1032示意性指示的。

在一些实施例中，诸如图17E中所示的实施例，将第二聚合物层1025施加到复合晶片的经加工的第二表面1015。例如，第二聚合物层1025可包括环氧树脂。第二环氧树脂层1025可以选择性地被施加到非器件区域1006，使得第二环氧树脂层1025布置在邻近的部件位置1003之间并且与布置在半导体器件位置1003之间的第一环氧树脂层1008接触。第二环氧树脂层1025可以具有条带化部分的正交网格的形式。条带化部分的宽度w可以大于第一环氧树脂层1008的底层部分的宽度wf，使得第二环氧树脂层1025与第二金属化结构1020的外表面1027的边缘区域1026交叠。第二环氧树脂层1025也可以布置在半导体材料的边缘区域1024上和布置在第二金属化结构的部分1023的边缘区域1026上。第二金属化结构1020的部分1028，例如部分2013的中心区域，保持未被第二环氧树脂层1025覆盖，并形成由第二环氧树脂层1025所提供的壁界定的凹陷的基部。第一环氧树脂层1008和第二环氧树脂层相对于非器件区域1006的布置可以基本上彼此竖直对齐。

该结构可以被认为是复合晶片，该复合晶片包括嵌入在基体中的部件位置1003的半导体管芯，该基体包括第一环氧树脂层1008和第二环氧树脂层1025。第一金属化结构1005的边缘区域1010和半导体材料的第一表面的边缘区域1009被第一环氧树脂层1008覆盖。第二金属化结构1023的边缘区域1026和半导体材料的第二表面1016的边缘区域1024被第二环氧树脂层1025覆盖。部件位置1003的半导体材料延伸穿过复合晶片的厚度，并且通过第一和第二环氧树脂层1008，1025与部件部分1003中的紧邻部件部分的半导体材料间隔开。在该实施例中，非器件区域1006仅包括环氧树脂材料，并且特别是第一环氧树脂层1008和第二环氧树脂层1025。

为了从复合晶片产生分离的器件，第二环氧树脂层1025的最外表面1028可以附接到载体箔或带，载体1012可以被去除，复合晶片可以被倒置并且可以通过如下方式将个体器件与复合晶片分离：通过将切割线插入第一表面1002中而在非器件区域1006中进行锯切或切割。非器件区域1006仅包括环氧树脂材料，该环氧树脂材料可帮助实现明确限定且准确定位的切割。

在一些实施例中，第二环氧树脂层1025突出高于第二金属化结构1020的最外表面1027，并且可以用作焊料阻挡层。

图18图示了半导体器件1100的示例，该半导体器件1100可以从具有图17D中所示结构的复合晶片被单颗化。通过例如使用锯将分离线穿过第一环氧树脂层1008和第二环氧树脂层1025的整个厚度插入非器件位置1006中，可以从复合晶片单颗化半导体器件1100。

半导体器件1100包括具有第一表面1102的半导体管芯1101，在第一表面1102上布置第一金属化结构1117。半导体管芯1101具有与第一表面1102相对的第二表面1103，第二表面1103包括第二金属化结构1104，第二金属化结构1104可包括布置在第二表面1103的半导体材料上的种子层1105以及布置在种子层1105上的一个或多个另外的金属子层1106。半导体器件1100包括第一环氧树脂层1107，第一环氧树脂层1107布置在第一表面1102的边缘区域1108和半导体管芯1101的侧面1109上，并且还可以延伸到第一金属化结构1117的边缘区域1110上。

第一环氧树脂层1107可以覆盖半导体管芯1101的整个侧面1109，但是可以具有变化的厚度。具体来说，与第一表面1102相邻的厚度可以大于与第二表面1103相邻的厚度。半导体部件1100还可以包括第二环氧树脂层1112，第二环氧树脂层1112布置在第二表面1103的边缘区域1113上和第二金属化结构1104的侧面1114上并且第二环氧树脂层1112在与半导体管芯1101的侧面1109相邻的区域中被定位在第一环氧树脂层1107的最外表面1115上。第一环氧树脂层1107和第二环氧树脂层1112之间的界面1116可以是倾斜的，并且可以沿从第二表面1130向第二表面1102的方向向外倾斜。第一环氧树脂层1107和第二环氧树脂层1112可以提供密封，该密封用于保护半导体管芯1101的侧面和边缘区域。

电子部件1100的最外上平面1118可以由第一环氧树脂层1107的部分提供。半导体部件1100的最外下平面1119可以具有不同的形式。在一些实施例中，最外下平面1119可以包括基本上共面的第二金属化结构1104的区域和第二环氧树脂层1112的区域。

第一环氧树脂层1107的平坦表面区域1120和第二环氧树脂层1112的平坦表面区域1121的表面粗糙度可以小于侧面1122的表面粗糙度。侧面1122可以具有加工的表面结构特性，并且尤其是用于将半导体器件1100与复合晶片分离的分离方法的特性。例如，在使用机械锯单颗化复合晶片的实施例中，侧面1122可包括切割标记。在使用激光烧蚀将复合晶片分离成分离器件的实施例中，侧面1122可以包括烧灼标记。

在一些实施例中，复合晶片的第二表面1015经受处理，使得导电种子层1021被施加到经加工的第二表面1015，并且第二环氧树脂层1025被施加到种子层1021上。

图19图示了根据实施例的复合晶片的剖视图，在该实施例中处理复合晶片的经加工的第二表面1015，使得导电种子层1021被施加到包括半导体材料区域和第一环氧树脂层1008的经加工的第二表面1015。然后，将第二环氧树脂层1025施加到种子层1021上。可以例如通过印刷选择性地将第二环氧树脂层1025施加到非器件区域1006。在平面图中，第二环氧树脂层1025可能必须形成正交细长条带的网格。每个条带的横向范围w可以略微大于或宽于布置在部件位置之间的第一环氧树脂层1008的宽度wf。然后通过将第二金属化层1022施加到第二表面1015的未被第二环氧树脂层1025覆盖的区域1040上，特别是施加到种子层1021的未被第二环氧树脂层1025覆盖的区域1040上，可以增加第二金属化结构1020的厚度。

由于种子层1021在第二表面1017上是连续的，所以种子层1021可以在用于沉积第二金属化层1022的电镀方法中用作电极。层1022的厚度和第二金属化结构1020的厚度可以增加到期望的厚度，并且在一些实施例中，增加到使得最外表面与第二环氧树脂层1025的最外表面基本上共面。在一些实施例中，厚度可以充分增加，使得第二金属化结构1020的厚度大于第二环氧树脂层1025的厚度。在一些实施例中，第二环氧树脂层1025的边缘区域可以被第二金属化结构1020覆盖。

在施加图案化的第二环氧树脂层1025之后沉积金属化层1022的实施例中，第二金属化结构1020的分离区域1023的侧面以第二环氧树脂层1025为界。可以使用第二环氧树脂层1025作为掩模来限定第二金属化结构1020的横向范围。

图20图示了包括半导体器件1131的电子部件1130的剖视图。然而，电子部件1130可以包括根据本文描述的任何一个实施例的半导体器件或者使用本文描述的任何一种方法制作的半导体器件。

半导体器件1131可以包括半导体管芯1132，半导体管芯1132包括：第一表面1133，具有第一金属化结构1134和围绕第一金属化结构1134的边缘区域1135；第二表面1136，与第一表面1133相对并且具有第二金属化结构1137；以及侧面1138。第一表面1133的边缘区域1135、第一金属化结构1134的边缘区域1139以及侧面1138的部分被第一环氧树脂层1140覆盖。第二表面1136的边缘区域1141和侧面1138的与第二表面1136相邻的部分被第二环氧树脂层1142覆盖。第二环氧树脂层1142与第一环氧树脂层1140接触。

电子部件1130还包括多个引线。第一金属化结构1134例如通过诸如一个或多个接合线或接触夹之类的连接器1144耦合到第一引线1143，并且第二金属化结构1137耦合到多个引线中的第二引线1146。电子部件1130还可以包括塑料外壳组合物1147，塑料外壳组合物1147覆盖第一环氧树脂层1140和第二环氧树脂层1142以及多个引线的部分。

第二引线1146可以是管芯焊盘，以便半导体器件1131被安装在该管芯焊盘上并且第二金属化结构1137例如通过焊料层1145被耦合到该管芯焊盘。在第二环氧树脂层1142突出低于第二金属化结构1137的最下平面的实施例中，第二环氧树脂层1142可以用于通过在与第二金属化结构1137接界的侧面内包含焊料1145来控制焊料连接的横向范围。

第一引线1143可以与第二引线1146间隔开。在一些实施例中，两个或更多个引线可以布置成与管芯焊盘的一个或多个侧面相邻并且与该一个或多个侧面间隔开。电子部件130的每个引线和管芯焊盘（如果存在的话）可以包括从塑料外壳组合物1147暴露的表面并且为电子部件1130提供外部接触焊盘1148。

半导体器件1131可以是竖直晶体管，诸如MOSFET，例如超结MOSFET。第一金属化结构1134可以包括源极焊盘1149和栅极焊盘，栅极焊盘在图20的剖视图中不能被看到，源极焊盘1149和栅极焊盘被耦合到两个不同的引线。第二金属化结构1145可以提供安装在第二引线1146上的漏极焊盘1150。半导体器件的这种布置可以被称为“漏极在下（drain down）”。

第一和第二环氧树脂层1140，1142可以为半导体管芯1132的至少侧面1138提供内部密封，并且可以被布置在提供电子部件1130的外壳的塑料外壳组合物1147内。电子部件1030可以具有符合JEDEC标准的封装，例如TO252封装。

在一些实施例中，半导体器件1131可以是竖直晶体管，并且可以按照所谓的“源极在下（source down）”布置被安装。

图21图示了包括半导体器件1131的电子部件1160的剖视图，该半导体器件1131包括具有“源极在下”布置的竖直晶体管。源极焊盘1149通过焊料层1162被定位并安装在第一引线1161上。栅极焊盘1163被布置在半导体管芯1132的与源极焊盘1149相同的表面1133上，并且通过焊料层1165被定位和安装在第二引线1164上。第二引线1164与第一引线1161基本上共面并且间隔开。半导体器件1131在第一引线1161和第二引线1164之间延伸。漏极焊盘1150向上背离第一引线1161，并且通过诸如接合线或夹之类的连接器1166被耦合到第三引线，该第三引线在图21的剖视图中不能被看到。第三引线与管芯焊盘1161和第二引线1164间隔开。

电子部件1160还包括提供电子部件1160的外壳的塑料外壳组合物1167。引线1161，1164和管芯焊盘1161的部分从塑料外壳组合物1167暴露，以为电子部件1160提供外部触点1168。

第一和第二环氧树脂层1140，1142可以为半导体管芯1132的至少侧面1138提供内部密封并且可以被布置在塑料外壳组合物1167内。例如，在第一环氧树脂层1041与源极焊盘1149和栅极焊盘1163的侧面接界的实施例中，第一环氧树脂层1141可以用于控制焊料1162，1165分别从源极焊盘1149和栅极焊盘1163的扩散。

虽然上面已经描述了本发明的实施例，但是显然可以实现另外的实施例。例如，另外的实施例可以包括权利要求中记载的特征的任何子组合或上面给出的示例中描述的元件的任何子组合。因此，所附权利要求的这种精神和范围不应限于本文包含的实施例的描述。