使用分隔结构作为停止层的封装体减薄的制作方法_2

文档序号:8262104阅读:来源:国知局
装结构在减薄电子芯片期间保持基本上未减薄并且因此保持作为机械地强健的支撑,可以安全地防止对于减薄电子芯片或晶片的隔离处理。
[0019]在实施例中,封装结构可以是模塑结构。在本申请的上下文中,术语“模塑结构”可以特别地表示如下模具,该模具可以通过以液体或粒状形式沉积在电子芯片之上并且可以随后硬化或固化以使得电子芯片表面的至少一部分由模塑材料覆盖的模具。模塑材料可以是塑性材料,如果需要或者希望的话,具有嵌入其中的填充料颗粒以用于调整其材料特性(例如用于增大导热率)。
[0020]在实施例中,方法进一步包括,形成设置在晶片内的分隔主体结构,以及将具有其分隔主体结构的晶片分割为电子芯片以及至少一个其它电子芯片,电子芯片具有由分隔主体结构的一部分形成的其分隔结构,每个其它电子芯片具有由分隔主体结构的另一部分形成的其它分隔结构。这种分隔主体结构可以是形成在晶片内恒定深度处的连续埋设分隔层,以使得用于将要从该晶片分割的每一个个体电子芯片的分隔结构可以对于在晶片级所有这些电子芯片在一个批次工序中制造。这不仅是有效和快速工艺处理体系架构,而且也允许确保在个体芯片之间的高度一致性和均匀性。
[0021]在实施例中,方法进一步包括,在分割之前,在晶片的通过分隔主体结构与晶片的另一部分分隔开的部分中形成集成电路元件,以使得在分割之后,电子芯片和至少一个其它电子芯片中的每个电子芯片包括至少一个集成电路元件。因此,也可以在晶片级、并且因此快速和高度均地执行集成电路元件(诸如晶体管,特别是场效应晶体管和/或双极型晶体管,二极管,传感器,致动器,微机电系统(MEMS),隔膜等等)的集成。在实施例中,方法包括在电子芯片的通过分隔结构与通过减薄而移除的电子芯片的另一部分分隔开的部分中形成至少一个集成电路元件。因此,电子芯片材料相对于分隔结构的一侧可以用于集成电路元件的集成,而相对的另一侧可以用于当被过度模塑时临时支撑电子芯片。
[0022]在实施例中,方法进一步包括,在分割之前以及在形成集成电路元件之前,外延生长附加本体以形成晶片的通过分隔主体结构与晶片的另一部分分隔开的部分的一部分,其中集成电路元件至少部分地形成在附加本体中。在分隔结构的一侧上芯片本体的厚度(例如作为由注入而形成分隔主体结构的结果而靠近晶片的表面形成的远远更薄的芯片本体)不足以合适地根据给定布局而实施集成电路元件的情形中,可能在薄芯片本体上外延生长附加的材料。目前相信的是,在芯片本体内离子的注入基本上维持了薄芯片本体的晶体结构未受干扰,以使得能够以足够的质量进行外延生长。因此,用于集成电路部件的集成的半导体芯片本体的厚度可以增大,如果需要的话,增大至用户可限定的厚度。
[0023]在实施例中,通过在电子芯片内注入粒子而形成分隔结构。特别地,通过在将晶片分割为电子芯片和至少一个其它电子芯片之后将粒子注入进入晶片的形成电子芯片的部分中而形成了分隔结构,以使得可以在晶片级执行注入。这些粒子可以是注入衬底(晶片、电子芯片)中并且将在衬底内在可以由离子的注入能量而调整的深度处形成分隔结构的氧粒子(或备选地氮粒子等等)。这种工序不仅导致低廉形成分隔结构,而且还允许在减薄工序之后剩余的分隔结构之上获得非常薄的层。电流传播通过位于小厚度之上的一个或多个集成电路元件的短路径可以有利地导致小欧姆损耗。
[0024]在实施例中,在注入之后并且在减薄之前热退火分隔结构。热退火可以包括加热其中具有注入离子的衬底以由此允许对衬底材料的结构性恢复并且完成了分隔结构的形成。
[0025]在备选实施例中,分隔结构被提供为绝缘体上硅(SOI)衬底的两个硅本体之间的氧化硅层。因此,SOI晶片也可以用作基底以用于形成薄的封装电子芯片,其不必在没有永久支撑的情况下进行处理。折中SOI晶片可以具有的优点在于,如果特殊应用需要相对较厚本体以用于实施集成电路元件,则这可以由SOI衬底提供。
[0026]在实施例中,电子芯片由封装结构横向地围绕,而电子芯片的两个相对主表面(也即顶表面和底表面)保持暴露于环境。该实施例(比较例如图9)允许随后到达减薄的电子芯片的相对表面以用于形成外围连接(诸如电子接触等等)。
[0027]在备选性实施例中,电子芯片由封装结构横向地围绕,并且电子芯片的两个相对主表面的一个(特别是底表面)由封装结构至少部分地覆盖,而两个相对主表面的另一个(特别是顶表面)保持暴露于环境。该实施例(比较例如图6)具有的优点在于,机械敏感的减薄的电子芯片由封装结构而也从底侧安全地支撑。通过在封装结构中形成一个或多个通孔而可以访问该底侧,例如用于将减薄的电子芯片的底部连接至环境等等。顶表面可以直接被访问以用于提供电连接。
[0028]在实施例中,方法包括在减薄之后选择性地移除分隔结构。在某些实施例中,可能需要在减薄之后移除分隔结构例如以获得直接访问芯片本体的紧贴分隔结构的表面。在该情形下,能够采用附加的第二选择性刻蚀工序,其选择性地移除了分隔结构的材料,而不能够移除封装结构以及减薄的电子芯片剩余部分的材料。
[0029]在实施例中,通过背面刻蚀电子芯片的材料而封装结构用作刻蚀掩模来执行减薄。封装结构由此保留作为强健的机械支撑,即便在减薄了封装体中的电子芯片之后。该构思允许省略临时载体,因为无需在没有机械支撑的封装结构的情况下完成对电子芯片的处理。
[0030]在实施例中,背面刻蚀工艺是等离子刻蚀工艺。等离子刻蚀允许高度选择性地移除电子芯片的半导体材料,而防止移除分隔结构的半导体氧化物材料。
[0031]在实施例中,方法进一步包括,形成设置在其它电子芯片内的其它分隔结构,由封装结构将其它电子芯片的一部分与电子芯片一起封装,以及选择性地减薄由封装结构部分地封装的其它电子芯片与电子芯片,以使得封装结构保持具有比减薄的其它电子芯片更大地厚度。在该工艺期间,其它分隔结构用作关于对其它电子芯片减薄的减薄停止层。因此,其能够形成具有埋设其中的分隔结构的数个未减薄电子芯片的人造晶片,其中人造晶片通过共用的封装结构而连接了这些多个电子芯片。随后,在将人造晶片分割为各自包括由共用封装结构的一部分形成的封装体中减薄的电子芯片的个体区段之前,可以在人造晶片基底上执行减薄直至用作共用减薄停止层的个体分隔结构。这在处理时间和成本方面是非常有效的工序。
[0032]在实施例中,分隔结构和其它分隔结构形成在相同高度水平处。因此,可以确保同时在许多电子芯片之间高度均匀的减薄。
[0033]在实施例中,方法包括分割区段,每个区段包括由封装结构的相应部分封装的减薄的电子芯片中的相应电子芯片。因此,在已经减薄了封装中的许多电子芯片之后,可以在批量处理中分隔它们以形成单独封装的电子芯片。
[0034]在实施例中,电子芯片是半导体芯片,特别是半导体功率芯片。例如,这种半导体功率芯片可以用于汽车应用。半导体功率芯片可以包括一个或多个场效应晶体管、二极管、反相器电路、半桥等等。
[0035]在实施例中,第一芯片本体(也即电子芯片的在其一个主表面与分隔结构之间的一部分)形成具有小于约1ym的厚度,特别是小于约Ιμπι。这种小厚度可以由离子注入形成,其中离子能量的调整对于厚度具有可预测的影响。因为这些功率半导体器件可以基于流过减薄的电子芯片的垂直电流而实现功能,特别是与SM1X注入工艺的组合是高度有利的,因为这允许获得极薄的电子芯片的有源区域,由此具有在使用期间的低电阻值。
[0036]在实施例中,方法包括,在晶片级在第一芯片本体上形成附加本体。附加本体可以外延生长在第一芯片本体上。在注入之后,可以在由分隔结构所限定的小薄表面部分上外延生长。这允许调整其中集成电路元件可以集成达到预定数值的区域的厚度,因此考虑到其中可以通过离子注入而形成分隔结构的最大可能深度,任然没有对厚度的限制。
[0037]在实施例中,芯片结构包括硅,并且分隔结构包括氧化硅。氧化硅和硅是特别合适的材料选择,因为氧化硅可以通过针对氧化硅的等离子刻蚀高度选择性地刻蚀。
[0038]在经封装的芯片结构的实施例中,分隔结构以使得在分隔结构和相邻封装结构之间形成间隙(或台阶)的方式设置在芯片结构(诸如电子芯片或晶片)的表面上。可以通过用于背面刻蚀电子芯片的选择性刻蚀工艺而形成这种间隙或台阶。
[0039]在实施例中,芯片结构具有第一部分和第二部分,第一部分包括在第二
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