DE2348323A1

DE2348323A1 - Integrierte festkoerperschaltung mit einer vielzahl von bauelementen in einem gemeinsamen halbleiterkoerper

Info

Publication number: DE2348323A1
Application number: DE19732348323
Authority: DE
Inventors: Manfred Ganzer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-09-26
Filing date: 1973-09-26
Publication date: 1975-04-03

Description

Licentia Pa tent-Verwaltungs-GmbH

6 Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1

Ileilbronn, den 12. Sept. 1973 PT-Ma/sr - HN 73/32

Integrierte Festkörperschaltung mit einer Vielzahl von Bauelementen in einem gemeinsamen Halbleiterkört) er

Die Ex-jfindung betrifft eine integrierte Festkörperschaltung mit einer Vielzahl von Bauelementen in einem gemeinsamen Hcilbleiterkürper und mit metallischen, für die drahtlose Kontaktierung vorgesehenen Anschlußkontakten an der Halbleiteroberfläche.

Man geht mehr und mehr dazu über, llalbleiteranordnungen, insbesondere integrierte Schaltungen, drahtfrei zu kontaktieren. Dabei geht man von einem metallischen Kontaktierungsstreifen aus, der rahmenförmige Teile enthält. In das Innere der Kahmeη ragen vom Rahmen ausgehende, streifenförmige Kontaktierungsfinger, wobei jeweils ein Finger für den Anschluß an eine Jilektrode einer Halbleiteranordnung vorgesehen ist.

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Die Halbleiteranordnung wird mit ihren über die Halbleiteroberfläche ragenden Metallanschlußkontakten so auf den Kontaktierungsstreifen aufgesetzt, daß die Kontakte auf der Halbleiteroberfläche mit je einem freien Ende eines zugeordneten Kontaktierungsfingers in Berührung gelangen. Danach werden in einem Arbeitsgang oder nacheinander alle Elektrodenanschlüsse mit den Kontaktierungsfingern durch Löten, Schweißen oder Thermokompression, elektrisch leitend verbunden.

Bei dieser Art der Kontaktierung verlaufen die Kontaktierungsfinger zwangsläufig parallel zur Halbleiteroberfläche. Wenn die Halbleiteroberfläche nicht ausreichend mit einer Isolierschicht abgedeckt ist, bestellt daher die Gefahr; daß an diesen Stellen Kurzschlüsse zwischen der Halbleiterelementkante und den Kontaktierungsfingern auftreten.

Bei den bisher üblichen Fertigungsmethoden konnten jedoch Kurzschlüsse nicht immer vermieden werden. Bei der* Herstellung der integrierten Schaltungen geht man von einer gemeinscimen Halbleiterscheibe aus, auf der sich in der Regel eine Vielzahl gleichartiger Halbleiterschaltungen befinden. Die Halbleiter-

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scheibe muß daher in Einzelemcnte aufgeteilt werden. Bei einem neueren Verfahren werden die Halbleiterscheibeninit Hilfe eines gesteuerten' Laserstrahles zerteilt. Hierbei entstehen Kui-zschlußgefahrenstellen, wie sie zum besseren Verständnis in der Figur 1 dargestellt sind.

In dieser Figur ist ein, nur einen Kontakt aufweisender, Teil eines Einzelelementes dargestellt. Die Halbleiterzone 1 ist über eine metallische Leitbahn 2, die sich über eine Oxydschicht 3 erstreckt mit einem Anschiußkontakt h verbuiiden. Dieser Anschlußkontakt h ist relativ dick und ragt über die die Halbleiteroberfläche bedeckenden Passivierungsschichten hinaus. Die Halbleiteroberfläche wird mit Ausnahme des Kontaktes k in der Kegel noch mit einer zusätzlichen Passivierungsschicht 5 bedeckt. Durch das Anritzen oder Zerteilen der Halbleiterscheibe in it Hilfe eines Laserstrahles entsteht am Rande des Einzelelementes ein Graben 6 mit einem aufgeworfenen Trenngrat 7· An der· äußeren übdr die Halbleiteroberfläche hochrangenden Spitze dieses Grates 7 ist die Halbleiteroberfläche frei zugänglich, da die Passivierungsschichten 3 und 5 nur bis zum Rand des Grates reichen. An dieser Stelle treten bevorzugt Kurzschlüsse zwischen dem Koutaktierungsfiiigcrn 8 und der Halbleitorzone 1 auf. Der Kontakticrungs·

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finger 8 .ist streifenförmig ausgebildet, mit dem Anschlußkontakt k verlötet oder angeschweißt und im allgemeinen ein Teil einer rahmenförmig ausgebildeteten Kontaktierungsspinne mit nach innen ragenden Kontaktierungsfingern, die wiederum auf einen für die Aufnahme des Halbleiterkö.rpers geeigneten Kortaktierungsstreifen befestigt iat.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Kurzschlußgefahr zwischen dem Kontaktierungsfinger und der Halbleiteranordnung zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rand, jedes, eine Einzelschaltung enthaltenden Halbleiterkörpers mesaför/pig abgestuft bzw. abgeschrägt ist, und daß die Abstufung bzw. Abschrägung mit einer Isolierschicht bedeckt ist.

Durch diese Maßnahme wird der äußere Rand des die Schaltung enthaltenden Halbleiterkörpers gegenüber der die Kontakte aufweisenden Halbleiteroberfläche so weit abgestuft, daß die streifenförmigen Kontaktierungsfinger nicht mehr den Raid des Halbleiterkörpers berühren können. Dann wird auch der beim Laserritzen entstehende Grat an der Außenkante so weit abgesetzt, daß für die Kontaktierungszungen keine Kurzschlußgefahr mehr besteht.

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Früher versuchte man einer Kurzschlußgefahr dadurch zu entgehen, daß die Anschlußkontakte 5 (Fig· l) möglichst dick ausgebildet wurden, um auf diese Weise einen möglichst großen Abstand zwischen den Kontaktierungszungen und der Halbleiteroberfläche zu gewinnen. Diese Maßnahme ist teuer, da es sich neist um Goldkontakte handelt, und außerdem zeitraubend. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kommt man dagegen mit relativ dünnen Goldkontakten aus, da eine Kurzschlußgefahr nicht mehr besteht und nur noch gewährleistet sein muß, daß die Kontakte mit den Kontalctierungszinken sicher verlötet werden können.

In der Figur 2 ist ein Ausschnitt einer Halbleiteranordnung dargestellt, bei der der äußere Rand mesaförmig abgestuft ist. Der Bereich der Stufe 9 ist mit einer die Kontakte abdeckenden Isolierschicht 5 passiviort, so daß im Bereich der Stufe kein Kurzschluß zwischen dem Kontaktierungsfinger 8 und der Ilalbleiterzone 1 auftreten kann. Die Isolierschicht besteht vorzugsweise aus pyrolytisch abgeschiedenem Silizium-

dioxyd oder aus Glas.

In der Figur 3 ist der Teil einer unzertrennten Halbleiterscheibe dargestellt, die jeweils nur einen Kontakt zweier benachbarter Schaltkreise und den dazwischenliegenden Trenngraben 10 umfasst. Vor oder nach der Herstellung der Kontakte

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wird rait Hilfe der bekannten Fotolackmaslcierungs- und Ätztechnik, in die Halbleiterscheibe 10 ein Graben eingeätzt, der jeweils einen Bereich einer integrierten Festkö'rperschal-.tung umschließt. Dieser Graben weist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Tiefe von etwa kO ,um auf bei einer Breite von 8o ,um an der breitesten Stelle. Der zum Ritzen verwendete Laserstrahl hat eine Einflußbreite von etwa 40 ^um. Dieser Bereich ist in der Figur gestrichelt (ll) hervorgehoben. Der Trenngraben 10 wird vor dem Ritzen der Halbleiterscheibe mit dem Laserstrahl mit'einer Passivierungsschicht bedeckt, die sich beispielsweise bis zu den Anschlußkontakten k erstreckt. Zuvor wurde die Halbleiteroberfläche vorzugsweise mit den in den bereits vorangegangenen Figuren erwähnten Passivierungsschichten 3 und 5 versehen. Da nach dem Zerteilen der Halbleiterscheibe der abgeschrägte Randteil der Halbleiteranordnungen mit einer Jfeaüerschicht 12 passiviert ist, kann kein Kux'schluß mehr zwischen dem Kontakiierungsfinger und dem Halbleitermaterial 1 auftreten.

Die Höhendifferenz zwischen der die Kontakte aufweisenden Halbleiteroberfläche und dem äußersten Rand des Einzelelementes beträgt etwa 20 bis 40 «um. Durch die dadurch ermöglichte Reduzierung der Schichtdicke der Goldkontakte k erhält man Kontakte mit vergrößerter Haftfestigkeit, so daß auf diese Weise auch die Zahl der Ausfälle reduziert werden konnte·

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Claims

Patentansprüche

l)ylntegrierte Festkörperschaltung mit einer Vielzahl von Bauelementen in einem gemeinsamen Halbleiterkörper und mit metallischen, für die drahtlose Kontaktierung vorgesehenen Anschlußkontakten an der Halbleiteroberfläche, dadurch ge-, kennzeichnet, daß der Rand jedes eine Einzelschaltung enthaltenden Halbleiterkörpers mesaförmig abgestuft bzw. abgeschrägt ist, und daß die Abstufung bzw· Abschrägung mit einer Isolierschicht bedeckt ist.
2) Integrierte Festkörperschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Abstufung bzw· Abschrägung der äußerste Rand des die Schaltung enthaltenden Halbleiterkörpers gegenüber der die Kontakte aufweisenden Halbleiteroberfläche so weit abgesenkt ist, daß die nach der Kontaktierung von den Kontakten ausgehenden streifenförmigen Zu-,._v leitungen nicht mehr* den Rand des Halbleiterkörpers berührungen können.
3) Integrierte Festkörperschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendifferenz zwischen der

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die Kontakte aufweisenden Halbleiteroberfläche und dem äußersten Rand des Halbleiterkörpers 20 bis '¹LO /um beträgt.
4) Verfahren zum Herstellen einer Festkörperschaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Schaltungen auf der unzerteilten, eine Vielzahl von Schaltungen enthaltenden Halbleiterscheibe ein Graben eingeätzt wird, daß der Graben mit einer die freiliegenden Bereiche der Halbleiteroberfläche bedeckenden Isolierschicht passiviert wird, und daß schließlich die Halbleiterscheibe im Bereich der Gräben in Einzelelemente mit abgeschrägten oder abgestuften Rändern zerteilt wird.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe mit Hilfe eines Laser-Strahles zerteilt wird.
6) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Halbleiteroberfläche im Bereich des Grabens eine Isolierschicht aus Siliziumdioxyd durch pyrolytische Abscheidung aufgebracht wird.

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