DE102019007185A1

DE102019007185A1 - Verstärkter halbleiterchip und diesbezügliche verfahren

Info

Publication number: DE102019007185A1
Application number: DE102019007185.9A
Authority: DE
Inventors: Erik Nino Tolentino; Chee Hiong Chew; Yusheng Lin; Swee Har KHOR
Original assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-05-07
Also published as: CN111146145A; CN111146145B; US20200294935A1; CN118448356A; US20200144200A1; US10700018B2; US11348878B2; US20220254734A1; US11791288B2

Abstract

Implementierungen von Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips können ein Bilden einer Vielzahl von Chips auf einem Substrat und ein Strukturieren eines Metallgatterrahmens zum Bilden einer Vielzahl von Metallplatten einschließen. Die Vielzahl von Metallplatten kann der Vielzahl von Chips entsprechen. Das Verfahren kann ein Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips und ein Vereinzeln der Vielzahl von Chips einschließen. Jeder Chip der Vielzahl von Chips kann die entsprechende Metallplatte aus der Vielzahl von Metallplatten einschließen, die über die Vielzahl von Chips gekoppelt sind.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Gesichtspunkte dieses Dokuments beziehen sich allgemein auf Verfahren zum Bilden von Halbleiterchips, wie beispielsweise einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate. Speziellere Implementierungen beinhalten ein Bilden einer Metallmaske über dem Substrat, das den Halbleiterchip umfasst.
Hintergrund
Halbleitervorrichtungen schließen integrierte Schaltungen ein, die in üblichen elektrischen und elektronischen Vorrichtungen wie beispielsweise Fahrzeugen, Geräten, Telefonen, Computern, anderen Rechenvorrichtungen und anderen elektronischen Vorrichtungen zu finden sind. Die Vorrichtungen können eine Schalt- oder Gleichrichtfunktion ausführen. Die Vorrichtungen können in einem Halbleiterwafer gebildet und zu einer Vielzahl von Halbleiterchips vereinzelt werden. Nach der Vereinzelung kann der Chip auf einem Gehäuse montiert und elektrisch mit dem Gehäuse integriert werden, das dann in der elektrischen oder elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann.
KURZDARSTELLUNG
Implementierungen von Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips können ein Bilden einer Vielzahl von Chips auf einem Substrat und ein Strukturieren eines Metallgatterrahmens zum Bilden einer Vielzahl von Metallplatten einschließen. Die Vielzahl von Metallplatten kann der Vielzahl von Chips entsprechen. Das Verfahren kann ein Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips und ein Vereinzeln der Vielzahl von Chips einschließen. Jeder Chip aus der Vielzahl von Chips kann die entsprechende Metallplatte aus der Vielzahl von Metallplatten einschließen, die über die Vielzahl von Chips gekoppelt sind.
Implementierungen von Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips können eines, alle oder beliebige der Folgenden einschließen:

Das Verfahren kann ein Koppeln einer Basisplatte mit einer Seite des Substrats gegenüber der Seite des Substrats einschließen, die eine Vielzahl von darauf gebildeten Chips aufweist.
Der Metallgatterrahmen kann Kupfer einschließen.
Der Metallgatterrahmen kann durch einen Klebstoff direkt mit dem Substrat gekoppelt sein.
Das Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips kann ein Erwärmen und Komprimieren des Metallgatterrahmens und der Vielzahl von Chips einschließen.
Das Vereinzeln des Metallgatterrahmens kann Sägen oder Laserschneiden einschließen.
Die Vielzahl von Chips kann eine Vielzahl von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate einschließen.
Das Substrat kann eine Dicke einschließen, die 75 Mikrometer oder weniger beträgt.

Implementierungen von Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips können ein Bilden einer Vielzahl von Chips auf einer ersten Oberfläche eines Substrats und ein Strukturieren eines Metallgatterrahmens zum Bilden einer Vielzahl von Metallplatten einschließen. Die Vielzahl von Metallplatten kann der Vielzahl von Chips entsprechen. Das Verfahren kann ein Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips mit der ersten Oberfläche des Substrats, ein Koppeln einer Basisplatte mit einer zweiten Oberfläche des Substrats gegenüber der ersten Oberfläche und ein Vereinzeln der Vielzahl von Chips nach dem Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips einschließen.
Implementierungen von Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips können eines, alle oder beliebige der Folgenden einschließen:

Der Metallgatterrahmen und die Basisplatte können jeweils Kupfer einschließen.
Der Metallgatterrahmen kann entweder durch eine Silber-Sinterpaste oder ein Lötmittel direkt mit dem Substrat gekoppelt sein.
Das Koppeln des Metallgatterrahmens mit der ersten Oberfläche des Substrats und das Koppeln der Basisplatte mit der zweiten Oberfläche des Substrats können ein Erwärmen und Komprimieren des Metallgatterrahmens, des Substrats und der Basisplatte einschließen.
Das Vereinzeln des Metallgatterrahmens kann Sägen oder Laserschneiden einschließen.
Die Vielzahl von Chips kann eine Vielzahl von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate einschließen.
Das Substrat kann eine Dicke von 75 Mikrometern oder weniger einschließen.

Implementierungen verstärkter Halbleitersubstrate können einen strukturierten Metallgatterrahmen einschließlich einer Vielzahl von Metallplatten einschließen. Die Vielzahl von Metallplatten kann mit einer ersten Oberfläche eines Substrats über eine Vielzahl von mit dem Substrat gekoppelten Chips gekoppelt sein. Jede Metallplatte der Vielzahl von Metallplatten kann mit mindestens einem Chip der Vielzahl von Chips gekoppelt sein.
Implementierungen von verstärkten Halbleitersubstraten können eines, alle oder beliebige der Folgenden einschließen:

Die Vielzahl von Chips kann eine Vielzahl von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate einschließen.
Das Substrat kann weniger als 75 Mikrometer dick sein.
Das verstärkte Substrat kann eine Basisplatte einschließen, die mit einer zweiten Oberfläche des Substrats gekoppelt ist. Die zweite Oberfläche kann gegenüber der ersten Oberfläche liegen.
Das verstärkte Substrat kann entweder ein Lötmittel oder einen Silbersinter einschließen, die zwischen dem Metallgatterrahmen und dem Substrat gekoppelt sind.

Die vorstehenden und weitere Gesichtspunkte, Merkmale und Vorteile sind für den Fachmann aus der BESCHREIBUNG und den ZEICHNUNGEN sowie aus den ANSPRÜCHEN ersichtlich.
Figurenliste
Hierin nachstehend werden Implementierungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und:

1 eine Seitenansicht eines verstärkten Substrats ist;
2 eine Draufsicht eines Metallgatterrahmens ist;
3 eine Draufsicht einer Sinterschicht über dem Metallgatterrahmen von 2 ist;
4 eine Draufsicht einer Basisplatte ist;
5 eine Draufsicht einer Sinterschicht über der Basisplatte von 4 ist;
6 eine Explosionsansicht eines verstärkten Substrats ist, die veranschaulicht, wie ein Metallgatterrahmen und eine hintere Metallplatte mit einem Substrat gekoppelt sind;
7 eine Seitenansicht eines Metallgatterrahmens und einer Basisplatte ist, die unter Verwendung von Wärme und Kompression mit einem Substrat verbunden werden;
8 eine Draufsicht eines Metallgatterrahmens ist, der mit einem Substrat verbunden ist;
9 eine Draufsicht einer Vielzahl von Chips ist, die aus einem Substrat vereinzelt werden; und
10 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines vereinzelten Chips aus der Vielzahl von Chips ist.

BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung, ihre Gesichtspunkte und Implementierungen sind nicht auf die hierin offenbarten speziellen Komponenten, Montageprozeduren oder Verfahrenselemente beschränkt. Viele weitere im Stand der Technik bekannte Komponenten, Montageprozeduren und/oder Verfahrenselemente, die mit dem angestrebten verstärkten Halbleitersubstrat vereinbar sind, werden aus dieser Offenbarung zur Verwendung bei besonderen Implementierungen ersichtlich. Entsprechend können zum Beispiel, obwohl besondere Implementierungen offenbart sind, diese Implementierungen und implementierenden Komponenten beliebige Formen, Größen, Ausführungen, Typen, Modelle, Versionen, Abmessungen, Konzentrationen, Materialien, Mengen, Verfahrenselemente, Verfahrensschritte und/oder dergleichen, wie sie im Stand der Technik für solche verstärkten Halbleitersubstrate bekannt sind, und implementierende Komponenten und Verfahren umfassen, die mit der angestrebten Wirkungsweise und den angestrebten Verfahren vereinbar sind.
Bezugnehmend auf 1 ist eine Querschnittsseitenansicht eines verstärkten Substrats 2 veranschaulicht. Das verstärkte Substrat schließt ein Substrat 4 ein. Der Begriff „Substrat“ nimmt Bezug auf ein Halbleitersubstrat, da ein Halbleitersubstrat ein üblicher Typ von Substrat ist, jedoch ist „Substrat“ kein ausschließlicher Begriff, der verwendet wird, um auf alle Halbleitersubstrattypen Bezug zu nehmen. In ähnlicher Weise kann der Begriff „Substrat“ auf einen Wafer Bezug nehmen, da ein Wafer ein üblicher Substrattyp ist, jedoch ist „Substrat“ kein ausschließlicher Begriff, der verwendet wird, um auf alle Wafer Bezug zu nehmen. Die in diesem Dokument offenbarten verschiedenen Halbleitersubstrattypen, die in verschiedenen Implementierungen verwendet werden können, können als nicht einschränkendes Beispiel rund, abgerundet, quadratisch, rechteckig oder jede andere geschlossene Form sein. In verschiedenen Implementierungen kann das Substrat 4 ein Substratmaterial einschließen, wie beispielsweise als nicht einschränkendes Beispiel Einkristall-Silicium, Siliciumdioxid, Glas, Galliumarsenid, Saphir, Rubin, Silicium auf Isolator, Siliciumcarbid, polykristalline oder amorphe Formen einer der vorgenannten und jedes andere Substratmaterial, das zum Bau von Halbleitervorrichtungen nützlich ist. In bestimmten Implementierungen kann das Substrat ein Silicium-auf-Isolator-Substrat sein.
Das Substrat 4 schließt eine Vielzahl von Chips darin ein und kann spezieller eine Vielzahl von Chips einschließen, die in der ersten Oberfläche 8 des Substrats gebildet sind. In verschiedenen Implementierungen kann die Vielzahl von Chips Leistungshalbleitervorrichtungen, wie beispielsweise als nicht einschränkendes Beispiel Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar transistors (IGBT)), Dioden, MOSFET oder andere Leistungshalbleitervorrichtungen, einschließen. In anderen Implementierungen kann die Vielzahl von Chips Nicht-Leistungshalbleitervorrichtungen einschließen. In verschiedenen Implementierungen kann der Chip der Vielzahl von Chips 16 mm lang und 16 mm breit sein. In anderen Implementierungen kann die Breite und/oder Länge der Chips mehr als oder weniger als 16 mm sein. In verschiedenen Implementierungen kann das Substrat so dünn wie 75 Mikrometer (µm) dick sein. In anderen Implementierungen kann das Substrat dünner als oder dicker als 75 µm sein.
Noch bezugnehmend auf 1 kann das verstärkte Substrat 2 einen Metallgatterrahmen 6 (Platte) einschließen, der mit einer ersten Oberfläche 8 des Substrats 4 gekoppelt ist. Der Metallgatterrahmen 6 kann, als nicht einschränkendes Beispiel, Kupfer, Gold, Silber, Aluminium, ein beliebiges anderes Metall, eine beliebige Legierung davon und eine beliebige Kombination davon einschließen. In anderen Implementierungen kann das verstärkte Substrat einen elektrisch leitfähigen Nichtmetallgatterrahmen anstelle des Metallgatterrahmens einschließen. Bezugnehmend auf 2 ist eine Draufsicht eines Metallgatterrahmens veranschaulicht. In verschiedenen Implementierungen kann der Metallgatterrahmen 6 strukturiert sein. In solchen Implementierungen kann der Metallgatterrahmen 10 eine Vielzahl von Metallplatten 12 einschließen. Die Vielzahl von Metallplatten 12 kann durch eine Vielzahl von Verbindungsstäben 14 miteinander gekoppelt sein. In verschiedenen Implementierungen kann die Vielzahl von Platten 12 einer Vielzahl von Chips innerhalb eines Substrats entsprechen, oder die Vielzahl von Platten 12 kann über eine Vielzahl von Chips gekoppelt sein, wenn der Metallgatterrahmen 6 mit dem Substrat 4 gekoppelt ist. Auf diese Weise ist jede Metallplatte aus der Vielzahl von Metallplatten mit mindestens einem Chip der Vielzahl von Chips gekoppelt. „Entsprechen“ bedeutet, so wie es in diesem Sinne verwendet wird, dass die Vielzahl von Chips durch eine Vielzahl von Platten bedeckt ist, oder dass jeder der einzelnen Chips der Vielzahl von Chips eine Metallplatte des Metallgatterrahmens direkt über dem Chip aufweist. In verschiedenen Implementierungen kann ein einzelner Chip einer einzelnen Metallplatte entsprechen. In anderen Implementierungen können mehrere Chips einer einzelnen Platte entsprechen, was bedeutet, dass mehr als ein Chip von der Metallplatte bedeckt sein kann. In bestimmten Implementierungen können zwei Chips einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein, drei Chips können einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein, vier Chips können einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein, oder mehr als vier Chips können einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein.
Erneut bezugnehmend auf 1 kann der Metallgatterrahmen 6 durch eine Klebeschicht 16 mit dem Substrat 4 gekoppelt (und direkt gekoppelt) sein. Die Klebeschicht kann, als nicht einschränkendes Beispiel, ein Lötmittel, ein Silber- oder anderes Sintermaterial, eine Klebefolie oder ein beliebiges anderes Klebe- oder Bindematerial einschließen.
Noch bezugnehmend auf 1 kann in verschiedenen Implementierungen das verstärkte Substrat 2 eine Basisplatte 18 einschließen, die mit der zweiten Oberfläche 20, gegenüber der ersten Oberfläche 8, des Substrats 4 gekoppelt ist. In anderen Implementierungen schließt das verstärkte Substrat keine Basisplatte ein. In Implementierungen, die die Basisplatte einschließen, kann die Basisplatte als nicht einschränkendes Beispiel Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, ein beliebiges anderes Metall, eine Legierung davon und eine beliebige Kombination davon einschließen. Bezugnehmend auf 4 ist eine Draufsicht einer Basisplatte veranschaulicht. In verschiedenen Implementierungen ist die Basisplatte 18 möglicherweise nicht strukturiert, kann aber eine feste Tafel entsprechend einer Form und/oder Größe des Substrats 4 sein. In anderen Implementierungen kann die Basisplatte strukturiert sein und kann unter Verwendung der gleichen Strukturierung wie der des Metallgatterrahmens strukturiert sein. In manchen Implementierungen kann die Basisplatte ein Metallgatterrahmen sein. Erneut bezugnehmend auf 1 kann die Basisplatte 18 durch eine Klebeschicht 22 mit dem Substrat 4 gekoppelt (und direkt gekoppelt) sein. Die Klebeschicht 22 kann, als nicht einschränkendes Beispiel, ein Lötmittel, ein Silber- oder anderes Sintermaterial, eine Klebefolie oder ein beliebiges anderes Klebe- oder Bindematerial einschließen.
Bezugnehmend auf 6 ist eine Explosionsansicht eines verstärkten Substrats veranschaulicht, die veranschaulicht, wie ein Metallgatterrahmen und eine Basisplatte mit einem Substrat gekoppelt sind. In verschiedenen Implementierungen kann ein Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips ein Bilden einer Vielzahl von Chips 24 auf einem Substrat 26 einschließen. Das Substrat 26 kann einen beliebigen Typ von Substrat einschließen, der hierin offenbart ist, und die Vielzahl von Chips 24 kann einen beliebigen Typ von Chip einschließen, der hierin offenbart ist. Das Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips schließt auch ein Strukturieren eines Metallgatterrahmens 28 ein, bei dem es sich um einen beliebigen Typ eines hierin offenbarten Metallgatterrahmens handeln kann, um eine Vielzahl von Metallplatten 30 zu bilden. Die Vielzahl von Metallplatten 30 kann durch eine Vielzahl von Verbindungsstäben 32 miteinander gekoppelt sein. Die Vielzahl von Metallplatten 30 entspricht der Vielzahl von Chips 24. „Entsprechen“ bedeutet, so wie es in diesem Sinne verwendet wird, dass die Vielzahl von Chips 24 dazu konfiguriert ist, durch eine Vielzahl von Platten 30 bedeckt zu werden, oder dass jeder der einzelnen Chips der Vielzahl von Chips dazu konfiguriert ist, eine Metallplatte des Metallgatterrahmens 28 direkt über dem Chip aufzuweisen. In verschiedenen Implementierungen kann ein einzelner Chip einer einzelnen Metallplatte entsprechen. In anderen Implementierungen können mehrere Chips einer einzelnen Platte entsprechen, was bedeutet, dass mehr als ein Chip von der Metallplatte bedeckt sein kann. In bestimmten Implementierungen können zwei Chips einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein, drei Chips können einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein, vier Chips können einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder jeweils mindestens teilweise von dieser bedeckt sein, oder mehr als vier Chips können einer einzelnen Metallplatte entsprechen oder von dieser bedeckt sein. In verschiedenen Implementierungen kann die Vielzahl von Metallplatten auch der Vielzahl von Chips in Größe und/oder Form entsprechen. In bestimmten Implementierungen kann jede Metallplatte von der gleichen Größe wie der von der Metallplatte bedeckte Chip sein. In anderen Implementierungen kann jede Metallplatte geringfügig kleiner als jeder von der Metallplatte bedeckte Chip sein.
Das Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips schließt ein Koppeln des Metallgatterrahmens 28 mit der ersten Oberfläche 38 des Substrats 26 und über die Vielzahl von Chips 24 ein. In verschiedenen Implementierungen ist der Metallgatterrahmen 28 durch ein beliebiges hierin offenbartes Klebematerial mit dem Substrat gekoppelt und kann direkt mit diesem gekoppelt sein. Bezugnehmend auf 3 ist eine Draufsicht einer Sinterschicht über dem Metallgatterrahmen von 2 veranschaulicht. In verschiedenen Implementierungen kann eine Klebeschicht, wie beispielsweise eine Sinterschicht 34, auf einer Seite des Metallgatterrahmens gebildet sein, der dazu konfiguriert ist, mit dem Substrat gekoppelt zu werden. In solchen Implementierungen kann das Verfahren zum Bilden der Vielzahl von Chips Siebdruck oder Laminieren der Sinterschicht, oder einer anderen Klebeschicht, auf den Metallgatterrahmen vor dem Koppeln des Metallgatterrahmens mit dem Substrat einschließen.
Erneut bezugnehmend auf 6 kann das Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips ein Koppeln einer Basisplatte 36 mit einer zweiten Oberfläche (gegenüber der ersten Oberfläche 38) des Substrats 26 einschließen. In anderen Implementierungen schließt das Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips kein Koppeln der Basisplatte mit dem Substrat ein. In Implementierungen, die eine Basisplatte aufweisen, kann die Basisplatte 36 ein beliebiger Typ einer hierin offenbarten Basisplatte sein. In verschiedenen Implementierungen kann die Basisplatte 36 mit dem Substrat unter Verwendung eines beliebigen hierin offenbarten Klebematerials gekoppelt werden. Bezugnehmend auf 5 ist eine Draufsicht einer Sinterschicht über der Basisplatte von 4 veranschaulicht. In verschiedenen Implementierungen kann eine Klebeschicht, wie beispielsweise eine Sinterschicht 40, auf einer Seite des Metallgatterrahmens gebildet sein, der dazu konfiguriert ist, mit dem Substrat vor dem Koppeln der Basisplatte mit der zweiten Oberfläche des Substrats gekoppelt zu werden. In solchen Implementierungen kann das Verfahren zum Bilden der Vielzahl von Chips Siebdruck oder Laminieren der Sinterschicht, oder einer anderen Klebeschicht, auf die Basisplatte einschließen.
Bezugnehmend auf 7 ist eine Seitenansicht eines Metallgatterrahmens und einer Basisplatte, die unter Verwendung von Wärme und Kompression mit einem Substrat verbunden werden, veranschaulicht. In verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips ein Verstärken des Substrats 26 einschließen, welches ein Verbinden des Metallgatterrahmens 28 mit dem Substrat 26 durch ein Klebematerial 42 und ein Verbinden der Basisplatte 36 mit dem Substrat 26 durch ein Klebematerial 44 einschließen kann. Der Metallgatterrahmen 28 und die Basisplatte 36 können mit dem Substrat durch Erwärmen und Komprimieren des Metallgatterrahmens 28, des Substrats 26 und der Basisplatte 36 gekoppelt werden. In verschiedenen Implementierungen, wie durch 7 veranschaulicht, kann das Verfahren ein Platzieren des Stapels des Metallgatterrahmens 28, des Substrats 26 und der Basisplatte 36 auf einer heißen Platte 46 (oder einer anderen erwärmten Oberfläche) einschließen. Das Verfahren zum Bilden der Vielzahl von Chips kann ein Erwärmen des Metallgatterrahmens 28, des Substrats 26 und der Basisplatte 36 durch die heiße Platte 46 einschließen und, in verschiedenen Implementierungen, ein Komprimieren des Metallgatterrahmens, des Substrats und der Basisplatte unter Verwendung eines Druckwerkzeugs 48 einschließen. In anderen Implementierungen kann das Verfahren ein Verbinden des Substrats 26 mit dem Metallgatterrahmen 28 und der Basisplatte 36 durch Erwärmen ohne Kompression oder durch Kompression ohne Erwärmen einschließen.
Wie durch 7 veranschaulicht, schließt das Verfahren zum Bilden der Vielzahl von Chips ein Bilden eines verstärkten Substrats ein, das den Metallgatterrahmen 28 und die Basisplatte 36 aufweist, die mit dem Substrat 26 gekoppelt sind. In anderen Implementierungen kann das Verfahren ein Bilden eines verstärkten Substrats einschließen, das den mit dem Substrat gekoppelten Metallgatterrahmen aufweist und keine mit dem Substrat gekoppelte Basisplatte aufweist. In solchen Implementierungen kann der Metallgatterrahmen mit dem Substrat unter Verwendung der gleichen Erwärmungs-, Kompressions- oder beliebigen anderen hierin offenbarten Kopplungsverfahren gekoppelt werden.
Bezugnehmend auf 8 ist eine Draufsicht des mit einem Substrat verbundenen Metallgatterrahmens veranschaulicht und bezugnehmend auf 9 ist eine Draufsicht einer Vielzahl von aus einem Substrat vereinzelten Chips veranschaulicht. Das Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von Chips schließt ein Vereinzeln der Vielzahl von Chips aus dem Substrat ein, nachdem der Metallgatterrahmen 28 (und die Basisplatte 36, falls eingeschlossen) mit dem Substrat 26 verbunden wurden. Nach der Vereinzelung kann jeder Chip der Vielzahl von Chips die entsprechende Metallplatte aus der Vielzahl von Metallplatten 30 einschließen, die über die Vielzahl von Chips (und einen entsprechenden Abschnitt der Basisplatte, falls eingeschlossen) gekoppelt sind. Das Vereinzeln kann ein Entfernen von Substratmaterial von den Chipstraßen 50 in dem Substrat und ein Entfernen von Abschnitten der Verbindungsstäbe 32 in den Chipstraßen 50 einschließen. In verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren zum Bilden der Vielzahl von Chips ein Vereinzeln der Vielzahl von Chips durch Sägen einschließen. In solchen Implementierungen kann die Breite des Sägeblatts die gleiche Breite wie die Breite des Abstands zwischen der Vielzahl von Metallplatten 30 sein. In anderen Implementierungen kann die Breite des Sägeblatts kleiner sein als die Breite des Abstands zwischen den Metallplatten. Auf diese Weise muss das Sägeblatt nur durch die Verbindungsstäbe sägen, was dazu führt, dass weniger von dem Metallgatterrahmen während der Vereinzelung der Vielzahl von Chips in das Substrat wandert. In anderen Implementierungen kann die Vielzahl von Chips unter Verwendung von Laserablation oder -schneiden, Strahlablation, Nassätzen oder Plasmaätzen vereinzelt werden. In Implementierungen, bei denen ein Ätzen zum Vereinzeln der Vielzahl von Chips verwendet wird, kann der Metallgatterrahmen 28 während des Ätzens auch als eine Maske dienen.
Bezugnehmend auf 10 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines vereinzelten Chips aus der Vielzahl von Chips veranschaulicht. Wie veranschaulicht, schließt der Chip 52 einen Abschnitt 54 des Substrats, der einen darin gebildeten Chip aufweist, eine Metallplatte 30 aus dem Metallgatterrahmen und einen Abschnitt 56 der Klebeschicht ein, die verwendet wird, um die Metallplatte 30 mit dem Abschnitt 54 des Substrats zu koppeln. Auf diese Art und Weise kann der Chip 52 ein verstärkter Chip sein. Die Metallplatte 30 kann den Chip 52 verstärken und mechanische Beanspruchung reduzieren, die einen Defekt, wie beispielsweise einen Riss, in dem Chip 52 verursachen könnte. Genauer gesagt kann der Chip 52 durch die Metallplatte 30 nun direkt mit dicken Drähten, wie beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumdrähten, verbunden werden. Die Metallplatte 30 kann den Chip 52 ausreichend verstärken, um ein Verbinden dickerer und zuverlässigerer Metalldrähte mit dem Chip 52 zu ermöglichen. Die Verwendung von schwereren Drähten kann der hohen Spannung und dem Strom, der durch den Halbleiterchip fließt, standhalten und die Leistung des Halbleiterchips wiederum verbessern. Solch eine Verstärkung kann besonders beim Umgang mit gedünnten Chips vorteilhaft sein, die eine große Oberfläche aufweisen. In Implementierungen mit gedünnten großen Chips kann während des Aufnehmens und Platzierens und/oder beim Transfer des Chips eine größere Menge an Kontaktkraft erforderlich sein. Die Metallplatte kann die notwendige Festigkeit bereitstellen, um der erhöhten Kontaktkraft standzuhalten. In verschiedenen Implementierungen kann der Chip 52 auch einen Abschnitt 58 der Basisplatte einschließen. In verschiedenen Implementierungen kann der Chip 52 ausreichend dick sein und muss den Abschnitt der Basisplatte 58 nicht benötigen, um den Chip 52 zu unterstützen, jedoch kann in anderen Implementierungen, insbesondere Implementierungen, die gedünnte Chips einschließen, die Basisplatte den Chip 52 weiter verstärken und stabilisieren.
In verschiedenen Implementierungen von verstärktem Halbleitersubstrat kann der Metallgatterrahmen Kupfer einschließen.
In verschiedenen Verfahrensimplementierungen kann das Verfahren ein Vereinzeln des Metallgatterrahmens unter Verwendung von Sägen oder Laserschneiden einschließen.
In verschiedenen Implementierungen von verstärktem Halbleitersubstrat kann die Vielzahl von Chips eine Vielzahl von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate einschließen.
In verschiedenen Implementierungen von verstärktem Halbleitersubstrat kann der Metallgatterrahmen durch einen Klebstoff direkt mit dem Substrat gekoppelt sein.
In verschiedenen Implementierungen von verstärktem Halbleitersubstrat können der Metallgatterrahmen und die Basisplatte jeweils Kupfer einschließen.
In verschiedenen Implementierungen von verstärktem Halbleitersubstrat kann der Metallgatterrahmen durch eine Silber-Sinterpaste oder ein Lötmittel direkt mit dem Substrat gekoppelt sein.
Es sollte sich ohne Weiteres verstehen, dass dort, wo die vorstehende Beschreibung auf besondere Implementierungen von verstärkten Halbleitersubstraten und implementierende Komponenten, Teilkomponenten, Verfahren und Teilverfahren Bezug nimmt, eine Reihe von Modifikationen vorgenommen werden kann, ohne von ihrem Geist abzuweichen, und dass diese Implementierungen, implementierenden Komponenten, Teilkomponenten, Verfahren und Teilverfahren auch auf andere verstärkte Halbleitersubstrate angewendet werden können.

Claims

Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips, umfassend: Bilden einer Vielzahl von Chips auf einem Substrat; Strukturieren eines Metallgatterrahmens zum Bilden einer Vielzahl von Metallplatten, wobei die Vielzahl von Metallplatten der Vielzahl von Chips entspricht; Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips; und Vereinzeln der Vielzahl von Chips; wobei jeder Chip der Vielzahl von Chips die entsprechende Metallplatte aus der Vielzahl von Metallplatten umfasst, die über die Vielzahl von Chips gekoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Koppeln einer Basisplatte mit einer Seite des Substrats gegenüber der Seite des Substrats, die eine Vielzahl von darauf gebildeten Chips aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips ferner ein Erwärmen und Komprimieren des Metallgatterrahmens und der Vielzahl von Chips umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat eine Dicke von 75 Mikrometern oder weniger umfasst.
Verfahren zum Bilden einer Vielzahl von verstärkten Chips, umfassend: Bilden einer Vielzahl von Chips auf einer ersten Oberfläche eines Substrats; Strukturieren eines Metallgatterrahmens zum Bilden einer Vielzahl von Metallplatten, wobei die Vielzahl von Metallplatten der Vielzahl von Chips entspricht; Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips mit der ersten Oberfläche des Substrats; Koppeln einer Basisplatte mit einer zweiten Oberfläche des Substrats, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt; und Vereinzeln der Vielzahl von Chips nach dem Koppeln des Metallgatterrahmens über die Vielzahl von Chips.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Koppeln des Metallgatterrahmens mit der ersten Oberfläche des Substrats und das Koppeln der Basisplatte mit der zweiten Oberfläche des Substrats ferner ein Erwärmen und Komprimieren des Metallgatterrahmens, des Substrats und der Basisplatte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Substrat eine Dicke von weniger als 75 Mikrometer umfasst.
Verstärktes Halbleitersubstrat, umfassend: einen strukturierten Metallgatterrahmen, der eine Vielzahl von Metallplatten umfasst, wobei die Vielzahl von Metallplatten mit einer ersten Oberfläche eines Substrats über eine Vielzahl von mit dem Substrat gekoppelten Chips gekoppelt ist; und wobei jede Metallplatte der Vielzahl von Metallplatten mit mindestens einem Chip der Vielzahl von Chips gekoppelt ist.
Substrat nach Anspruch 8, wobei das Substrat weniger als 75 Mikrometer dick ist.
Substrat nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Basisplatte, die mit einer zweiten Oberfläche des Substrats gekoppelt ist, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt.