[发明专利]由至少两个半导体基体组成的复合物以及制造方法

说明书

现有技术

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的由至少两个半导体基体组成的复合物，以及一种按照权利要求10的前序部分所述的制造复合物的方法。

在例如用于制造MEMS(微机电系统)的半导体工艺技术中，必需要相互固定地连接两个半导体基体，例如用于封装一个装在一个半导体基体上的电子装置和/或微型机械装置。为了连接两个半导体基体已知采用了低共熔接合连接。在一个钎焊料和一个半导体基体之间设有一层薄的低共熔混合物，它对于固定连接来说是责任重大的。在已知的方法和用此方法制成的由至少两个半导体基体组成的复合物中，不利的是：连接的接合强度对于一些应用场合来说不够。此外不利的是：钎焊料必须施加得比较厚，因而整个复合物比较高。

发明内容

技术任务

因此发明的任务是提供一种由至少两个半导体基体组成的复合物，它就高的接合强度来说进行了最优化。此外任务还在于，提供一种相应的制造方法。

技术解决方案

这任务就这由至少两个半导体基体组成的复合物而言，用权利要求1的特征来解决，而就制造方法而言，用权利要求11的特征来解决。发明的有利的改进设计方案在从属权利要求中加以说明。为了避免重复，纯粹装置方面公开的特征也应该适合和可以要求作为方法方面所公开的特征。同样纯粹方法方面所公开的特征也应该适于和可以要求作为装置方面所公开的。

本发明已经认识到：低共熔层，就是说低共熔混合物的加大，尤其是低共熔混合物厚度尺寸的加大，提高了在钎焊料和半导体基体之间的连接的强度。为了加大低共熔混合物厚度尺寸，尤其是与钎焊料的总厚度相比，发明建议：半导体基体至少部分地在半导体基体和钎焊料之间的接触部位里，设有一种微型结构。要是钎焊料并不与半导体基体直接接触，尤其是因为在半导体基体和钎焊料之间设有另一个层，它涂覆在半导体基体上，那么在本发明中这层设有一种微型结构，重要的是：钎焊料与一种微型结构相互作用。所谓微型结构按照本发明是指一种结构，其结构宽度和/或高度在几个微米至几十个μm的范围里，尤其是大约在5μm至50μm之间。通过在半导体基体上设置微型结构和/或必要时在设置另一个层时这层上或里设置微型结构，与由现有技术得知的复合物相比，尤其是在微型结构的边缘部位里和/或在微型结构的凹处，低共熔混合物厚度尺寸加大。这例如可以归结于在微型结构部位里作用到通过加热而流动的低共熔混合物上的毛细力，这毛细力负责使低共熔混合物，尤其是在微型结构的侧面上加厚地成形。

在形成的低共熔层里既可能有钎焊料的成分，也有半导体基体的成分(原子)，和/或若在这半导体基体上设有一个层，那么有这层材料的成分(原子)。形成的低共熔的层的特征在于，其上述的成分以一种这样的比例相互设置，从而它们作为整体在某个液相线-温度时变成液态的。这个温度必须被产生，以便在制造复合物时生成低共熔层或低共熔混合物。通过这由于微型结构而引起的毛细力，在钎焊料和半导体基体之间得到一种特别厚的低共熔混合物层和因此一种高强的连接。总之通过设置微型结构使钎焊料的厚度涂覆(Dickenauftrag)明显地减少。研究表明，用发明本身就可以制成牢固的连接，如果钎焊料的厚度涂覆比已有技术要减少系数5的话，并且有附加的优点：复合物的高度总体较小。通过加大低共熔层不仅提高了复合物的接合强度。而且也提高了导电性，因此钎焊料不仅可以用来连接两个半导体基体，而且也可用来使半导体基体的有源的和/或无源的电子器件电接触。

微型结构可以借助于一种变形方法和/或通过去除的蚀刻法施加入半导体基体里。选择地设置在半导体基体上的层同样也可以被微型结构化。也可以考虑，施加一个已经微型结构化的这样的层，例如印刷，或者，例如借助于一种CVD(化学气相沉积)方法进行汽化渗镀。

除了提供以前所述的液相线-温度之外可以根据使用哪一种材料，而在制造复合物时实现在半导体基体上的合适的压紧力。

通过一种以前所述的低共熔连接可以替代以前所用的密封玻璃接合框架。在这发明中，微型结构不仅设置在一个半导体基体或一个选择地施加在其上的层上，而且也在两个半导体基体上或可能位于其上的层上，因此钎焊料在两个对峙的侧上分别与微型结构相互作用。也可以考虑，只是在一个半导体基体上，或在一个选择地设置于其上的层上设有一个微型结构，而在另一个半导体基体上设有一个附着层，这附着层使半导体材料不形成一种低共熔混合物而“固定住”。