[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本文所讨论的实施方案涉及制造半导体器件的方法。

背景技术

用于通过倒装芯片接合来将半导体元件安装在电路板等之上的方法的示例包括：用于焊接半导体元件的方法、将导电粒子夹在电极端子之间以使电极端子相互接触并且用树脂固定以进行耦接的方法、以及类似的方法。

例如，当电极之间的间距细微时，半导体元件的焊接可能困难。当半导体元件薄时，将连接处固定以减少翘曲直至冷却结束，由此可能增加处理时间。

通过将导电粒子分散在膜状绝缘树脂中而制备的各向异性导电膜用于耦接特定的半导体元件如用于液晶显示装置(LCD)的驱动器。连接的可靠性在不低于每种绝缘树脂的玻璃化转变温度(Tg)的温度下可能低。

由于向电极施加高温和高压以进行固相扩散，所以热压接合会损害半导体元件中的电路。

在通过化学机械抛光(CMP)将电极的表面平坦化之后，在真空中通过氩等离子体等活化电极表面且在低温下进行固相扩散接合(表面活化接合)。在不损害半导体元件中的电路的温度下执行表面活化接合时，可能不能获得足够的接合强度。昂贵的真空装备的使用可导致成本增加。

日本公开特许公报号04-309474以及05-131279公开了相关技术。

发明内容

根据实施方案的一个方面，一种制造半导体器件的方法包括：通过对半导体元件的第一电极的表面进行处理来形成包括晶体的第一层；通过对该半导体元件安装在其上的安装构件的第二电极的表面进行处理来形成包括晶体的第二层；在第一温度下对在第一层上或第一层中存在的第一氧化膜以及在第二层上或第二层中存在的第二氧化膜进行还原，第一温度低于第一电极中包括的第一金属以固态进行扩散的第二温度且低于第二电极中包括的第二金属以固态进行扩散的第三温度；以及通过固相扩散将第一层和第二层彼此接合。

根据一种用于制造半导体器件的方法等，由于第一微晶层和第二微晶层的作用，甚至通过低温下的固相扩散接合也可以获得高接合强度。因此，可以在不增加成本的情况下实现具有高可靠性的接合处。

本发明的目的和优点将借助于权利要求中所具体指出的要素及组合来实现和获得。

应理解，上述的总体描述和以下的详细描述是示例性和说明性的且并不对所要求保护的本发明进行限制。

附图说明

图1示出用于制造半导体器件的示例性方法；

图2A和图2B示出用于制造半导体器件的示例性方法；

图3A至图3D示出示例性电子衍射图案；

图4A和图4B示出用于制造半导体器件的示例性方法；

图5A和图5B分别示出电极的示例性表面；

图6A、图6B和图6C示出用于制造半导体器件的示例性方法；

图7示出示例性半导体元件；

图8A和图8B分别示出示例性样品；

图9A和图9B分别示出示例性断裂；

图10A示出接合温度与晶片剪切强度之间的示例性关系；

图10B示出接合温度与主体断裂的百分比之间的示例性关系；

图11A至图11D分别示出示例性芯片样品；

图12A和图12B示出示例性电极；以及

图13A和图13B示出示例性电极。

具体实施方式

图1示出用于制造半导体器件的示例性方法。

在操作S1中，对半导体元件的电极的表面以及用于安装该半导体元件的安装构件的电极的表面进行机械加工，由此在每个电极的表面上设置由于机械加工而粒度降低的微晶层。电极可以包括例如Cu、Sn、Al和Ni中的至少一种。Cu、Sn、Al和Ni可能被氧化。用于形成半导体元件的电极的材料可以与用于形成安装构件的电极的材料不同。安装构件包括例如引线框、电路板等。

图2A和图2B示出用于制造半导体器件的示例性方法。如图2A所示，例如，半导体元件10包括电路部11和电极12，并且树脂13包埋在电极12之间。如图2B所示，用包括基部15a和切削部15b的金刚石车刀15切除电极12的表面和树脂13的表面。在每个电极12的表面上都形成包括大量位错的微晶层。安装构件可以以基本相同或类似的方式进行处理。微晶层可以具有约100nm的厚度。