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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

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 Download PDF

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DE102008007543B3
DE102008007543B3 DE102008007543A DE102008007543A DE102008007543B3 DE 102008007543 B3 DE102008007543 B3 DE 102008007543B3 DE 102008007543 A DE102008007543 A DE 102008007543A DE 102008007543 A DE102008007543 A DE 102008007543A DE 102008007543 B3 DE102008007543 B3 DE 102008007543B3
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recess
semiconductor chip
chip
semiconductor
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DE102008007543A
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German (de)
Inventor
André HANKE
Helmuth Hermann
Michael Dunkel
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Qimonda AG
Original Assignee
Qimonda AG
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    • H10W42/00
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    • H10W72/019
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    • H10W72/0198
    • H10W72/834
    • H10W90/22
    • H10W90/288
    • H10W90/732

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

The stack of chips has multiple semiconductor chips arranged on one another. Each semiconductor chip (100) has an upper side (110), a lower side and a lateral surface (120) encircling a border of the upper and lower sides. The lateral surface is formed by a metallic material in a form of a layer, which encircles a semiconductor chip. An independent claim is included for a manufacturing method for a semiconductor chip.

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 US 2006/0128119 A1 beschreibt einen Halbleiterchip und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei eine umlaufende Mantelfläche des Halbleiterchips eine metallische Schicht aufweist.The US 2006/0128119 A1 describes a semiconductor chip and a method of making the same ment, wherein a circumferential lateral surface of the semiconductor chip has a metallic layer.

Ein weiterer Halbleiterchip mit einer metallischen Ummantelung und ein zugehöriges Herstellungsverfahren sind aus der DE 10 2006 033 319 A1 bekannt.Another semiconductor chip with a metallic sheath and an associated manufacturing method are known from the DE 10 2006 033 319 A1 known.

Die US 2006/0043533 A1 beschreibt die Herstellung von Durchkontaktierungen in Halbleiterchips, durch welche die Halbleiterchips in einem Chipstapel miteinander kontaktiert werden können.The US 2006/0043533 A1 describes the production of plated-through holes in semiconductor chips, by means of which the semiconductor chips can be contacted with one another in a chip stack.

Aus der US 2002/0047199 A1 ist ein Halbleiterchip mit einer Verdrahtung an einer Seitenkante bekannt. Weiter beschrieben ist ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips und ein aus mehreren Chips zusammengesetzter Chipstapel.From the US 2002/0047199 A1 For example, a semiconductor chip with a wiring at one side edge is known. Further described is a method for producing such a semiconductor chip and a chip stack composed of a plurality of chips.

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:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Halbleiterchips mit einer Mantelfläche aus einem metallischen Material gemäß einer Ausführungsform; 1 a schematic perspective view of a semiconductor chip with a lateral surface of a metallic material according to an embodiment;

2 bis 6 schematische seitliche Schnittdarstellungen eines Halbleitersubstrats zur Veranschaulichung von Schritten eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleiterchips gemäß einer Ausführungsform; 2 to 6 schematic lateral sectional views of a semiconductor substrate for Illustrating steps of a method of manufacturing semiconductor chips according to an embodiment;

7 bis 10 den 2 bis 6 entsprechende schematische Draufsichten auf das Halbleitersubstrat bei der Herstellung der Halbleiterchips; 7 to 10 the 2 to 6 corresponding schematic plan views of the semiconductor substrate in the manufacture of the semiconductor chips;

11 eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines Chipstapels gemäß einer Ausführungsform; und 11 a schematic sectional side view of a chip stack according to an embodiment; and

12 eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines Chipstapels gemäß einer weiteren Ausführungsform. 12 a schematic sectional side view of a chip stack according to another embodiment.

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.

1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Halbleiterchips 100 gemäß einer Ausführungsform. Der Halbleiterchip 100, bei dem es sich um einen Speicherchip wie beispielsweise einen DRAM-Chip oder einen Logik- bzw. Prozessorchip handeln kann, weist eine Oberseite 110, eine im wesentlichen parallel zu der Oberseite 110 angeordnete Unter seite und eine an die Oberseite 110 und die Unterseite angrenzende umlaufende Mantelfläche 120 auf. Die gesamte Mantelfläche 120 weist ein metallisches Material in Form einer Schicht auf, welche den Halbleiterchip 100 umläuft. Die Dicke der Schicht, welche in Abhängigkeit einer angestrebten elektrophysikalischen und/oder mechanischen Funktion gewählt werden kann, liegt beispielsweise im μm-Bereich. 1 shows a schematic perspective view of a semiconductor chip 100 according to one embodiment. The semiconductor chip 100 , which may be a memory chip such as a DRAM chip or a logic or processor chip, has an upper surface 110 one substantially parallel to the top 110 arranged lower side and one at the top 110 and the bottom adjacent circumferential surface 120 on. The entire lateral surface 120 has a metallic material in the form of a layer, which the semiconductor chip 100 circulates. The thickness of the layer, which can be selected as a function of a desired electrophysical and / or mechanical function, is for example in the μm range.

Das metallische Material der Mantelfläche 120 ermöglicht eine effektive Abschirmung von auf den Halbleiterchip 100 von außerhalb einwirkenden elektromagnetischen Signalen bzw. Feldern und/oder von Feldern, welche von dem Halbleiterchip 100 ausgesendet werden und daher die Umgebung des Halbleiterchips 100 stören könnten. Auf diese Weise kann das EMV-Verhalten des Halbleiterchips 100 mit einem relativ geringen Aufwand optimiert bzw. kontrolliert werden. Dabei nimmt das am Rand des Halbleiterchips 100 angeordnete metallische Material keinen wertvollen Platz auf der Oberseite 110 des Halbleiterchips 100 in Anspruch.The metallic material of the lateral surface 120 allows effective shielding of the semiconductor chip 100 from outside acting electromagnetic signals or fields and / or fields, which of the semiconductor chip 100 be sent out and therefore the environment of the semiconductor chip 100 could disturb. In this way, the EMC behavior of the semiconductor chip 100 be optimized or controlled with a relatively low cost. This takes on the edge of the semiconductor chip 100 arranged metallic material no valuable space on the top 110 of the semiconductor chip 100 to complete.

Durch das metallische Material ist die Mantelfläche 120 insbesondere dazu geeignet, hochfrequente elektromagnetische Felder abzuschirmen und dadurch hervorgerufene Interferenzen zu unterdrücken. In Betracht kommen hierbei beispielsweise Störungen mit einer Frequenz von mehr als 1 GHz. Bei solchen Frequenzen lässt sich bereits mit relativ dünnen Schichtdicken des metallischen Materials der Mantelfläche 120, welche abweichend von dem oben angegebenen μm-Bereich beispielsweise im Submikrometer-Bereich liegen, ein effektiver EMV-Schutz erzielen.Due to the metallic material is the lateral surface 120 particularly suitable for shielding radiofrequency electromagnetic fields and thereby suppressing interference caused. In this case, for example, interference with a frequency of more than 1 GHz come into consideration. At such frequencies can be already with relatively thin layer thicknesses of the metallic material of the lateral surface 120 , which deviate from the above-mentioned micron range, for example, in the submicrometer range, achieve effective EMC protection.

Das metallische Material der Mantelfläche 120 bewirkt darüber hinaus eine Verbesserung des thermischen Verhaltens des Halbleiterchips 100. Eine im Betrieb des Halbleiterchips 100 entstandene Wärmemenge wird hierbei von den „heißen" Stellen des Halbleiterchips 100 zu der Mantelfläche 120 geleitet. Das metallische Material der Mantelfläche 120 stellt als „flächiges Band" um den Halbleiterchip 100 herum eine zusätzliche Wärmekapazität zur Verfügung und wirkt daher als Wärmesenke („Heat Sink"). Aufgrund der Verteilung der Wärmemenge auf die den Halbleiterchip 100 umlaufende Mantelfläche 120, was auch als Wärmespreizung bezeichnet wird, kann die Temperatur des Halbleiterchips 100 bzw. auf dessen Oberseite 110 verkleinert sowie eine homogenere Temperaturverteilung erzielt werden. Ausgehend von der Mantelfläche 120 wird die aufgenommene Wärmemenge weiter durch beispielsweise Wärmestrahlung und Konvektion an die Umgebung des Halbleiterchips 100 abgegeben, was in 1 anhand von Pfeilen angedeutet ist. Ein solches effektives thermisches Verhalten des Halbleiterchips 100 kann mit einer Schichtdicke des metallischen Materials der Mantelfläche 120 im μm-Bereich, beispielsweise in einem Bereich zwischen 5 bis 20 μm, erzielt werden.The metallic material of the lateral surface 120 also causes an improvement in the thermal performance of the semiconductor chip 100 , One during operation of the semiconductor chip 100 The resulting amount of heat is in this case of the "hot" positions of the semiconductor chip 100 to the lateral surface 120 directed. The metallic material of the lateral surface 120 represents as a "flat band" around the semiconductor chip 100 an additional heat capacity is available and therefore acts as a heat sink ("heat sink") due to the distribution of the amount of heat on the semiconductor chip 100 circumferential lateral surface 120 what is also referred to as heat spreading may be the temperature of the semiconductor chip 100 or on its top 110 reduced and a more homogeneous temperature distribution can be achieved. Starting from the lateral surface 120 the amount of heat absorbed by further example, heat radiation and convection to the environment of the semiconductor chip 100 delivered what is in 1 indicated by arrows. Such an effective thermal behavior of the semiconductor chip 100 can with a layer thickness of the metallic material of the lateral surface 120 in the micron range, for example in a range between 5 to 20 microns can be achieved.

Um eine an einer Stelle des Halbleiterchips 100 lokal vorliegende Wärmemenge möglichst schnell und gezielt zu der Mantelfläche 120 zu transportieren, kann auf dem Halbleiterchip 100 optional eine entsprechende Einrichtung zum Weiterleiten der Wärmemenge zu der Mantelfläche 120 vorgesehen sein. Dies ist schematisch in 1 anhand von auf der Oberseite 110 angeordneten Leiterbahnen 140 veranschaulicht, welche mit dem metallischen Material der Mantelfläche 120 verbunden sind und daher eine Wärmemenge von einer Wärmequelle 130 zu dem metallischen Material übertragen können. Die Leiterbahnen 140, welche auch als sogenannte „Heatpipes" bezeichnet werden, weisen ein thermisch gut leitfähiges Material wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium auf. Anstelle die Leiterbahnen 140 auf der Oberseite 110 anzuordnen, können die Leiterbahnen auch integriert in die Oberseite 110 bzw. innerhalb des Halbleiterchips 100 und/oder auf der Unterseite gebildet sein. Auch kann der Halbleiterchip 100 statt einer einzelnen Wärmequelle 130 mehrere Wärmequellen aufweisen, welche über entsprechende Wärmeleiter thermisch an die Mantelfläche 120 gekoppelt sind (nicht dargestellt).To one at a point of the semiconductor chip 100 local amount of heat as quickly as possible and targeted to the lateral surface 120 can transport on the semiconductor chip 100 optionally a corresponding device for forwarding the amount of heat to the lateral surface 120 be provided. This is schematically in 1 on the basis of the top 110 arranged conductor tracks 140 illustrates which with the metallic material of the lateral surface 120 are connected and therefore a quantity of heat from a heat source 130 can transfer to the metallic material. The tracks 140 , which are also referred to as so-called "heat pipes", have a thermally highly conductive material such as copper or aluminum instead of the conductor tracks 140 on the top 110 The tracks can also be integrated into the top 110 or within the semiconductor chip 100 and / or be formed on the bottom. Also, the semiconductor chip 100 instead of a single heat source 130 have a plurality of heat sources, which thermally via corresponding heat conductors to the lateral surface 120 are coupled (not shown).

Das metallische Material der Mantelfläche 120 des Halbleiterchips 100 bewirkt neben der Verbesserung des EMV-Verhaltens und der thermischen Eigenschaften eine Erhöhung der mechanischen Stabilität. Auf diese Weise ist der Halbleiterchip 100 gegenüber mechanischen Beanspruchungen bzw. Beschädigungen im Randbereich geschützt, wodurch sich die Handhabung des Halbleiterchips 100 im Rahmen einer Verarbeitung unkritischer gestaltet. Insbesondere wird durch das metallische Material der Mantelfläche 120 die Bildung von Rissen ausgehend von dem Randbereich in den Halbleiterchip 100 hinein, durch welche der Halbleiterchip 100 zerstört wird, vermieden. Eine zuverlässige mechanische Stabilität kann bereits mit der oben genannten Schichtdicke des metallischen Materials im μm-Bereich erzielt werden. Sofern die mechanische Stabilität des Halbleiterchips 100 weiter erhöht werden soll, können auch größere Schichtdicken von beispielsweise mehreren 100 μm für das metallische Material vorgesehen werden.The metallic material of the lateral surface 120 of the semiconductor chip 100 In addition to the improvement of the EMC behavior and the thermal properties, this increases the mechanical stability. In this way, the semiconductor chip 100 protected against mechanical stresses or damage in the edge region, resulting in the handling of the semiconductor chip 100 made more uncritical in the context of processing. In particular, by the metallic material of the lateral surface 120 the formation of cracks from the edge region into the semiconductor chip 100 in, through which the semiconductor chip 100 is destroyed, avoided. Reliable mechanical stability can already be achieved with the abovementioned layer thickness of the metallic material in the μm range. Provided the mechanical stability of the semiconductor chip 100 can be further increased, larger layer thicknesses, for example, several 100 microns can be provided for the metallic material.

Für die Mantelfläche 120 des Halbleiterchips 100 kommen eine Vielzahl von Materialien und Ausgestaltungen in Betracht. Beispielsweise kann das metallische Material in Form eines reinen Metalls oder einer Legierung am Rand des Halbleiterchips 100 vorliegen. Darüber hinaus kann das metallische Material der Mantelfläche 120 auch durch eine Polymerleitpaste bzw. einen leitfähigen Kunststoff oder einen leitfähigen Klebstoff gebildet sein, welche ausgehärtet sind. Derartige Substanzen können ein „Matrixmaterial" aufweisen, in welchem eine Vielzahl von metallischen Partikeln enthalten ist. Das metallische Material der Mantelfläche 120 kann ferner in Form einer aufgeschmolzenen und ausgehärteten Lotpaste ausgebildet sein. Als Metall bzw. metallische Komponente für diese unterschiedlichen Ausgestaltungen können beispielsweise Silber, Aluminium, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Zinn zum Einsatz kommen.For the lateral surface 120 of the semiconductor chip 100 come in a variety of materials and configurations into consideration. For example, the metallic material in the form of a pure metal or an alloy at the edge of the semiconductor chip 100 available. In addition, the metallic material of the lateral surface 120 also be formed by a Polymerleitpaste or a conductive plastic or a conductive adhesive, which are cured. Such substances may comprise a "matrix material" in which a multiplicity of metallic particles are contained 120 may also be formed in the form of a molten and cured solder paste. As a metal or metallic component for these different embodiments, for example, silver, aluminum, gold, copper, nickel and / or tin can be used.

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 2 bis 6 zeigen schematische seitliche Schnittdarstellungen eines Halbleitersubstrats 200 zur Veranschaulichung von Schritten eines einfachen Verfahrens zur Herstellung von Halbleiterchips 250 mit einer aus einem metallischen Material gebildeten Mantelfläche gemäß einer Ausführungsform. Zur besseren Veranschaulichung des Verfahrens sind in den 7 bis 10 zusätzlich schematische Draufsichten auf das Halbleitersubstrat 200 bei der Herstellung der Halbleiterchips 250 dargestellt. Das Substrat 200, welches ein Halbleitermaterial wie beispielsweise Silizium aufweist, stellt beispielsweise eine als „Wafer" bezeichnete Halbleiterscheibe dar.The following 2 to 6 show schematic lateral sectional views of a semiconductor substrate 200. to illustrate steps of a simple process for the production of semiconductor chips 250 with a lateral surface formed from a metallic material according to an embodiment. For a better illustration of the method are in the 7 to 10 additional schematic plan views of the semiconductor substrate 200. in the manufacture of the semiconductor chips 250 shown. The substrate 200. which comprises a semiconductor material such as silicon, for example, represents a semiconductor wafer referred to as a "wafer".

Das Halbleitersubstrat 200 wird wie in den 2 und 7 angedeutet mit mehreren aktiven Chipbereichen oder Chipflächen 210 bereitgestellt. Bei dem Substrat kann es sich daher um einen prozessierten sogenannten „Frontend-Wafer" handeln. 2 ist dabei die seitliche Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A von 7. Die aktiven Chipflächen 210 umfassen elektrische und elektronische Strukturen für integrierte Schaltkreise (nicht dargestellt).The semiconductor substrate 200. will be like in the 2 and 7 indicated with several active chip areas or chip areas 210 provided. The substrate may therefore be a processed so-called "front-end wafer". 2 is the lateral sectional view along the section line AA of 7 , The active chip areas 210 include electrical and electronic structures for integrated circuits (not shown).

Nachfolgend wird wie in den 3 und 8 dargestellt in der Oberseite des Halbleitersubstrats 200 in einem Abstand zu den aktiven Chipflächen 210 eine Vertiefungsstruktur 220 ausgebildet, welche im Folgenden als „erste Vertiefung" bezeichnet wird. Anhand der in 8 dargestellten Schraffierung wird deutlich, dass die erste Vertiefung 220 in der Draufsicht auf die Oberseite des Substrats 200 jeweils eine um eine aktive Chipfläche 210 umlaufende bzw. umspannende Form besitzt. Dabei weist die erste Vertiefung 220 bzw. weisen Teil abschnitte der ersten Vertiefung 220 zwischen den einzelnen Chipflächen 210 wie in 3 dargestellt eine Breite W1 auf.Subsequently, as in the 3 and 8th shown in the top of the semiconductor substrate 200. at a distance to the active chip areas 210 a specialization structure 220 which is referred to below as "first recess" 8th hatching shown becomes clear that the first recess 220 in the plan view of the top of the substrate 200. one each around an active chip area 210 has circumferential or spanning shape. In this case, the first recess 220 or have sections of the first recess 220 between the individual chip surfaces 210 as in 3 represented a width W1.

Zum Ausbilden der ersten Vertiefung 220 kommt beispielsweise ein mechanischer Sägeprozesses in Betracht. In einem solchen Sägeprozess kann eine im Rahmen eines Vereinzelungsverfahrens von Halbleiterchips üblicherweise eingesetzte Sägevorrichtung mit einem entsprechenden Sägeblatt verwendet werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, einen fokussierten Laserstrahl auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 200 entlang zu führen, um die erste Vertiefung 220 in die Oberseite des Substrats 200 einzubringen. Ein solcher Laserprozess wird auch als „Laserschneiden" bezeichnet.For forming the first recess 220 For example, a mechanical sawing process is considered. In such a sawing process, a sawing device usually used in the context of a dicing process of semiconductor chips can be used with a corresponding saw blade. In addition, there is the possibility of a focused laser beam on top of the semiconductor substrate 200. to lead along to the first recess 220 in the top of the substrate 200. contribute. Such a laser pro Zess is also known as "laser cutting".

Alternativ kann die erste Vertiefung 220 auch mithilfe eines Plasmaätzprozesses hergestellt werden. Bei einem solchen Ätzprozess werden Bereiche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 200, welche nicht geätzt werden sollen, durch eine oder mehrere geeignete Maskierungsschichten abgedeckt (nicht dargestellt). In Betracht kommt beispielsweise der Einsatz einer Fotolackschicht, welche auf die Oberseite des Substrats 200 aufgebracht und durch Durchführen eines Lithographieverfahrens strukturiert wird. Möglich ist auch der Einsatz einer Hartmaskenschicht auf der Oberseite des Substrats 200, welche mithilfe einer strukturierten Fotolackschicht in einem zusätzlichen Ätzprozess strukturiert wird. Im Verlauf der Plasmaätzung wird das Substrat 200 in den freiliegenden, nicht maskierten Bereichen geätzt und dadurch die erste Vertiefung 220 in der Oberseite des Substrats 200 ausgebildet. Nach Durchführen des Plasmaätzprozesses kann die Maskierungsschicht bzw. können die Maskierungsschichten wieder entfernt werden.Alternatively, the first recess 220 also be produced using a plasma etching process. In such an etching process, areas are formed on the upper surface of the semiconductor substrate 200. which are not to be etched, covered by one or more suitable masking layers (not shown). Considered, for example, the use of a photoresist layer, which on the top of the substrate 200. applied and patterned by performing a lithography process. It is also possible to use a hard mask layer on top of the substrate 200. , which is patterned using a patterned photoresist layer in an additional etching process. During the plasma etching, the substrate becomes 200. Etched in the exposed, unmasked areas and thereby the first recess 220 in the top of the substrate 200. educated. After performing the plasma etching process, the masking layer or the masking layers can be removed again.

Im Anschluss an das Ausbilden der ersten Vertiefung 220 wird wie in 4 dargestellt ein metallisches Material 230 in die erste Vertiefung 220 eingebracht. Hierbei ist es bevor zugt, dass die erste Vertiefung 220 vollständig mit dem metallischen Material 230 gefüllt wird. Das metallische Material 230 weist beispielsweise ein hoch leitfähiges Metall wie zum Beispiel Silber, Aluminium, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Zinn auf.Following the formation of the first recess 220 will be like in 4 represented a metallic material 230 in the first well 220 brought in. It is hereby granted that the first depression 220 completely with the metallic material 230 is filled. The metallic material 230 For example, has a highly conductive metal such as silver, aluminum, gold, copper, nickel and / or tin.

Für das Einbringen des metallischen Materials 230 in die erste Vertiefung 220 stehen eine Vielzahl von Vorgehensweisen zur Verfügung. Beispielsweise kann das metallische Material 230 zunächst großflächig unter Auffüllen der ersten Vertiefung 220 auf die Oberseite des Halbleitersubstrats 200 aufgebracht werden und nachfolgend zu einem Teil derart entfernt werden, dass das metallische Material 230 wie in 4 dargestellt lediglich in der ersten Vertiefung 220 verbleibt. Das metallische Material 230 kann hierbei in Form eines reinen Metalls oder einer Legierung vorliegen.For the introduction of the metallic material 230 in the first well 220 There are a variety of procedures available. For example, the metallic material 230 initially over a large area while filling the first recess 220 on top of the semiconductor substrate 200. be applied and subsequently removed to a part such that the metallic material 230 as in 4 shown only in the first recess 220 remains. The metallic material 230 may be present in the form of a pure metal or an alloy.

Vor dem großflächigen Aufbringen des metallischen Materials 230 können die aktiven Chipflächen 210 mit einer entsprechenden Schutzschicht abgedeckt werden (nicht dargestellt). In Betracht kommt beispielsweise eine Polyimidschicht oder eine Fotolackschicht. Möglich ist auch die Verwendung der oben beschriebenen, bei einem gegebenenfalls durchgeführten Plasmaätzprozess eingesetzten Maskierungsschichten, welche daher stehen gelassen werden.Before large-scale application of the metallic material 230 can be the active chip areas 210 be covered with a corresponding protective layer (not shown). For example, a polyimide layer or a photoresist layer may be considered. It is also possible to use the above-described masking layers used in an optionally performed plasma etching process, which are therefore left to stand.

Ein großflächiges Aufbringen des metallischen Materials 230 kann mithilfe eines Galvanisationsprozesses durchgeführt werden. Im Vorfeld des Galvanisationsprozesses kann zusätzlich eine Keimschicht des betreffenden Materials mit einem Beschichtungsverfahren wie beispielsweise der CVD (Chemical Vapor Deposition) oder der ALD (Atomic Layer Deposition) auf die Oberseite des Substrats 200 abgeschieden werden. Alternativ kann das großflächige Aufbringen des metallischen Materials 230 mithilfe eines Kathodenzerstäubungsverfahrens, auch als „Sputtern" bezeichnet, durchgeführt werden.Large area application of the metallic material 230 can be done using a galvanization process. In advance of the galvanization process, a seed layer of the material in question can additionally be applied to the top side of the substrate by means of a coating method such as CVD (Chemical Vapor Deposition) or ALD (Atomic Layer Deposition) 200. be deposited. Alternatively, the large-scale application of the metallic material 230 using a sputtering process, also referred to as sputtering.

Das großflächig aufgebrachte metallische Material 230 wird nachfolgend wie oben beschrieben teilweise entfernt, um lediglich innerhalb der ersten Vertiefung 220 zu verbleiben. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Polierprozess wie das chemisch-mechanische Polieren (CMP) durchgeführt werden. Möglich ist auch der Einsatz eines nasschemischen Ätzprozesses.The large area applied metallic material 230 is subsequently partially removed, as described above, only within the first recess 220 to remain. For example, a polishing process such as chemical mechanical polishing (CMP) may be performed for this purpose. It is also possible to use a wet-chemical etching process.

Anstelle eines großflächigen Aufbringens im Rahmen eines Galvanisations- oder eines Sputterprozesses und eines nachfolgenden teilweisen Entfernens kann das metallische Material 230 auch in Form einer Lotpaste in die erste Vertiefung 220 eingebracht werden, welche nach Abwarten einer vorgegebenen Zeitdauer aushärtet. Zum gezielten Einbringen der Lotpaste in die erste Vertiefung 220 wird vorzugsweise ein Schablonen- oder Siebdruckprozess eingesetzt. Gegebenenfalls kann die Lotpaste in einem optionalen Temperaturschritt zusätzlich aufgeschmolzen werden.Instead of a large-scale application in the context of a galvanization or a sputtering process and a subsequent partial removal, the metallic material 230 also in the form of a solder paste in the first recess 220 are introduced, which hardens after waiting for a predetermined period of time. For targeted introduction of the solder paste in the first recess 220 a stencil or screen printing process is preferably used. Optionally, the solder paste can be additionally melted in an optional temperature step.

Ferner kann das metallische Material 230 in Form einer Polymerleitpaste, eines leitfähigen Kunststoffs oder eines leitfähigen Klebstoffs in die erste Vertiefung 220 eingebracht werden. Das Einbringen derartiger Substanzen in die erste Vertiefung 220 erfolgt in (zäh)flüssiger Form, wobei wiederum vorzugsweise ein Schablonen- oder Siebdruckprozess zum Einsatz kommt. Zum schnellen Aushärten derartiger Substanzen kann im Anschluss an das Einbringen in die erste Vertiefung 220 ein zusätzlicher Temperaturschritt durchgeführt werden. Bei einem solchen Temperaturschritt kann das Halbleitersubstrat 200 für eine Zeitdauer von beispielsweise 30 Minuten einer Temperatur von beispielsweise 180°C ausgesetzt werden.Furthermore, the metallic material 230 in the form of a polymer conductive paste, a conductive plastic or a conductive adhesive in the first recess 220 be introduced. The introduction of such substances into the first well 220 takes place in (tough) liquid form, again preferably a stencil or screen printing process is used. For rapid curing of such substances, following the introduction into the first recess 220 an additional temperature step be performed. In such a temperature step, the semiconductor substrate 200. be exposed to a temperature of, for example, 180 ° C for a period of, for example, 30 minutes.

Nachfolgend wird wie in den 5 und 9 dargestellt in der Oberseite des Halbleitersubstrats 200 eine weitere Vertiefungsstruktur 240 ausgebildet, welche im Folgenden als „zweite Vertiefung" bezeichnet wird. Die zweite Vertiefung 240 bzw. deren Teilabschnitte zwischen den einzelnen Chipflächen 210 weisen wie in 5 dargestellt eine Breite W2 auf, welche kleiner ist als die Breite W1 der ersten Vertiefung 220. Auch ist eine Tiefe der zweiten Vertiefung 240 vorzugsweise kleiner als eine Tiefe der ersten Vertiefung 220. Das Ausbilden der zweiten Vertiefung 240 kann entsprechend der ersten Vertiefung 220 wiederum mithilfe eines mechanischen Sägeprozesses, eines Laserprozesses oder eines Plasmaätzprozesses durchgeführt werden. Für Details zu diesen Prozessen wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.Subsequently, as in the 5 and 9 shown in the top of the semiconductor substrate 200. another deepening structure 240 which is referred to below as the "second depression." The second depression 240 or their subsections between the individual chip areas 210 show as in 5 1, a width W2 that is smaller than the width W1 of the first recess 220 , Also, a depth of the second recess 240 preferably smaller than a depth of the first recess 220 , The formation of the second deepening 240 can according to the first recess 220 again by means of a mechanical sawing process, a laser process or a plasma etching process. For details on these processes, reference is made to the above statements.

Die zweite Vertiefung 240 weist wie die erste Vertiefung 220 in der Draufsicht auf die Oberseite des Halbleitersubstrats 200 jeweils eine um eine aktive Chipfläche 210 umlaufende bzw. umspannende Form auf, was anhand der in 9 dargestellten Schraffierung deutlich wird, und legt die lateralen Strukturen der späteren Halbleiterchips 250 fest. Darüber hinaus wird die zweite Vertiefung 240 innerhalb der ersten Vertiefung 220 gebildet, so dass ein Teil des metallischen Materials 230 entfernt wird und das metallische Material 230 wie in 5 dargestellt im Querschnitt eine U-förmige Gestalt besitzt. Auch weisen sämtliche „innere" Seitenwände bzw. Seitenflächen eines jeweils in Bezug auf eine aktive Chipfläche 210 umlaufenden Teils der zweiten Vertiefung 240 das metallische Material 230 auf bzw. grenzen an das metallische Material 230 an. Zur Veranschaulichung sind in 9 innere Seitenwände des schraffierten und um eine Chipfläche 210 umlaufenden Teils der zweiten Vertiefung 240 mit dem Bezugszeichen 245 gekennzeichnet.The second well 240 points like the first recess 220 in the plan view of the top of the semiconductor substrate 200. one each around an active chip area 210 circumferential or spanning shape, which is based on the in 9 hatching shown, and defines the lateral structures of the later semiconductor chips 250 firmly. In addition, the second recess 240 within the first recess 220 formed, leaving a part of the metallic material 230 is removed and the metallic material 230 as in 5 shown in cross section has a U-shaped configuration. Also, all of the "inner" side walls or side surfaces of each have an active chip surface 210 circumferential part of the second recess 240 the metallic material 230 or border on the metallic material 230 at. By way of illustration, in 9 inner sidewalls of the hatched and around a chip area 210 circumferential part of the second recess 240 with the reference number 245 characterized.

Nachfolgend wird Substratmaterial an einer Unterseite des Halbleitersubstrats 200 bis wenigstens zu der zweiten Vertiefung 240 abgetragen, um vereinzelte Halbleiterchips 250 wie in den 6 und 10 dargestellt auszubilden. Ein derartiges rückseitiges Abtragen von Substratmaterial, welches auch als „Verdünnen" bzw. „Thinning" bezeichnet wird, kann mithilfe eines Schleifprozesses durchgeführt werden. Die vereinzelten Halbleiterchips 250 weisen jeweils eine umlaufende Schicht 231 des metallischen Materials am Rand bzw. an der Mantelfläche der Chips 250 auf, welche die oben beschriebenen Vorteile im Hinblick auf das EMV-Verhalten, das thermische Verhalten und die mechanischen Eigenschaften bietet. Da die Breite W2 der zweiten Vertiefung 240 kleiner ist als die Breite W1 der ersten Vertiefung 220, und die zweite Vertiefung 240 innerhalb der ersten Vertiefung 220 gebildet wird, wird das jeweils in einen Abschnitt der ersten Vertiefung 220 zwischen zwei nebeneinender angeordneten Chipflächen 210 eingebrachte metallische Material 230 bei der Vereinzelung auf die zugehörigen nebeneinander angeordneten Halbleiterchips 250 „verteilt".Subsequently, substrate material is applied to a lower surface of the semiconductor substrate 200. to at least the second recess 240 removed, to isolated semiconductor chips 250 like in the 6 and 10 illustrated form. Such backside removal of substrate material, also referred to as "thinning", can be accomplished by a grinding process. The isolated semiconductor chips 250 each have a circumferential layer 231 of the metallic material at the edge or on the lateral surface of the chips 250 which offers the advantages described above with regard to the EMC behavior, the thermal behavior and the mechanical properties. Since the width W2 of the second recess 240 is smaller than the width W1 of the first recess 220 , and the second recess 240 within the first recess 220 is formed, each in a section of the first recess 220 between two juxtaposed chip surfaces 210 introduced metallic material 230 in the singulation of the associated semiconductor chips arranged side by side 250 "distributed".

Neben den beschriebenen Verfahrensschritten können optional weitere Verfahrensschritte durchgeführt werden. In Betracht kommt beispielsweise das Ausbilden von Einrichtungen auf den Halbleiterchips 250, welche mit dem metallischen Material 231 an den Chiprändern bzw. den Schichten 230 verbunden und ausgebildet sind, eine Wärmemenge zu den Schichten 230 zu übertragen. Eine derartige Einrichtung kann insbesondere Leiterbahnen 140 entsprechend dem in 1 dargestellten Halbleiterchip 100 umfassen. Das Ausbilden derartiger Leiterbahnen kann nach dem Vereinzelungsprozess der Halbleiterchips 250 oder auch davor auf dem „unzerteilten" Halbleitersubstrat 200 erfolgen. Solche Leiterbahnen können beispielsweise auf den Oberseiten oder Unterseiten der Chips 250 angeordnet sein.In addition to the described process steps, further optional process steps can be carried out. For example, the formation of devices on the semiconductor chips is considered 250 , which with the metallic material 231 at the chip edges or the layers 230 are connected and formed, a quantity of heat to the layers 230 transferred to. Such a device can, in particular, strip conductors 140 according to the in 1 illustrated semiconductor chip 100 include. The formation of such conductor tracks can after the singulation process of the semiconductor chips 250 or even before that on the "undivided" semiconductor substrate 200. respectively. Such traces may, for example, on the tops or bottoms of the chips 250 be arranged.

11 zeigt eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines Chipstapels 300 gemäß einer Ausführungsform. Der Chipstapel 300 weist mehrere übereinander angeordnete Halbleiterchips 320 auf, wobei zwischen den Chips 320 beispielsweise Klebstoff- oder Spacerschichten 325 angeordnet sind. Anstelle der in 11 dargestellten drei Halbleiterchips 320 kann der Chipstapel 300 auch eine andere Anzahl an Chips 320 aufweisen. Die Halbleiterchips 320 sind elektrisch beispielsweise über Durchkontaktierungen („Via"), Umverdrahtungsebenen und/oder Drahtbondverbindungen miteinander verbunden (nicht dargestellt). 11 shows a schematic side sectional view of a chip stack 300 according to one embodiment. The chip stack 300 has a plurality of semiconductor chips arranged one above the other 320 on, being between the chips 320 For example, adhesive or spacer layers 325 are arranged. Instead of in 11 illustrated three semiconductor chips 320 can the chip stack 300 also a different number of chips 320 exhibit. The semiconductor chips 320 are electrically interconnected (e.g., via via), redistribution layers and / or wirebond connections (not shown).

Jeder Halbleiterchip 320 des Chipstapels 300 weist am Rand eine Schicht 330 eines metallischen Materials auf. Die Schicht 330 kann dabei einen Rand eines Halbleiterchips 320 vollständig bedecken und daher einen Halbleiterchip 320 vollständig umlaufen. Hinsichtlich der möglichen Materialien für die Schichten 330 wird auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen.Every semiconductor chip 320 of the chip stack 300 has a layer on the edge 330 of a metallic material. The layer 330 can be an edge of a semiconductor chip 320 completely cover and therefore a semiconductor chip 320 completely circulate. Regarding the possible materials for the layers 330 Reference is made to the above statements.

Der Chipstapel 300 zeichnet sich durch einen effektiven EMV-Schutz aus, da die um die Halbleiterchips 320 herum angeordneten Schichten 330 des metallischen Materials sowohl eine Abschirmung von auf die Chips 320 einwirkenden elektromagnetischen Feldern bewirken, als auch die Emission von Störsignalen bzw. Feldern in die Umgebung der Chips 320 bzw. des Chipstapels 300 im Betrieb der Chips 320 zuverlässig unterdrücken. Die Schichten 320 begünstigen darüber hinaus die thermischen Eigenschaften der Halbleiterchips 320 und sorgen für eine hohe mechanische Stabilität der Chips 320. Die hohe mechanische Stabilität erleichtert beispielsweise die Handhabung der Chips 320 beim Übereinanderstapeln im Rahmen einer Herstellung des Chipstapels 300.The chip stack 300 is characterized by an effective EMC protection, since the around the semiconductor chips 320 arranged around layers 330 of the metallic material both shielded from the chips 320 acting electromagnetic fields, as well as the emission of noise or fields in the environment of the chips 320 or the chip stack 300 in the operation of the chips 320 reliably suppress. The layers 320 moreover favor the thermal properties of the semiconductor chips 320 and ensure a high mechanical stability of the chips 320 , The high mechanical stability, for example, facilitates the handling of the chips 320 when stacked as part of a production of the chip stack 300 ,

Bei dem Chipstapel 300 von 11 besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Schichten 330 der einzelnen Halbleiterchips 320 leitend miteinander zu verbinden. Dies kann durch entsprechende metallische Verbindungen wie beispielsweise am Rand zwischen den Chips 320 lokal vorgesehene Lotverbindungen erfolgen (nicht dargestellt). Auf diese Weise kann eine homogenere Wärmeverteilung und -abgabe des gesamten Chipstapels 300 erzielt sowie das EMV-Verhalten weiter verbessert werden.In the chip stack 300 from 11 In addition, there is the possibility of the layers 330 the individual semiconductor chips 320 conductively connect with each other. This can be done by appropriate metallic connections such as at the edge between the chips 320 Locally provided solder joints done (not shown). In this way, a more homogeneous heat distribution and delivery of the entire chip stack 300 achieved and the EMC behavior can be further improved.

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 12 eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines Chipstapels 310 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der Chipstapel 310 weist wiederum übereinander angeordnete Halbleiterchips 320 auf, deren Ränder mit einer Schicht 330 eines metallischen Materials versehen sind. Im Unterschied zu dem Chipstapel 300 von 11 weist der Chipstapel 310 gemäß 12 eine zusätzliche Schicht 340 eines metallischen Materials auf, welche die Schichten 330 der einzelnen Halbleiterchips 320 leitend miteinander verbindet.In addition, a connection of the layers of the metallic material of semiconductor chips of a chip stack can also take place via an additional continuous layer of a metallic material or a metallization on the flank of a chip stack. This shows 12 a schematic side sectional view of a chip stack 310 according to a further embodiment. The chip stack 310 again has stacked semiconductor chips 320 on, their edges with a layer 330 a metallic material are provided. In contrast to the chip stack 300 from 11 has the chip stack 310 according to 12 an additional layer 340 of a metallic material which forms the layers 330 the individual semiconductor chips 320 conductively connects with each other.

Die Schicht 340 kann wie die einzelnen Schichten 330 der Chips 320 nur einen Teil oder den gesamten Chipstapel 310 umlaufen. Die Schichten 330, 340 können das gleiche metallische Material oder auch unterschiedliche Materialien aufweisen. Durch die zusätzliche Schicht 340 kann eine besonders homogene Wärmeverteilung und -abgabe des gesamten Chipstapels 310 und ein hoher EMV-Schutz erreicht werden. Zum Ausbilden der Schicht 340 kann der Chipstapel beispielsweise in ein metallisches Bad eingetaucht werden. Möglich ist es auch, die Schicht 340 als Lotpaste beispielsweise mit einer Dispensevorrichtung auf die Flanke des Stapels aufzutragen.The layer 340 can like the individual layers 330 the chips 320 only a part or the entire chip stack 310 circulate. The layers 330 . 340 may have the same metallic material or different materials. Through the additional layer 340 allows a particularly homogeneous heat distribution and delivery of the entire chip stack 310 and high EMC protection can be achieved. To form the layer 340 For example, the chip stack can be immersed in a metallic bath. It is also possible, the shift 340 as solder paste, for example, with a Dispensevorrichtung apply to the edge of the stack.

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 2 bis 10 erläuterte Verfahren derart abgeändert werden, dass eine in einer Oberseite eines Substrats gebildete erste Vertiefung in der Draufsicht keine um eine aktive Chipfläche umlaufende, in sich geschlossene Form aufweist. Eine zweite Vertiefung wird daher derart in der Oberseite gebildet, dass in Bezug auf eine aktive Chipfläche wenigstens eine oder ein Teil einer inneren Seitenwand der zweiten Vertiefung das in die erste Vertiefung eingebrachte metallische Material aufweist bzw. an dieses angrenzt.For the production of such semiconductor chips, the basis of the 2 to 10 explained method are modified such that a first recess formed in an upper surface of a substrate in the plan view does not have around an active chip area circulating, self-contained form. A second recess is therefore formed in the top such that with respect to an active chip surface, at least one or a portion of an inner sidewall of the second recess has the metal material introduced into the first recess.

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 2 bis 10 erläuterten Verfahren eine erste Vertiefung nicht vollständig, sondern nur zu einem Teil mit einem metallischen Material aufgefüllt wird bzw. ein Teil des in die erste Vertiefung eingebrachten metallischen Materials wieder entfernt wird. Auch kann eine Tiefe der zweiten Vertiefung größer gewählt werden als eine Tiefe der ersten Vertiefung, wodurch ein vereinzelter Halbleiterchip am Randbereich Substratmaterial unterhalb des metallischen Materials aufweist.Also, an edge of a semiconductor chip viewed in cross-section may have only a part of a metallic material. Such an embodiment can be made, for example, that in the basis of the 2 to 10 explained method, a first recess is not completely, but only partially filled with a metallic material or a part of the introduced into the first recess metallic material is removed again. Also, a depth of the second recess can be selected to be greater than a depth of the first recess, as a result of which an isolated semiconductor chip has substrate material underneath the metallic material at the edge region.

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 2 bis 10 beschriebenen Verfahrens andere Verfahren vorstellbar. Eine mögliche Vorgehensweise besteht beispielsweise darin, die Ober- und Unterseite eines vereinzelten Halbleiterchips mit einer Maskierungsschicht zu versehen und den Chip in ein Bad aus flüssigem Metall einzutauchen, um die Mantelfläche oder einen Teil hiervon zu metallisieren. Des weiteren kann ein metallisches Material in Form einer Lotpaste, eines Polymerleitpaste oder eines leitfähigen Klebstoffs mithilfe einer Dispensevorrichtung auf einen Rand eines vereinzelten Halbleiterchips aufgetragen werden.Furthermore, for the production of semiconductor chips with a boundary layer of a metallic material instead of the basis of the 2 to 10 described method other methods conceivable. One possible approach, for example, is to provide the top and bottom of a singulated semiconductor chip with a masking layer and to dip the chip in a bath of liquid metal to metallize the shell surface or a portion thereof. Furthermore, a metallic material in the form of a solder paste, a polymer conductive paste or a conductive adhesive can be applied by means of a dispensing device to an edge of a singulated semiconductor chip.

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)

Chipstapel mit mehreren übereinander angeordneten Halbleiterchips (320), wobei jeder Halbleiterchip (320) eine Oberseite, eine Unterseite und eine an die Ober- und Unterseite angrenzende umlaufende Mantelfläche aufweist, wobei die Mantelfläche durch ein metallisches Material (330) in Form einer Schicht gebildet ist, welches den Halbleiterchip (320) umläuft.Chip stack with a plurality of semiconductor chips ( 320 ), each semiconductor chip ( 320 ) has an upper side, a lower side and an encircling peripheral surface adjoining the upper and lower sides, the lateral surface being formed by a metallic material ( 330 ) is formed in the form of a layer, which the semiconductor chip ( 320 ) rotates. Chipstapel nach Anspruch 1, wobei die Schicht eine Schichtdicke im μm-Bereich aufweist.The chip stack of claim 1, wherein the layer comprises a Layer thickness in the μm range having. Chipstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das metallische Material (330) wenigstens ein Element der Gruppe Silber, Aluminium, Gold, Kupfer, Nickel, Zinn aufweist.Chip stack according to one of the preceding claims, wherein the metallic material ( 330 ) has at least one element of the group silver, aluminum, gold, copper, nickel, tin. Chipstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das metallische Material (330) ein Metall oder eine Legierung aufweist.Chip stack according to one of the preceding claims, wherein the metallic material ( 330 ) comprises a metal or an alloy. Chipstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das metallische Material (330) durch eine Lotpaste, eine Polymerleitpaste oder einen leitfähigen Klebstoff gebildet ist.Chip stack according to one of the preceding claims, wherein the metallic material ( 330 ) is formed by a solder paste, a Polymerleitpaste or a conductive adhesive. Chipstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine mit dem metallischen Material (330) der Mantelfläche verbundene Leiterbahn zum Übertragen einer Wärmemenge zu dem metallischen Material (330).A chip stack according to any one of the preceding claims, further comprising one with the metallic material ( 330 ) of the lateral surface connected conductor track for transferring a quantity of heat to the metallic material ( 330 ). Chipstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das metallische Material (330) der Mantelflächen der einzelnen Halbleiterchips (320) leitend miteinander verbunden ist.Chip stack according to one of the preceding claims, wherein the metallic material ( 330 ) of the lateral surfaces of the individual semiconductor chips ( 320 ) is conductively connected to each other. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips, umfassend die Verfahrensschritte: – Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (200); – Ausbilden einer ersten Vertiefung (220) in einer Oberseite des Halbleitersubstrats (200); – Einbringen eines metallischen Materials (230) in die erste Vertiefung (220); – Ausbilden einer zweiten Vertiefung (240) in der Oberseite des Halbleitersubstrats (200), wodurch eine laterale Struktur eines Halbleiterchips (250) festlegt und ein Teil des metallischen Materials (230) derart entfernt wird, dass eine innere Seitenwand (245) der zweiten Vertiefung (240) das metallische Material (230) aufweist; – Abtragen von Substratmaterial an einer Unterseite des Halbleitersubstrats (200) bis wenigstens zu der zweiten Vertiefung (240), so dass ein vereinzelter Halbleiterchip (250) mit einem metallischen Material (231) an einer den Halbleiterchip (250) umlaufenden Mantelfläche gebildet wird.Method for producing a semiconductor chip, comprising the method steps: - providing a semiconductor substrate ( 200. ); - forming a first recess ( 220 ) in an upper surface of the semiconductor substrate ( 200. ); - introducing a metallic material ( 230 ) into the first well ( 220 ); - forming a second recess ( 240 ) in the top of the semiconductor substrate ( 200. ), whereby a lateral structure of a semiconductor chip ( 250 ) and a part of the metallic material ( 230 ) is removed such that an inner side wall ( 245 ) of the second recess ( 240 ) the metallic material ( 230 ) having; - Removal of substrate material on a bottom side of the semiconductor substrate ( 200. ) to at least the second recess ( 240 ), so that an isolated semiconductor chip ( 250 ) with a metallic material ( 231 ) on a semiconductor chip ( 250 ) circumferential lateral surface is formed. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Breite (W2) der zweiten Vertiefung (240) kleiner ist als eine Breite (W1) der ersten Vertiefung (220).Method according to claim 8, wherein a width (W2) of the second recess (W2) 240 ) is smaller than a width (W1) of the first recess ( 220 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das metallische Material (230) derart in die erste Vertiefung (220) eingebracht wird, dass die erste Vertiefung (220) vollständig mit dem metallischen Material (230) gefüllt wird.Method according to one of claims 8 or 9, wherein the metallic material ( 230 ) in the first well ( 220 ), that the first recess ( 220 ) completely with the metallic material ( 230 ) is filled. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die erste Vertiefung (220) und die zweite Vertiefung (240) in der Draufsicht auf die Oberseite des Halbleitersubstrats (200) eine umlaufende Form aufweisen, und wobei die zweite Vertiefung (240) innerhalb der ersten Vertiefung (220) gebildet wird, so dass sämtliche innere Seitenwände (245) der zweiten Vertiefung (240) das metallische Material (230) aufweisen.Method according to one of claims 8 to 10, wherein the first recess ( 220 ) and the second recess ( 240 ) in the plan view of the top side of the semiconductor substrate ( 200. ) have a circumferential shape, and wherein the second recess ( 240 ) within the first well ( 220 ) is formed, so that all inner side walls ( 245 ) of the second recess ( 240 ) the metallic material ( 230 ) exhibit. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das metallische Material (230) wenigstens ein Element der Gruppe Silber, Aluminium, Gold, Kupfer, Nickel, Zinn aufweist.Method according to one of claims 8 to 11, wherein the metallic material ( 230 ) has at least one element of the group silver, aluminum, gold, copper, nickel, tin. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das metallische Material (230) in Form eines Metalls oder einer Legierung in die erste Vertiefung (220) eingebracht wird.Method according to one of claims 8 to 12, wherein the metallic material ( 230 ) in the form of a metal or an alloy in the first recess ( 220 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das metallische Material (230) mithilfe eines Galvanisationsprozesses oder eines Kathodenzerstäubungsprozesses in die erste Vertiefung (220) eingebracht wird.The method of claim 13, wherein the metallic material ( 230 ) by means of a galvanization process or a sputtering process into the first well ( 220 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das metallische Material (230) in Form einer Lotpaste, einer Polymerleitpaste oder eines leitfähigen Klebstoffs in die erste Vertiefung (220) eingebracht wird.Method according to one of claims 8 to 12, wherein the metallic material ( 230 ) in the form of a solder paste, a polymer paste or a conductive adhesive in the first recess ( 220 ) is introduced. Verfahren Anspruch 15, wobei das metallische Material (230) mithilfe eines Siebdruckprozesses in die erste Vertiefung (220) eingebracht wird.Process according to claim 15, wherein the metallic material ( 230 ) using a screen-printing process into the first well ( 220 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, weiter aufweisend Durchführen eines Temperaturschrittes nach dem Einbringen des metallischen Materials (230).Method according to one of claims 15 or 16, further comprising carrying out a temperature step after the introduction of the metallic material ( 230 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, wobei das Ausbilden wenigstens einer der beiden Vertiefungen (220, 240) mithilfe eines mechanischen Sägeprozesses durchgeführt wird.Method according to one of claims 8 to 17, wherein the formation of at least one of the two depressions ( 220 . 240 ) is performed by means of a mechanical sawing process. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, wobei das Ausbilden wenigstens einer der beiden Vertiefungen (220, 240) mithilfe eines Plasmaätzprozesses durchgeführt wird.Method according to one of claims 8 to 18, wherein the formation of at least one of the two depressions ( 220 . 240 ) is performed using a plasma etching process. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 19, wobei das Ausbilden wenigstens einer der beiden Vertiefungen (220, 240) mithilfe eines Laserprozesses durchgeführt wird.Method according to one of claims 8 to 19, wherein the forming of at least one of the two recesses ( 220 . 240 ) is performed using a laser process. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 20, weiter aufweisend Ausbilden einer Leiterbahn (140), welche mit dem metallischen Material des Halbleiterchips verbunden und ausgebildet ist, eine Wärmemenge zu dem metallischen Material zu übertragen.Method according to one of claims 8 to 20, further comprising forming a conductor track ( 140 ) connected to the metallic material of the semiconductor chip and configured to transfer an amount of heat to the metallic material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20060043533A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Lake Rickie C Wafer backside removal to complete through-holes and provide wafer singulation during the formation of a semiconductor device
US20060128119A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device fabrication method
DE102006033319A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-24 Infineon Technologies Ag Semiconductor chip semiconductor device with a semiconductor chip and method for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20060043533A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Lake Rickie C Wafer backside removal to complete through-holes and provide wafer singulation during the formation of a semiconductor device
US20060128119A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device fabrication method
DE102006033319A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-24 Infineon Technologies Ag Semiconductor chip semiconductor device with a semiconductor chip and method for producing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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