[发明专利]具有衬底适配器的半导体元件及其制造方法和其接触方法

说明书

本发明涉及一种制造具有衬底适配器的半导体元件的方法。此外本发明还涉及一 种用所述方法制造的、具有衬底适配器的半导体元件和用于接触具有衬底适配器的半导体 元件的方法。

功率电子模块的要求不断提高，所述要求例如涉及导电性和使用寿命，需要使用铜-焊点-导线()来彼此接触功率半导体或在功率电子模块内的其它连接。目前用作芯片金属化的主要是铝涂层或铝金属化，其中这会在接触过程和随后的应用中导致出现问题。

例如，可能会由于此类金属化造成功率电子模块在操作中发生故障。

因此有不同的解决方案来提高系统的使用寿命，例如使用所谓的柔性电路板。然 而这样的柔性电路板有不足之处，因为其不能用常规的导线-焊点工艺(Draht-Bond- Prozess)来接触，从而使得不能再利用现有的生产能力。

目前已知的用于接触半导体元件的方法提出，首先金属元件要设置有接触材料， 以便在终端用户或下游工艺步骤中可将其与半导体元件连接。但此类方法成本很高。

本发明的任务在于，提供一种特别是在所制造的半导体设备，特别是功率半导体 设备的可靠性方面得以改进的解决方案。此外还提出了一种方法，该方法的实施成本更划 算。

根据本发明，该任务在制造至少一个具有衬底适配器的半导体元件的方法方面通 过具有专利权利要求1所述特征的方法得以实现，在具有衬底适配器的半导体元件方面通 过专利权利要求13的内容得以实现并且在用于接触具有衬底适配器的半导体元件的方法 方面通过具有专利权利要求14所述特征的方法得以实现。

根据本发明所述的用于制造具有衬底适配器的半导体元件的方法，或根据本发明 所述的用于接触具有衬底适配器的半导体元件方法的有利和适当的实施形式在从属权利 要求中进行了说明。

根据本发明所述的用于制造至少一个具有衬底适配器的半导体元件的方法包括 以下步骤：

-结构化导电金属元件，

-将接触材料施加在半导体元件的第一侧面，其中所述半导体元件以第二侧面布 置在转运元件(Transportelement)上，

-定位结构化的金属元件和半导体元件，使得结构化的金属元件的第一侧面与设 置有接触材料的、半导体元件的第一侧面相对布置，并且

-将结构化的金属元件与设置有接触材料的半导体元件接合。

导电金属元件例如可以是铜箔。导电金属元件可以由纯铜或铜合金制成。在这方 面可以设想的是，金属元件由CuNi、CuSn、CuFe、CuNiSz、CuAg、CuW或CuMo构成。此外还可以 设想的是，金属元件由纯银制成。

导电金属元件的结构化涉及将结构引入导电金属元件中，其中所述结构既可以引 入导电金属元件的一侧又可以引入导电金属元件的多侧。在要获得的半导体元件的形状或 具有衬底适配器的半导体元件要获得的形状方面，优选将导电金属元件结构化。例如可能 的是，以相同或相应的形状彼此保持一定的距离地引入导电金属元件中。

施加在半导体元件第一侧面上的接触材料例如可以是可烧结的材料或烧结材料。 接触材料可以是烧结膏和/或烧结箔，其中烧结材料和/或烧结膏和/或烧结箔例如可以含 有银和/或银化合物。

在本发明的另一种实施形式中，接触材料可以是焊料和/或导电粘合剂。

将接触材料施加在半导体元件的第一侧面上，这例如可以通过喷涂、喷射、丝网印 刷、模板印刷或通过间接印刷来进行。

设置有接触材料的半导体元件和结构化的导电金属元件在下文中首先是指两个 彼此分开的待处理元件，所述元件随后彼此相对定位。结构化的金属元件相对于半导体元 件定位，使得金属元件的第一侧面和设置有接触材料的半导体元件的第一侧面彼此相对布 置。金属元件的第一侧面与设置有接触材料的半导体元件那一侧彼此面对。

将结构化的金属元件优选适当地相对于半导体元件定位后，将结构化的金属元件 与设置有接触材料的半导体元件接合。

根据本发明所述的方法的特别之处在于，衬底适配器直接构造在半导体元件上。 因此省略了其它接合步骤。为此，半导体元件早在工艺链的非常早的阶段就设置了衬底适 配器，以便减少后续组装的成本。衬底适配器在较早时刻并且被大量地布置在半导体元件 上。这里涉及的方法比在下游设置的单个组装工艺的方法要划算。