[發明專利]具有襯底適配器的半導體元件及其制造方法和其接觸方法

在審

• 申請號: 201510802140.5
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105632951A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 馬丁·布雷夫斯;安德列亞斯·欣里希;安德列亞斯·克萊因;邁克爾·舍費爾;伊利薩·維賽勒
• 申請（專利權）人: 賀利氏德國有限及兩合公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/485
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 程爽;鄭霞

本發明涉及一種制造具有襯底適配器的半導體元件的方法。此外本發明還涉及一 種用所述方法制造的、具有襯底適配器的半導體元件和用于接觸具有襯底適配器的半導體 元件的方法。

功率電子模塊的要求不斷提高，所述要求例如涉及導電性和使用壽命，需要使用銅-焊點-導線()來彼此接觸功率半導體或在功率電子模塊內的其它連接。目前用作芯片金屬化的主要是鋁涂層或鋁金屬化，其中這會在接觸過程和隨后的應用中導致出現問題。

例如，可能會由于此類金屬化造成功率電子模塊在操作中發生故障。

因此有不同的解決方案來提高系統的使用壽命，例如使用所謂的柔性電路板。然 而這樣的柔性電路板有不足之處，因為其不能用常規的導線-焊點工藝(Draht-Bond- Prozess)來接觸，從而使得不能再利用現有的生產能力。

目前已知的用于接觸半導體元件的方法提出，首先金屬元件要設置有接觸材料， 以便在終端用戶或下游工藝步驟中可將其與半導體元件連接。但此類方法成本很高。

本發明的任務在于，提供一種特別是在所制造的半導體設備，特別是功率半導體 設備的可靠性方面得以改進的解決方案。此外還提出了一種方法，該方法的實施成本更劃 算。

根據本發明，該任務在制造至少一個具有襯底適配器的半導體元件的方法方面通 過具有專利權利要求1所述特征的方法得以實現，在具有襯底適配器的半導體元件方面通 過專利權利要求13的內容得以實現并且在用于接觸具有襯底適配器的半導體元件的方法 方面通過具有專利權利要求14所述特征的方法得以實現。

根據本發明所述的用于制造具有襯底適配器的半導體元件的方法，或根據本發明 所述的用于接觸具有襯底適配器的半導體元件方法的有利和適當的實施形式在從屬權利 要求中進行了說明。

根據本發明所述的用于制造至少一個具有襯底適配器的半導體元件的方法包括 以下步驟：

-結構化導電金屬元件，

-將接觸材料施加在半導體元件的第一側面，其中所述半導體元件以第二側面布 置在轉運元件(Transportelement)上，

-定位結構化的金屬元件和半導體元件，使得結構化的金屬元件的第一側面與設 置有接觸材料的、半導體元件的第一側面相對布置，并且

-將結構化的金屬元件與設置有接觸材料的半導體元件接合。

導電金屬元件例如可以是銅箔。導電金屬元件可以由純銅或銅合金制成。在這方 面可以設想的是，金屬元件由CuNi、CuSn、CuFe、CuNiSz、CuAg、CuW或CuMo構成。此外還可以 設想的是，金屬元件由純銀制成。

導電金屬元件的結構化涉及將結構引入導電金屬元件中，其中所述結構既可以引 入導電金屬元件的一側又可以引入導電金屬元件的多側。在要獲得的半導體元件的形狀或 具有襯底適配器的半導體元件要獲得的形狀方面，優選將導電金屬元件結構化。例如可能 的是，以相同或相應的形狀彼此保持一定的距離地引入導電金屬元件中。

施加在半導體元件第一側面上的接觸材料例如可以是可燒結的材料或燒結材料。 接觸材料可以是燒結膏和/或燒結箔，其中燒結材料和/或燒結膏和/或燒結箔例如可以含 有銀和/或銀化合物。

在本發明的另一種實施形式中，接觸材料可以是焊料和/或導電粘合劑。

將接觸材料施加在半導體元件的第一側面上，這例如可以通過噴涂、噴射、絲網印 刷、模板印刷或通過間接印刷來進行。

設置有接觸材料的半導體元件和結構化的導電金屬元件在下文中首先是指兩個 彼此分開的待處理元件，所述元件隨后彼此相對定位。結構化的金屬元件相對于半導體元 件定位，使得金屬元件的第一側面和設置有接觸材料的半導體元件的第一側面彼此相對布 置。金屬元件的第一側面與設置有接觸材料的半導體元件那一側彼此面對。

將結構化的金屬元件優選適當地相對于半導體元件定位后，將結構化的金屬元件 與設置有接觸材料的半導體元件接合。

根據本發明所述的方法的特別之處在于，襯底適配器直接構造在半導體元件上。 因此省略了其它接合步驟。為此，半導體元件早在工藝鏈的非常早的階段就設置了襯底適 配器，以便減少后續組裝的成本。襯底適配器在較早時刻并且被大量地布置在半導體元件 上。這里涉及的方法比在下游設置的單個組裝工藝的方法要劃算。