DE102008007543B3 - Stack of chips has multiple semiconductor chips arranged on one another, where each semiconductor chip has upper side, lower side and lateral surface encircling border of upper and lower sides - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Chipstapel mit mehreren übereinander angeordneten Halbleiterchips. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips.The The present invention relates to a multi-stacked stack of chips arranged semiconductor chips. The invention further relates to a Method for producing a semiconductor chip.
Mikroelektronische Halbleiterbauelemente mit integrierten Schaltkreisen bilden heutzutage die Grundlage für elektronische Anwendungen aller Art. Diese Bauelemente weisen eine komplexe Anordnung elektronischer Strukturen auf, welche auf Trägersubstraten, sogenannten „Chips" oder „Halbleiterchips", miteinander verschaltet sind. Im Rahmen der Herstellung von Halbleiterchips werden die elektronischen Strukturen zunächst gemeinsam auf einer als „Wafer" bezeichneten Substratscheibe hergestellt. Durch ein nachfolgendes Vereinzelungsverfahren, welches beispielsweise einen an dem Wafer durchgeführten Säge- und einen Verdünnungsprozess umfasst, werden einzelne ungehäuste Chips, welche auch als „Die" bezeichnet werden, gewonnen. Zur weiteren Ausbildung der Hableiterbauelemente werden die vereinzelten Chips üblicherweise in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht. Dabei können die Chips auch in Form eines so genannten Chipstapels („Chipstack", „Chip Package", „3D-Chip-Sandwich-Anordnung") übereinander angeordnet werden.microelectronic Semiconductor devices with integrated circuits form today the basis for electronic applications of all kinds. These components have a complex arrangement of electronic structures which are supported on carrier substrates, so-called "chips" or "semiconductor chips" interconnected are. As part of the production of semiconductor chips are the electronic Structures first together on a substrate wafer referred to as "wafer" produced. By a subsequent separation process, which For example, a sawing and a thinning process performed on the wafer covers are single unhoused Chips, also known as "die", won. For further training of Hableiterbauelemente be the occasional chips usually in a corresponding housing accommodated. It can the chips also in the form of a so-called chip stack ("chip stack", "chip package", "3D chip sandwich arrangement") on top of each other to be ordered.
Eine der Hauptzielsetzungen der Halbleiterindustrie ist die stetige Leistungssteigerung durch immer schnellere Schaltkreise, welche verknüpft ist mit einer kontinuierlichen Verkleinerung der elektronischen Strukturen. Die durch den Leistungszuwachs bedingten steigenden Datenraten und Signaldichten haben jedoch zur Folge, dass elektrophysikalische Eigenschaften von Halbleiterchips und Chipstapeln wie insbesondere das EMV-Verhalten (elektromagnetische Verträglichkeit) und das thermische Verhalten zunehmend an Bedeutung gewinnen. Für Speicherbausteine wie beispielsweise DRAMs (Dynamic Random Access Memory) sind zum Beispiel die Taktrate bzw. Schaltzeit und die Signalanstiegszeit entscheidende Parameter, anhand derer sich die Leistungsfähigkeit beurteilen lässt. Bei einer Taktrate von mehr als 1 GHz und einer Schaltzeit von mehr als 3 ns kann ein DRAM-Baustein als „High-Speed-Schaltung" eingestuft werden, bei der die oben genannten elektrophysikalischen Eigenschaften in den Vordergrund treten.A The main objectives of the semiconductor industry is the steady increase in performance through ever faster circuits, which is linked with a continuous reduction of electronic structures. The increase in data rates and performance due to the increase in performance Signal densities, however, have the consequence that electrophysical properties of semiconductor chips and chip stacks such as in particular the EMC behavior (Electromagnetic compatibility) and thermal behavior is becoming increasingly important. For memory modules such as Dynamic Random Access Memory (DRAM) are for Example the clock rate or switching time and the signal rise time decisive parameters on the basis of which the performance to judge. At a clock rate of more than 1 GHz and a switching time of more than 3 ns, a DRAM device can be classified as a "high-speed circuit", in which the above-mentioned electrophysical properties in come to the fore.
Unter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) wird die Fähigkeit einer Vorrichtung oder eines Systems verstanden, in einer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die die Funktionsweise anderer in der Umgebung vorhandenen Vorrichtungen oder Systeme beeinträchtigen könnten. Beispiele derartiger Störungen sind elektromagnetische Interferenzen (EMI, Electromagnetic Interference) bzw. hochfrequente Störungen (RFI, Radio Frequency Interference).Under electromagnetic compatibility (EMC) becomes the ability a device or a system understood in an electromagnetic environment to work satisfactorily without even electromagnetic disorders causing the functioning of others in the environment Could affect devices or systems. Examples of such disorders are electromagnetic interference (EMI, Electromagnetic Interference) or high-frequency interference (RFI, Radio Frequency Interference).
Bei einem Chipstapel sind in der Regel unterschiedliche elektrische und elektronische Strukturen wie beispielsweise Speicherzellenfelder, Leiterbahnen, Durchkontaktierungen („Via"), Umverdrahtungsebenen, „Power Planes", usw. übereinander angeordnet. Je höher die eingesetzten Taktfrequenzen bei der Übertragung von Signalen sind, desto größer ist auch die gegenseitige Beeinflussung dieser Strukturen und von Vorrichtungen in der Umgebung des Chipstapels aufgrund von elektromagnetischen Feldern, welche bei der Signalübertragung auftreten. Zwar werden gegenwärtig bei Halbleiterchips Vorkehrungen getroffen, um das EMV-Verhalten zu verbessern. Hierunter fallen beispielsweise der Einsatz von impedanzdefinierten Leiterbahnstrukturen, die Verwendung von Masseflächen und -lagen sowie eine Terminierung von Signalleitungen. Im Hinblick auf zukünftige Hochfrequenzanwendungen stoßen derartige Maßnahmen, welche zudem mit einem Platzbedarf auf den Chips einhergehen, jedoch an ihre Grenzen. Es besteht daher das Problem, dass eine zuverlässige Signalübertragung nicht mehr vollständig gewährleistet ist.at a stack of chips are usually different electrical and electronic structures such as memory cell arrays, Tracks, vias ("via"), redistribution layers, "Power Planes ", etc. on top of each other arranged. The higher are the clock frequencies used in the transmission of signals, the bigger it is the mutual influence of these structures and devices in the vicinity of the chip stack due to electromagnetic Fields, which during signal transmission occur. Although will be present In semiconductor chips, precautions are taken to improve EMC performance to improve. This includes, for example, the use of impedance-defined Conductor structures, the use of ground planes and layers as well as a Termination of signal lines. With regard to future high-frequency applications encounter such Activities, which are also associated with a space requirement on the chips, however to their limits. There is therefore the problem that a reliable signal transmission not complete anymore guaranteed is.
Ein weiterer limitierender Faktor, welcher bei hohen Signalfrequenzen bzw. Taktraten zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist die thermische Erwärmung im Betrieb der Halbleiterchips. Gegenwärtig werden bei Halbleiterchips und/oder Chipstapeln aktive und passive Kühlkörper und -flächen eingesetzt. Auf diese Weise kann eine homogenere Temperaturverteilung erzielt und eine überschüssige Wärmemenge durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion an die Umgebung abgeführt werden. Die Entwicklung von immer leistungsfähigeren Systemen mit steigenden Integrationsdichten führt jedoch trotz derartiger Kühlmaßnahmen mehr und mehr zu Problemen bei der Regulierung des thermischen Verhaltens. Darüber hinaus ist der Einsatz von Kühlkörpern aufwändig und nimmt insbesondere auf den Chips eine „wertvolle" laterale Fläche in Anspruch, welche aufgrund der geforderten zunehmend kompakteren Abmessungen immer weniger zur Verfügung steht.One further limiting factor, which at high signal frequencies or clock rates is becoming increasingly important, is the thermal warming during operation of the semiconductor chips. At present, semiconductor chips are used and / or chip stacks active and passive heat sinks and surfaces used. On this way, a more homogeneous temperature distribution can be achieved and an excess amount of heat by heat conduction, thermal radiation and convection are dissipated to the environment. The development of ever more powerful However, systems with increasing integration densities, despite such cooling measures more and more problems with the regulation of thermal behavior. About that In addition, the use of heat sinks consuming and takes on the chips in particular a "valuable" lateral area to complete, which due to the required increasingly compact dimensions less and less to disposal stands.
Ein weiteres Problem sind mechanische Beschädigungen der Halbleiterchips an den Kanten bzw. Rändern, welche bei der Verarbeitung der Chips nach der Vereinzelung sowie bei der Herstellung von Chipstapeln auftreten können. Derartige Beschädigungen können insbesondere zu Rissen bis in die aktiven Gebiete der Halbleiterchips führen, was eine Zerstörung des betroffenen Chips oder Chipstapels zur Folge hat.One Another problem is mechanical damage to the semiconductor chips at the edges which in the processing of the chips after separation as well can occur in the production of chip stacks. Such damage can in particular to cracks into the active areas of the semiconductor chips to lead, what a destruction of the affected chip or chip stack.
Die
Ein
weiterer Halbleiterchip mit einer metallischen Ummantelung und ein
zugehöriges
Herstellungsverfahren sind aus der
Die
Aus
der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Chipstapel bereitzustellen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten Halbleiterchips anzugeben.The Object of the present invention is to provide an improved To provide chip stack, in which avoided the disadvantages described above become. It is another object of the invention to provide a method for Produce an improved semiconductor chip specify.
Diese Aufgabe wird durch einen Chipstapel gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a chip stack according to claim 1 and a method according to claim 8 solved. Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.
Erfindungsgemäß wird ein Chipstapel vorgeschlagen, bei welchem mehrere Halbleiterchips übereinander angeordnet sind. Jeder Halbleiterchip weist eine Oberseite und eine Unterseite und eine an die Oberseite und die Unterseite angrenzende umlaufenden Mantelfläche auf, welche durch ein metallisches Material gebildet ist.According to the invention is a Chip stack proposed in which a plurality of semiconductor chips on top of each other are arranged. Each semiconductor chip has an upper side and a Bottom and one adjacent to the top and bottom circumferential lateral surface on, which is formed by a metallic material.
Diese Ausgestaltung der Mantelfläche eines Halbleiterchips stellt eine einfache und platzsparende Maßnahme zur Verbesserung und Kontrolle des EMV-Verhaltens dar. Durch das metallische Material können einerseits auf den Halbleiterchip von außen einwirkende elektromagnetische Felder und andererseits von dem Halbleiterchip ausgehende elektromagnetische Felder mit einer hohen Zuverlässigkeit abgeschirmt werden.These Design of the lateral surface a semiconductor chip provides a simple and space-saving measure Improvement and control of the EMC behavior. By the metallic Material can on the one hand on the semiconductor chip from the outside acting electromagnetic Fields and on the other hand from the semiconductor chip outgoing electromagnetic Fields with a high reliability be shielded.
Darüber hinaus ermöglicht das metallische Material der Mantelfläche eine Verbesserung des thermischen Verhaltens des Halbleiterchips. So kann eine im Betrieb des Halbleiterchips entstandene Wärmemenge an den Rand des Halbleiterchips bzw. das metallische Material weitergeleitet werden, wodurch die Temperatur auf dem Halbleiterchip sinkt. Ausgehend von der Mantelfläche kann die Wärmemenge weiter an die Umgebung abgegeben werden. Das am Rand des Halbleiterchips angeordnete metallische Material nimmt dabei keinen wertvollen Platz auf der Oberseite des Halbleiterchips in Anspruch.Furthermore allows the metallic material of the lateral surface an improvement of the thermal Behavior of the semiconductor chip. Thus, during operation of the semiconductor chip resulting amount of heat forwarded to the edge of the semiconductor chip or the metallic material which causes the temperature on the semiconductor chip to drop. outgoing from the lateral surface can the amount of heat continue be delivered to the environment. That at the edge of the semiconductor chip arranged metallic material takes no valuable place on the top of the semiconductor chip to complete.
Durch das metallische Material der Mantelfläche kann der Halbleiterchip ferner gegenüber mechanischen Beanspruchungen bzw. Beschädigungen geschützt werden. Auf diese Weise gestaltet sich die Handhabung des Halbleiterchips während einer Verarbeitung unkritischer und werden Risse in dem Halbleiterchip, durch welche der Halbleiterchip für die weitere Verwendung ausfällt, vermieden.By the metallic material of the lateral surface, the semiconductor chip also opposite mechanical stresses or damage are protected. In this way, the handling of the semiconductor chip designed while a processing uncritical and cracks in the semiconductor chip, by which the semiconductor chip fails for further use avoided.
Erfindungsgemäß umläuft das metallische Material den Halbleiterchip. Eine solches um den Halbleiterchip herum angeordnetes metallisches Material ermöglicht einen hohen EMV-Schutz des Halbleiterchips. Auch bietet eine solche Ausführungsform den Vorteil einer effektiven Wärmespreizung und Wärmeabführung an die Umgebung des Halbleiterchips. Darüber hinaus weist der Halbleiterchip mit einem umlaufenden metallischen Material eine hohe mechanische Stabilität auf.The invention rotates metallic material the semiconductor chip. Such around the semiconductor chip arranged around metallic material allows a high EMC protection of the semiconductor chip. Also, such an embodiment offers the Advantage of effective heat spreading and heat dissipation the environment of the semiconductor chip. In addition, the semiconductor chip with a circulating metallic material a high mechanical stability on.
Erfindungsgemäß ist das metallische Material in Form einer Schicht gebildet. Die Dicke der Schicht kann dabei in Abhängigkeit der im Vordergrund stehenden angestrebten Funktion gewählt werden. Für eine Verbesserung der EMV-Eigenschaften können bereits relativ kleine Schichtdicken ausreichen, wohingegen sich durch größere Schichtdicken eine höhere mechanische Stabilität erzielen lässt. Eine mögliche Schichtdicke für das metallische Material liegt beispielsweise im μm-Bereich.This is according to the invention metallic material formed in the form of a layer. The thickness of the layer can depend on the desired function in the foreground are selected. For one Improving the EMC properties can already be relatively small Layer thicknesses are sufficient, whereas by larger layer thicknesses a higher one mechanical stability achieve. A possible Layer thickness for the metallic material is for example in the micron range.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das metallische Material wenigstens ein Element der Gruppe Silber, Aluminium, Gold, Kupfer, Nickel, Zinn auf.According to one another embodiment According to the invention, the metallic material comprises at least one element the group silver, aluminum, gold, copper, nickel, tin on.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das metallische Material ein Metall oder eine Legierung auf.According to one another preferred embodiment the invention, the metallic material is a metal or a Alloy up.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das metallische Material durch eine Lotpaste, eine Polymerleitpaste oder einen leitfähigen Klebstoff gebildet.According to one another preferred embodiment the invention is the metallic material by a solder paste, a polymer conductive paste or a conductive adhesive is formed.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Halbleiterchip eine mit dem metallischen Material der Mantelfläche verbundene Einrichtung, beispielsweise eine Leiterbahn, zum Übertragen einer Wärmemenge zu dem metallischen Material auf. Auf diese Weise kann eine im Betrieb des Halbleiterchips an einer Stelle entstandene hohe Wärmemenge zuverlässig und schnell zu dem metallischen Material der Mantelfläche transportiert werden.According to one another preferred embodiment According to the invention, the semiconductor chip has one with the metallic one Material of the lateral surface connected device, such as a trace, for transmitting a quantity of heat to the metallic material. In this way, a in the operation of the Semiconductor chips in one place resulting high amount of heat reliable and transported quickly to the metallic material of the lateral surface become.
In
Bezug auf den erfindungsgemäßen Chipstapel
lassen sich die Vorteile wie folgt zusammenfassen:
Der Chipstapel
weist einen effektiven EMV-Schutz auf, da das metallische Material
der Mantelflächen der
Halbleiterchips sowohl eine elektromagnetische Beeinflussung der
Halbleiterchips des Stapels als auch eine Abstrahlung von Störsignalen,
durch welche Einrichtungen bzw. Systeme außerhalb des Chipstapels beeinträchtigt werden
könnten,
einschränkt
bzw. unterdrückt.
Das metallische Material der Mantelflächen begünstigt darüber hinaus die thermischen
Eigenschaften und bewirkt eine hohe mechanische Stabilität der Halbleiterchips,
wodurch sich beispielsweise die Handhabung der Chips im Rahmen der
Herstellung des Chipstapels unkritischer gestaltet.With regard to the chip stack according to the invention, the advantages can be summarized as follows:
The chip stack has an effective EMC protection, since the metallic material of the lateral surfaces of the semiconductor chips both an electromagnetic interference of the semiconductor chips of the stack and a radiation of noise, by which devices or systems could be affected outside the chip stack, restricted or suppressed , The metallic material of the lateral surfaces also favors the thermal properties and causes a high mechanical stability of the semiconductor chips, whereby, for example, the handling of the chips in the context of the production of the chip stack designed uncritical.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das metallische Material der Mantelflächen der einzelnen Halbleiterchips leitend miteinander verbunden. Auf diese Weise kann eine homogene Wärmeverteilung und -abgabe des gesamten Chipstapels erzielt sowie der EMV-Schutz weiter verbessert werden.According to one preferred embodiment of Invention is the metallic material of the lateral surfaces of individual semiconductor chips conductively connected to each other. To this Way, a homogeneous heat distribution and delivery of the entire chip stack achieved and the EMC protection be further improved.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips vorgeschlagen, welches ein Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, ein Ausbilden einer ersten Vertiefung in einer Oberseite des Halbleitersubstrats, und ein Einbringen eines metallischen Materials in die erste Vertiefung umfasst. Das Verfahren umfasst weiter ein Ausbilden einer zweiten Vertiefung in der Oberseite des Halbleitersubstrats, wodurch eine laterale Struktur eines Halbleiterchips festgelegt und ein Teil des metallischen Materials derart entfernt wird, dass eine innere Seitenwand der zweiten Vertiefung das metallische Material aufweist. Nachfolgend wird Substratmaterial an einer Unterseite des Halbleitersubstrats bis wenigstens zu der zweiten Vertiefung abgetragen, so dass ein vereinzelter Halbleiterchip mit einem metallischen Material an einer den Halbleiterchip umlaufenden Mantelfläche gebildet wird.According to the invention is further a method for producing a semiconductor chip is proposed, which providing a semiconductor substrate, forming a first recess in a top surface of the semiconductor substrate, and introducing a metallic material into the first recess includes. The method further comprises forming a second one Recess in the top of the semiconductor substrate, creating a lateral structure of a semiconductor chip set and a part of the metallic material is removed such that an inner sidewall the second recess comprises the metallic material. following becomes substrate material on a lower surface of the semiconductor substrate removed to at least the second recess, so that a isolated semiconductor chip with a metallic material at one the peripheral surface of the semiconductor chip is formed.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine einfache Möglichkeit, einen Halbleiterchip mit einer wenigstens zu einem Teil durch ein metallisches Material gebildeten Mantelfläche auszubilden. Mit einer derartigen Mantelfläche können die oben beschriebenen Vorteile im Hinblick auf das EMV-Verhalten und die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Halbleiterchips erzielt werden.The inventive method offers an easy way a semiconductor chip having at least a portion thereof Form metallic material formed lateral surface. With such lateral surface can the advantages described above with regard to the EMC behavior and the thermal and mechanical properties of the semiconductor chip be achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Breite der zweiten Vertiefung kleiner als eine Breite der ersten Vertiefung. Auf diese Weise lassen sich mehrere vereinzelte Halbleiterchips mit einer ein metallisches Material aufweisenden Mantelfläche mit einem relativ geringen Aufwand herstellen, da das in eine Vertiefung eingebrachte metallische Material auf mehrere nebeneinander angeordnete Halbleiterchips „verteilt" werden kann.According to one preferred embodiment of Invention is a width of the second recess smaller than a Width of the first well. In this way, several can be isolated semiconductor chips with a metallic material having lateral surface Produce with a relatively low cost, since that in a depression introduced metallic material on several juxtaposed Semiconductor chips can be "distributed".
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das metallische Material derart in die erste Vertiefung eingebracht, dass die erste Vertiefung vollständig mit dem metallischen Material gefüllt wird. Des weiteren ist eine Tiefe der zweiten Vertiefung vorzugsweise kleiner als eine Tiefe der ersten Vertiefung.According to one another preferred embodiment the invention, the metallic material is in the first Inserted recess that the first recess completely with filled with the metallic material becomes. Furthermore, a depth of the second recess is preferable smaller than a depth of the first pit.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen sowohl die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung in der Draufsicht auf die Oberseite des Halbleitersubstrats eine umlaufende Form auf. Die zweite Vertiefung wird hierbei innerhalb der ersten Vertiefung gebildet, so dass sämtliche innere Seitenwände der zweiten Vertiefung das metallische Material aufweisen. Infolgedessen ist das metallische Material bei dem vereinzelten Halbleiterchip um den Halbleiterchip herum angeordnet, wodurch der Halbleiterchip einen hohen EMV-Schutz, ein effektives thermisches Verhalten und eine hohe mechanische Stabilität aufweist.According to one another preferred embodiment of the invention have both the first recess and the second Deepening in the plan view of the top of the semiconductor substrate a circumferential shape. The second depression is within formed the first recess, so that all the inner side walls of second recess having the metallic material. Consequently is the metallic material in the isolated semiconductor chip arranged around the semiconductor chip, whereby the semiconductor chip a high EMC protection, an effective thermal behavior and a high mechanical stability having.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Einbringen des metallischen Materials in die erste Vertiefung mithilfe eines Galvanisationsprozesses durchgeführt. Eine Alternative hierzu ist das Durchführen eines Kathodenzerstäubungsprozesses. Darüber hinaus kann das Einbringen des metallischen Materials in die erste Vertiefung auch mithilfe eines Siebdruckprozesses erfolgen.According to one another preferred embodiment the invention, the introduction of the metallic material in the first depression was carried out by means of a galvanization process. A An alternative to this is to carry out a sputtering process. About that In addition, the introduction of the metallic material in the first recess also be done using a screen printing process.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Ausbilden der ersten Vertiefung und/oder das Ausbilden der zweiten Vertiefung mithilfe eines mechanischen Sägeprozesses. Alternativ besteht die Möglichkeit, zum Ausbilden der ersten und/oder der zweiten Vertiefung einen Plasmaätzprozess oder einen Laserprozess durchzuführen.According to one another preferred embodiment The invention is the formation of the first recess and / or the formation of the second recess by means of a mechanical Sawing process. Alternatively, it is possible to for forming the first and / or the second recess, a plasma etching process or perform a laser process.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Figuren nur typische Ausführungsformen darstellen und daher den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Die Erfindung kann andere, ebenso wirksame Ausführungsformen umfassen. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. It is, however, on it indicated that the figures represent only typical embodiments and therefore, do not limit the scope of the invention. The invention may others as well effective embodiments include. Show it:
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen basieren darauf, die umlaufende Mantelfläche eines Halbleiterchips, welcher bisher bei der Gestaltung von Chips kaum Bedeutung beigemessen wurde, wenigstens zu einem Teil aus einem metallischen Material auszubilden, um bestimmte elektrophysikalische und/oder mechanische Eigenschaften zu erzielen. Der Ausdruck „Mantelfläche" soll hierbei gleichbedeutend sein für die umlaufende Kantenfläche bzw. den umlaufenden Rand(bereich) eines Halbleiterchips. Die Mantelfläche, welche eine Oberseite und eine Unterseite eines Halbleiterchips verbindet, setzt sich aus sämtlichen Seitenwänden des betreffenden Halbleiterchips zusammen.The explained with reference to the figures embodiments based on the circumferential surface of a semiconductor chip, which up to now hardly attached any importance in the design of chips was made, at least in part, of a metallic material train to specific electrophysical and / or mechanical To achieve properties. The term "lateral surface" should hereby be synonymous for the peripheral edge surface or the peripheral edge (area) of a semiconductor chip. The lateral surface, which connects a top and a bottom of a semiconductor chip, is made up of all Sidewalls of the concerned semiconductor chips together.
Der Ausdruck „metallisches Material" soll sich auf sämtliche Materialien beziehen, welche metallische Eigenschaften aufweisen. Derartige Eigenschaften umfassen insbesondere eine hohe elektrische Leitfähigkeit sowie eine hohe Wärmeleitfähigkeit. In Betracht kommen daher sowohl Metalle aufweisende Materialien als auch Materialien ohne einen Metallanteil. Beispiele möglicher Materialien sind weiter unten angegeben.Of the Expression "metallic Material "should be on all Obtain materials that have metallic properties. Such properties include in particular a high electrical conductivity as well as a high thermal conductivity. Therefore, both metals containing materials come into consideration as well as materials without a metal content. Examples of possible Materials are given below.
Das
metallische Material der Mantelfläche
Durch
das metallische Material ist die Mantelfläche
Das
metallische Material der Mantelfläche
Um
eine an einer Stelle des Halbleiterchips
Das
metallische Material der Mantelfläche
Für die Mantelfläche
Alternativ ist die Möglichkeit gegeben, Materialien zu verwenden, welche zwar kein Metall aufweisen, aber sich durch metallische Eigenschaften wie insbesondere eine hohe elektrische Leitfähigkeit bzw. eine hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnen. Hierunter fallen zum Beispiel Kohlenstoff umfassende Materialien sowie auch Polymerverbindungen bzw. Polymerleitpasten und leitfähige Klebstoffe.alternative is the possibility given to use materials that do not have metal, but by metallic properties like in particular one high electrical conductivity or a high thermal conductivity distinguished. This includes, for example, carbon comprehensive Materials as well as polymer compounds or polymer conductive pastes and conductive Adhesives.
Die
folgenden
Das
Halbleitersubstrat
Nachfolgend
wird wie in den
Zum
Ausbilden der ersten Vertiefung
Alternativ
kann die erste Vertiefung
Im
Anschluss an das Ausbilden der ersten Vertiefung
Für das Einbringen
des metallischen Materials
Vor
dem großflächigen Aufbringen
des metallischen Materials
Ein
großflächiges Aufbringen
des metallischen Materials
Das
großflächig aufgebrachte
metallische Material
Anstelle
eines großflächigen Aufbringens
im Rahmen eines Galvanisations- oder eines Sputterprozesses und
eines nachfolgenden teilweisen Entfernens kann das metallische Material
Ferner
kann das metallische Material
Nachfolgend
wird wie in den
Die
zweite Vertiefung
Nachfolgend
wird Substratmaterial an einer Unterseite des Halbleitersubstrats
Neben
den beschriebenen Verfahrensschritten können optional weitere Verfahrensschritte durchgeführt werden.
In Betracht kommt beispielsweise das Ausbilden von Einrichtungen
auf den Halbleiterchips
Jeder
Halbleiterchip
Der
Chipstapel
Bei
dem Chipstapel
Eine
Verbindung der Schichten des metallischen Materials von Halbleiterchips
eines Chipstapels kann darüber
hinaus auch über
eine zusätzliche durchgehende
Schicht eines metallischen Materials bzw. eine Metallisierung an
der Flanke eines Chipstapels erfolgen. Hierzu zeigt
Die
Schicht
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte Ausführungsformen dar. Darüber hinaus lassen sich weitere Ausführungsformen verwirklichen, welche weitere Abwandlungen umfassen.The explained with reference to the figures embodiments represent preferred embodiments. About that In addition, further embodiments can be realize further modifications.
Beispielsweise kann bei einem Halbleiterchip eine Mantelfläche nicht vollständig, sondern nur zu einem Teil aus einem metallischen Material gebildet sein. Hierunter fallen zum Beispiel Ausführungsformen, bei denen nur an einer oder mehreren Seitenwänden oder an ausgewählten Abschnitten der Mantelfläche eines Chips ein metallisches Material ausgebildet ist. Derartige Ausführungsformen können beispielsweise vorgesehen werden, um das EMV-Verhalten eines Chips selektiv zu beeinflussen.For example In a semiconductor chip, a lateral surface may not be complete, but rather only be formed in part of a metallic material. This includes, for example, embodiments in which only on one or more side walls or on selected ones Sections of the lateral surface a chip is a metallic material is formed. such embodiments can For example, be provided to the EMC behavior of a chip selectively influence.
Zur
Herstellung derartiger Halbleiterchips kann das anhand der
Auch
kann ein Rand eines Halbleiterchips im Querschnitt betrachtet nur
zu einem Teil ein metallisches Material aufweisen. Eine solche Ausführungsform
kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass bei dem anhand
der
Des weiteren können die Seitenwände der zweiten Vertiefung im Querschnitt anstelle eines geraden Profils ein anderes Profil wie beispielsweise eine Stufenform aufweisen. Durch ein derartiges Profil wird in entsprechender Weise die Form des metallischen Materials am Rand eines Halbleiterchips vorgegeben.Of others can the side walls the second recess in cross section instead of a straight profile have a different profile such as a step shape. By such a profile is in a corresponding way the shape of the metallic material at the edge of a semiconductor chip.
Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, das metallische Material der Mantelfläche bei einem Halbleiterchip in unterschiedlichen Schichtdicken auszubilden. Beispielsweise kann das metallische Material an einem Bereich oder einer Seitenwand der Mantelfläche eines Halbleiterchips mit einer gegenüber anderen Stellen der Mantelfläche vergrößerten Schichtdi cke ausgebildet sein. Eine derartige Ausführungsform kann beispielsweise in Betracht kommen, um den Chip im Hinblick auf mechanische Beanspruchungen während der Verarbeitung zu verstärken, welche lediglich an bestimmten Stellen oder Seiten des Randbereichs auftreten.Furthermore is the possibility given, the metallic material of the lateral surface in a semiconductor chip form in different layer thicknesses. For example, can the metallic material at a region or sidewall the lateral surface a semiconductor chip with a relation to other locations of the lateral surface enlarged Schichtdi bridge be educated. Such an embodiment may, for example come into consideration to the chip in terms of mechanical stresses while to increase processing, which only at certain locations or sides of the border area occur.
Ferner
sind zur Herstellung von Halbleiterchips mit einer Randschicht eines
metallischen Materials anstelle des anhand der
- 100100
- HalbleiterchipSemiconductor chip
- 110110
- Oberseitetop
- 120120
- Mantelflächelateral surface
- 130130
- Wärmequelleheat source
- 140140
- Leiterbahnconductor path
- 200200
- HalbleitersubstratSemiconductor substrate
- 210210
- Aktive Chipflächeactive chip area
- 220220
- Erste VertiefungFirst deepening
- 230230
- Metallisches Materialmetallic material
- 231231
- Schicht (metallisches Material)layer (metallic material)
- 240240
- Zweite VertiefungSecond deepening
- 245245
- Innere SeitenwandInner Side wall
- 250250
- HalbleiterchipSemiconductor chip
- 300, 310300, 310
- Chipstapelstack
- 320320
- HalbleiterchipSemiconductor chip
- 325325
- Klebstoffschichtadhesive layer
- 330330
- Schicht (metallisches Material)layer (metallic material)
- 340340
- Schicht (metallisches Material)layer (metallic material)
- A-AA-A
- Schnittlinieintersection
- W1W1
- Breite der ersten Vertiefungwidth the first well
- W2W2
- Breite der zweiten Vertiefungwidth the second well
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008007543A DE102008007543B3 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Stack of chips has multiple semiconductor chips arranged on one another, where each semiconductor chip has upper side, lower side and lateral surface encircling border of upper and lower sides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008007543A DE102008007543B3 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Stack of chips has multiple semiconductor chips arranged on one another, where each semiconductor chip has upper side, lower side and lateral surface encircling border of upper and lower sides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102008007543B3 true DE102008007543B3 (en) | 2009-05-20 |
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ID=40561043
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|---|---|---|---|---|
| DE102021205436A1 (en) | 2021-05-28 | 2022-12-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Process for processing a wafer |
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|---|---|---|---|---|
| US20020047199A1 (en) * | 2000-09-11 | 2002-04-25 | Shinji Ohuchi | Semiconductor device, manufacturing method of semiconductor device, stack type semiconductor device, and manufacturing method of stack type semiconductor device |
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2008
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