[發明專利]半導體器件

在審

• 申請號: 201910104546.4
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN110137089A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 漢斯-馬丁·里特;弗蘭克·布爾邁斯特
• 申請（專利權）人: 安世有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/331;H01L21/329;H01L23/367;H01L23/373;H01L29/732;H01L29/861
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張娜;李榮勝

本公開涉及半導體器件結構和制造半導體器件的方法。該方法包括：提供具有第一主表面和相對的第二主表面的第一半導體襯底，第一主表面上形成有第一金屬層；提供具有第一主表面和相對的第二主表面的第二半導體襯底，其中第二半導體襯底包括形成在其中的多個有源器件區域和第二金屬層，所述第二金屬層形成在第一主表面上、連接多個有源器件區域中的每一個；將第一半導體襯底的第一金屬層接合到第二半導體襯底的第二金屬層；以及在第二半導體襯底的第二主表面上形成器件接觸件，以用于電連接至多個有源器件區域中的每一個。

技術領域

本公開涉及一種半導體器件結構和制造方法。具體地，本公開涉及一種包括供體襯底/基板(donor substrate)和接合載體襯底/承載基板(bonded carrier substrate)的半導體器件結構。

背景技術

芯片級半導體封裝件(CSP)的特征在于是可直接表面安裝的封裝件。CSP布置成在封裝件的一個表面上具有所有外部接觸件/觸點(contact)，從而使封裝件能夠安裝在載體(例如印刷電路板)上。CSP通常包含垂直布置在封裝件內的二極管和/或晶體管器件結構，使得器件結構內的主電流(dominant current flow)固有地是垂直的。然而，因為CSP被布置成在一個表面上具有接觸件，所以電流必須流到同一側上的另一個接觸件，因此流過器件結構的有源區的垂直電流必須改變方向到橫向，通過襯底，然后將方向改回垂直方向以達到第二接觸件。由于體半導體材料的導電性有限，因此，體中的和器件結構和接觸件中的電流密度將是不均勻的。器件結構中的更靠近第二接觸件的各部分中的電流密度可以更高。另外，電流擁擠(current crowding)發生在各器件結構的各接觸件的邊緣處。因此，通過各器件結構和各接觸件的最大允許總電流將小于以下情況：第二接觸件放置在半導體晶體的另一個表面上；并且通過體的電流總是垂直的；以及因此對于器件結構的整個區域，各器件結構內的電流密度在原則上是相同的。

另外，寄生電流路徑可能發生在各器件結構之間，這會影響性能。對于其中局部加熱會導致器件故障的瞬態電壓抑制裝置，這些問題也是尤其相關的。

發明內容

根據一個實施例，提供一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：提供具有第一主表面和相對的第二主表面的第一半導體襯底，所述第一主表面上形成有第一金屬層；提供具有第一主表面和相對的第二主表面的第二半導體襯底，其中所述第二半導體襯底包括形成在其中的多個有源器件區域和第二金屬層，所述第二金屬層形成在第一主表面上、連接所述多個有源器件區域中的每一個；將第一半導體襯底的第一金屬層接合到第二半導體襯底的第二金屬層；以及在第二半導體襯底的第二主表面上形成器件接觸件以用于電連接至多個有源器件區域中的每一個。

可選地，所述方法可以包括：將第一半導體襯底的第一金屬層接合到第二半導體襯底的第二金屬層，以形成設置在兩個半導體層之間的金屬層。可選地，第一金屬層和第二金屬層可以是金或鋁。

可選地，所述方法還可以包括：在將第一金屬層接合到第二金屬層之前，使第二半導體襯底的相對的第二主表面變薄。

可選地，所述方法還可以包括：形成從第二半導體襯底的第一主表面延伸到相對的第二主表面的一個或多個溝槽區域。所述方法還可以包括：用絕緣材料填充溝槽區域。

可選地，第二半導體襯底可以是絕緣體上硅襯底。可選的，多個有源器件區域是雙向有源器件區域。

根據一個實施例，還提供一種半導體器件，包括：第一半導體襯底，其具有第一主表面和相對的第二主表面，所述第一主表面上形成有第一金屬層；以及第二半導體襯底，其具有第一主表面和相對的第二主表面，其中所述第二半導體襯底包括形成在其中的多個有源器件區域和第二金屬層，所述第二金屬層形成在第一主表面上、連接所述多個有源器件區域中的每一個；其中，第一半導體襯底的第一金屬層接合到第二半導體襯底的第二金屬層；以及器件接觸件設置在第二半導體襯底的第二主表面上以用于電連接至多個有源器件區域中的每一個。