形成晶片結構的方法、形成半導體器件的方法和晶片結構與流程

2023-11-04 19:16:42 2

本發明的實施例涉及晶片結構，尤其涉及包括碳化矽晶片和支撐結構的晶片結構、用於形成晶片結構的方法以及用於形成半導體器件的方法。

背景技術：

為了提高半導體器件的器件特性，已做出嘗試以減小半導體材料的最終厚度。尤其是對於功率半導體器件，通常期望這種器件的半導體本體具有只是足以容納器件或電路的厚度。

由於諸如碳化矽(SiC)的脆性半導體材料一旦變薄就易於破裂，因此薄的半導體晶片和晶片的製造和處理通常是複雜的。此外，單晶SiC比較昂貴。為了提高薄的半導體材料的機械穩定性，已開發了載體系統。一種途徑使用附著至單晶SiC層的多晶SiC(poly-SiC)載體晶片。可以通過將單晶SiC襯底直接鍵合至載體晶片並且隨後從該載體晶片剝離該單晶SiC襯底同時在該載體晶片上留下部分的單晶襯底，來形成該結構。儘管比單晶SiC廉價，但是poly-SiC載體晶片仍是比較昂貴的。此外，poly-SiC和單晶SiC之間所形成的界面需要特殊護理。這增加了處理成本。

由於這些和其它原因而需要本發明。

技術實現要素：

根據形成半導體器件的方法的實施例，該方法包括：將包括碳化矽的施主晶片(donor wafer)附著至包括石墨的載體晶片；沿著內部剝離層(delamination layer)分裂施主晶片使得包括碳化矽的分裂層附著至載體晶片；形成被部分支撐的晶片；以及進一步處理被部分支撐的晶片。形成被部分支撐的晶片包括在分裂層的內部部分之上移除載體晶片同時留下附著至分裂層的載體晶片的剩餘部分。

根據用於形成晶片結構的方法的實施例，該方法包括：提供具有第一側的碳化矽晶片；從第一側向碳化矽晶片中注入高能粒子；將碳化矽晶片的第一側鍵合至包括石墨的載體晶片；以及從碳化矽晶片分裂第一層。該方法進一步包括在第一層的內部部分之上移除載體晶片以在第一層處形成僅部分覆蓋該第一層的支撐結構，或者在分裂層上沉積碳化矽層之後移除載體晶片以及在碳化矽層處形成支撐結構使得支撐結構僅部分覆蓋碳化矽層。

根據晶片結構的實施例，晶片結構包括碳化矽晶片和支撐結構，支撐結構包括矽、碳化矽、石墨和玻璃中的至少一個。支撐結構膠合在碳化矽晶片的外圍區域上，並且僅部分地覆蓋碳化矽晶片，當從上面看時，外圍區域圍繞碳化矽晶片的器件區域。

在閱讀下面的詳細描述並查看附圖時，本領域技術人員將認識到附加的特徵和優點。

附圖說明

附圖中的部件不一定成比例，而是將重點放在說明本發明的原理上。此外，在附圖中，同樣的附圖標記指定對應的部分。在附圖中：

圖1A至1G分別圖示根據實施例的用於形成晶片結構和半導體器件的方法的方法步驟；

圖2A至2F分別圖示根據實施例的用於形成晶片結構和半導體器件的方法的方法步驟；

圖3A至3D分別圖示根據實施例的用於形成晶片結構和半導體器件的方法的方法步驟；

圖4A至4E分別圖示根據實施例的用於形成晶片結構和半導體器件的方法的方法步驟；

圖5A圖示根據實施例的晶片結構的頂視圖；

圖5B圖示根據另一實施例的晶片結構的頂視圖；

圖5C圖示根據實施例的貫穿晶片結構的垂直截面；以及

圖5D圖示根據實施例的貫穿晶片結構的垂直截面。

具體實施方式

在下面的詳細描述中對附圖進行參考，附圖形成本文的一部分並且在附圖中通過圖示的方式示出其中可以實踐本發明的特定實施例。在這點上，方向性的術語諸如「頂」、「底」、「前」、「後」、「首」、「尾」等參考正描述的(一個或多個)附圖的取向來使用。由於實施例的部件能夠被定位在多個不同的取向上，所以方向性的術語為了圖示的目的被使用並且絕不是限制的。要理解的是，可以利用其它實施例並且可以做出結構或邏輯改變而不脫離本發明的範圍。下面詳細的描述因此不要以限制的意義進行理解，並且本發明的範圍由所附權利要求限定。

現在將對各種實施例進行詳細參考，實施例中的一個或多個示例被圖示在附圖中。每個示例通過解釋的方式被提供，並且不意在作為本發明的限制。例如，圖示或描述為一個實施例的部分的特徵能夠被使用在其它實施例上或連同其它實施例一起使用以產生又進一步實施例。意圖是本發明包括這種修改和變化。示例使用特定語言被描述，這不應該被理解為限制所附權利要求的範圍。附圖不是成比例的並且僅出於說明性的目的。為了清楚起見，相同的元件或製造步驟在不同的附圖中已通過相同的參考符號被指定，如果沒有另外陳述的話。

如在本說明書中使用的術語「水平的」意圖描述與半導體襯底或本體的第一側面或主水平側面基本上平行的取向。這能夠是比如晶片或管芯的表面。

如在本說明書中使用的術語「垂直的」意圖描述被基本上布置成與第一側面垂直即與半導體襯底或本體的第一側面的法線方向平行的取向。

在本說明書中，n摻雜被稱為第一導電類型而p摻雜被稱為第二導電類型。可替換地，半導體器件能夠用相反的摻雜關係被形成，從而第一導電類型能夠是p摻雜的並且第二導電類型能夠是n摻雜的。此外，一些圖通過緊挨著摻雜類型指示「-」或「+」圖示相對摻雜濃度。例如，「n-」意指小於「n」摻雜區的摻雜濃度的摻雜濃度，而「n+」摻雜區具有比「n」摻雜區更大的摻雜濃度。然而，指示相對摻雜濃度不意指相同的相對摻雜濃度的摻雜區必須具有相同的絕對摻雜濃度，除非另外陳述。例如，兩個不同的n+摻雜區能夠具有不同的絕對摻雜濃度。這同樣例如適用於n+摻雜區和p+摻雜區。

本說明書描述的特定實施例涉及而不限於製造晶片級的SiC半導體器件和SiC晶片。

要製造的SiC半導體器件可以是功率半導體器件。

如本說明書中使用的術語「功率半導體器件」意圖描述在單個晶片上的具有高電壓和/或高電流開關能力的半導體器件。換句話說，功率半導體器件意圖用於高電流，典型地處於安培範圍。在本說明書內，術語「功率半導體器件」和「功率半導體部件」被同義使用。

如本說明書中使用的術語「場效應」意圖描述使用絕緣柵電極或肖特基柵電極的半導體區中的導電「溝道」的電場介導形成和/或溝道的導電性和/或形狀的控制。

圖1A至1G分別圖示用於在晶片級上形成晶片結構100和SiC半導體器件的方法的工藝。

提供SiC施主晶片10。SiC施主晶片10可以是具有C側(也稱為C面)101和Si側(也稱為Si面)102的4H-SiC多晶型的。此外，SiC施主晶片10可從SiC錠上切下。

在示出貫穿施主晶片10的垂直截面的圖1A中圖示的示範實施例中，粒子典型地是質子從C側101被注入到施主晶片10中進入給定深度。圖1A中通過虛線箭頭代表粒子注入。注入深度可以通過選擇注入能量來調節。

原子或離子(典型地是氣體離子諸如質子)的注入分別可導致剝離層13的形成，剝離層13可以是沿著施主晶片10的微泡層或微孔層。

注入深度定義剝離層13的位置，並且因此定義轉移到載體晶片20的分離層1的厚度。例如，具有在5*1016cm-2和8*1016cm-2之間的劑量的80keV的質子主要被注入到SiC中的大約0.5-2μm的深度。典型地，質子注入能量在從約50keV到約200keV的範圍內。

載體晶片20具有下側201和與下側201相對的上側202，並且包括石墨晶片或由石墨晶片形成。如圖1B所示，載體晶片20典型地具有比施主晶片10更大的尺寸(在平行於下側201和/或上側202的水平方向上延伸)。然而，載體晶片20和施主晶片10也可在水平方向上具有相同的延伸。

石墨是碳的三種已知同素異形體之一。在本說明書內，術語「石墨晶片」和「碳晶片」被同義使用。

為了保護石墨晶片不被氧化且防止碳粒子的釋放，載體晶片20典型地是由被薄保護層(典型地是薄SiC層)圍繞的石墨晶片(即，由石墨組成或實質上由石墨組成的晶片)形成的複合晶片。載體晶片20的SiC層可具有從約10到約2000nm的範圍內的厚度，更典型地在從約50到約500nm的範圍內的厚度。為了清楚起見，在圖1A和圖1B的截面中未示出保護層。載體晶片20的垂直延伸典型地在從約10μm到約2500μm的範圍內，更典型地，在從約50μm到約1500μm的範圍內。

為了形成晶片堆疊50，施主晶片10典型地以其注入側附著於載體晶片20，在示範實施例中，施主晶片10的注入側是C側101。

典型地通過鍵合完成將施主晶片10附著到載體晶片20。相應地，施主晶片10和載體晶片20通過晶片堆疊50的鍵合層(也未在圖1B中示出)結合。

典型地實施施主晶片10和載體晶片20之間的鍵合連接，使得其可經得住用於以後被稱為智能切割(smart-cut)層轉移及隨後的外延生長的至少約1300℃或至少約1450℃的溫度，例如高達約1600℃的溫度。

鍵合可通過粘結來實現。為此，可使用陶瓷成型聚合物前體(ceramic-forming polymer precursor)作為粘合層。例如，可用SiC陶瓷成型聚合物前體執行鍵合。

可替換地，旋塗玻璃(SoG)可用作粘合層。SoG的使用促進初始的低溫鍵合，且可經得住其中層分離可發生的高溫(800-900℃)下的熱應力。SoG粘合層可僅被用在剝離層13足夠深以允許以後器件製造時。

通過使用粘合陶瓷成型前體(例如，粘合SiC前體)作為粘合材料，可避免高溫工藝下有源層和鍵合區域之間的熱失配以及鍵合層和有源層之間的反應區域的不期望形成。

陶瓷成型聚合物前體可包括碳、矽和氫或(例如，僅)由碳、矽和氫組成。當在鍵合工藝期間氫擴散時，僅多晶碳化矽可保留。例如，陶瓷成型聚合物前體可以是烯丙基氫化聚碳矽烷或另一聚碳矽烷。

在實施例中，鍵合側或表面101，201的一側或兩側塗覆有陶瓷成型聚合物前體，後面是在200至700℃之間回火。例如，回火可在約530℃的溫度下被執行達約4小時。

作為鍵合規程的第一部分，可應用陶瓷成型聚合物前體到載體晶片20或施主晶片10。可替換地，可應用陶瓷成型聚合物前體在載體晶片20和施主晶片10兩者的表面101，201上。可例如通過旋塗或噴塗工藝應用陶瓷成型聚合物前體。

如通過圖1B中的點虛線箭頭所指示的，載體晶片20此後可與施主晶片10面對其中應用聚合物前體的側101，201地結合，以形成複合結構或晶片堆疊50。使如此結合的晶片10，20經受熱處理(回火)以在載體晶片和施主晶片10之間形成穩定的且持久的鍵合。

結合後，可加熱晶片堆疊50以形成鍵合。例如，溫度範圍可從約室溫到約600℃或從200至700℃。

在第一溫度範圍內和隨後在第二溫度範圍內可完成回火晶片堆疊50，第二溫度範圍不同於第一溫度範圍。第二溫度範圍可涵蓋高於第一溫度範圍的溫度。例如，第二溫度範圍可以從約500℃到約1000℃或甚至更高。

當使用烯丙基氫化聚碳矽烷作為前體時，其可在例如1500℃至1700℃的高溫下熱解為多晶碳化矽(例如，為了將前體層完全轉換成多晶SiC)。因此，在鍵合工藝期間，SiC和載體晶片之間的鍵合層可變為SiC本身，因此，忽略當使用其他類型的材料可能產生的影響，並且此外保證電連通性。例如，鍵合層可以是n摻雜SiC。

此外，通過將鍵合層轉換為SiC，可形成機械或熱極度穩定的鍵合連接。

鍵合連接的強化和碳化矽施主晶片10的分離(見下文)可能在700℃-1800℃下發生。

因此，可使用在不同溫度下執行的三次回火工藝。然而，回火工藝也可組合成為具有給定溫度分布的單個工藝。此外，回火可至少在(壓制)壓力下臨時發生。

在實施例中，回火發生在包含氮和或惰性氣體的氣氛中，例如在氮氣氛、氬氣氛、氮和氬的氣氛或氮和氫的氣氛中。由於氮在SiC中是低施主，因此在回火期間，這可能造成分離層的鄰接n單晶SiC層以及鍵合層(例如，由聚合物產生的多晶SiC)的摻雜，使得垂直導電性可能被增加。

如圖1C所示，施主晶片10是沿著內部剝離層13分離的。這可通過在其中分離發生的至少800℃的高溫下回火來實現。這可以是進一步的回火步驟，例如在約1450℃下解鍵合(de-bond)退火達約3小時，或與如上文關於圖1B的解釋的那樣硬化鍵合連接同時完成。

結果，施主晶片10的SiC分離層1(在下面也被稱為智能切割SiC層和第一SiC層)保留在載體晶片20處。以這種方式，將分離層1從施主晶片10轉移到載體晶片20(智能切割層轉移)。載體晶片20的石墨可以是亂層石墨、熱解石墨、等靜壓成型石墨(isostatically pressed graphite)及其混合物中的一個。石墨具有與SiC的熱膨脹係數類似的熱膨脹係數。這使得石墨成為最有希望的用於SiC的載體材料。此外，石墨的熱膨脹係數可通過其多孔性進行微調。

此後，可例如通過使用CMP工藝(化學機械拋光)拋光分離層1。

施主晶片10的分離部分10』可被再使用(例如，大於5次或大於10次)作為施主，因為其可通過拋光和/或外延被恢復為用於智能切割層轉移的合適的初始狀態。這可以是非常成本有效的。

可替換於所提及的規程，還有其他方法(例如，氧注入)可適合於分離和轉移半導體層。

如圖1D所示，外延SiC層(在下面也被稱為另外碳化矽層)2可隨後分別形成在分離層1上和在分離層1的Si側11處。外延層2和分離層1可一起形成器件晶片1，2。

在外延生長之前，分離層1可具有5μm、2μm、1μm或甚至僅0.5μm的厚度。

在其他實施例中(未在附圖中圖示)，分離層1具有基本上相應於要被製造的器件的半導體本體的厚度的厚度。

由於在分離層1的Si側11處執行外延，因此可實現外延SiC層2的高質量結晶圖樣，甚至比分離層1的結晶圖樣更均勻的結晶圖樣。此外，與C側相比，在外延期間在Si側11處可更好地控制摻雜。另外，可能需要更小(厚度)的施主晶片10。相應地，轉移施主晶片10的薄SiC層1的工藝可被更頻繁地重複。

另外，可在分離層1上形成若干不同摻雜類型、不同摻雜濃度和/或不同厚度的外延SiC層2。例如，可在分離層1處形成高n摻雜的第一外延SiC層，並且可在第一外延SiC層處形成低n摻雜的第二外延SiC層。可根據機械穩定性要求選擇第一外延SiC層的厚度。可根據器件類型和電壓等級來選擇第二外延SiC層的厚度和摻雜濃度。例如，第二外延SiC層可具有約4.5μm的厚度和約2*1016/cm3的摻雜濃度以形成在要被製造的650V等級的SiC-MOSFET中的漂移區域。

可在外延生長期間調節(一個或多個)外延SiC層2的摻雜，但是(一個或多個)外延SiC層2的摻雜還可包括(一個或多個)摻雜劑注入和隨後的退火。

此後，可在分離層1的內部部分之上移除載體晶片20，同時留下附著於分離層1的載體晶片20的剩餘部分20』。如圖1E所示，這可通過掩模刻蝕實現。

例如，在器件區域中具有開口的掩模7(例如，氮化矽掩模或氧化矽掩模)可相對於SiC器件晶片1，2，典型地在上側202處形成在載體晶片20上。掩模7的開口的面積典型地大於分離層1面積的約50％，更典型地大於分離層面積的約80％或甚至90％。另外，掩模7的開口相對於分離層1可以是連續的和/或基本上居中的。當從上面看時，掩模7的開口可以是圓形的(且掩模7連續)，但是可還具有薄的部分，其將掩模7分離成若干部分，例如環-段。

此後，可使用離子束刻蝕和/或化學刻蝕和/或等離子體刻蝕暴露SiC，例如分離層1的C側12。此後，可移除掩模7。

例如，可使用離子束刻蝕移除載體晶片20的SiC保護層。可使用等離子體刻蝕(特別是等離子體灰化)在分離層1之上移除石墨。此外，可使用化學刻蝕移除鍵合層的內部部分以部分暴露分離層1。

在其中鍵合層由高導電性(n摻雜的，典型地是氮摻雜或磷摻雜的)SiC製成的實施例中，鍵合層的內部部分典型地未被移除。另外，甚至可在等離子體刻蝕以前移除掩模7。這是因為在載體晶片20的外圍區域處的SiC保護層的剩餘部分也可被用作用於等離子體刻蝕的掩模。

可替換地或另外，在分離層1的內部部分之上移除載體晶片20可包括銑削(milling)和/或研磨載體晶片20的一個或多個工藝。例如，可使用切割機來移除除了薄的剩餘部以外的載體晶片20的內部部分，薄的剩餘部通過停在分離層1上和/或分離層1處的SiC處的等離子體灰化移除。

此後，載體晶片20的剩餘部分20』(可暴露石墨的地方)上的SiC保護層的任何開口可通過沉積矽和熱力過程被封閉。

圖1F在垂直截面中圖示從分離層1移除任何沉積的矽後的包括SiC保護層25的所得到的被部分支撐的晶片100，該移除可通過刻蝕實現。圖1G是示出包括鍵合層42的剩餘部的被部分支撐的晶片100的左側部分110的圖1F的放大圖。

如上文解釋的，鍵合層42也可以是SiC。在這個實施例中，鍵合層42甚至可完全覆蓋分離層1。另外，典型地從分離層1移除鍵合層42。

相應地，形成被部分支撐的晶片100，其可從其SiC器件晶片1，2的兩側12，21被進一步安全地處理。在關於圖1A至圖1G所解釋的實施例中，C側12典型地形成SiC器件晶片1，2的背面，並且(一個或多個)單晶碳化矽層2的典型地拋光側21典型地形成SiC器件晶片1，2的正面。

在示範實施例中，SiC保護層25的暴露部分和剩餘部分20』形成被支撐的SiC晶片1，2的支撐結構20』，25。支撐結構20』，25被膠合到SiC晶片1，2的外圍區域。典型地，支撐結構20』，25被膠合鍵合(通過粘合鍵合附著，例如，使用諸如帶粘性的SiC前體的帶粘性陶瓷成型前體附著)到SiC晶片1，2。

典型地，當從上面看時被部分支撐的晶片100的剩餘部分20』是環形的。在這些實施例中，被部分支撐的晶片100可由SiC膜形成，SiC膜由環形載體(也被稱為環形碳載體和環形石墨載體)支撐。

進一步處理可包括器件處理，諸如處理分離層1，特別是在分離層1上形成背面金屬化，在(一個或多個)碳化矽層2中或在(一個或多個)碳化矽層2處形成pn結，在(一個或多個)碳化矽層2中形成溝槽，在溝槽中形成柵電極，在(一個或多個)碳化矽層2上形成柵電極，在(一個或多個)碳化矽層2上形成正面金屬化，和/或將被部分支撐的晶片100分離為個體半導體器件。這些工藝要被理解為用於針對晶片級器件製造所執行的典型工藝的非限制性示例。

另外，所提及的器件處理工藝可用不同方式完成，和/或可包括若干步驟。例如，形成背面金屬化可包括沉積、電鍍、應用金屬燒結漿、退火和/或拋光。

為了降低在正面21處已經製造的結構的熱負荷，可使用雷射退火用於形成背面金屬化。

在涉及SiC-MOSFET的製造的實施例中，背面金屬化典型地形成漏極金屬化。

在涉及SiC二極體的製造的實施例中，背面金屬化典型地形成陰極金屬化。

在器件處理之前，被部分支撐的晶片100可被存儲且甚至在合適的封裝後裝運。

在另一實施例中，在正面21處完成器件處理之後，在分離層1的內部部分之上移除載體晶片20。

是正面21還是背面首先完成可依賴於工藝的溫度預算。

分別關於圖2A至圖2F解釋用於形成晶片結構100』和晶片級SiC半導體器件的方法的工藝，其類似於上面關於圖1A至圖1G解釋的方法工藝。然而，將高能量粒子從Si側102注入到SiC施主晶片10中，如示出貫穿施主晶片10的垂直截面的圖2A中圖示的那樣。另外，SiC施主晶片10以其Si側102膠合鍵合到載體晶片20，如圖2B所圖示的那樣。相應地，在圖2C中圖示的智能切割層轉移後，轉移的分離層1的C側12是可達到的(accessible)且轉移的分離層1的Si側11被載體晶片20覆蓋。該工藝順序可導致以後形成在C側11處的(一個或多個)MOS溝道區域的特別高的導電率。

此後，與上面關於圖1D解釋的類似，在分離層1上可形成(一個或多個)外延SiC層2』。圖2D中示出貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

在示範實施例中，(一個或多個)碳化矽層2』的可達到的側21』典型地形成SiC器件晶片1，2的背面。相應地，(一個或多個)碳化矽層2』可成本有效地形成為多晶SiC(poly-SiC)。(一個或多個)碳化矽層2』典型地是高摻雜的以確保結構的低垂直電阻率。另外，可主要出於穩定性原因而使用(一個或多個)poly-SiC層2』。

在外延沉積(一個或多個)SiC層2』後，摻雜劑可被注入到(一個或多個)多晶或單晶SiC層2』。另外，可執行例如在1700℃下的後注入退火。

此後，通過在分離層1的內部部分之上完全移除載體晶片20形成被部分支撐的晶片100』。

用於形成圖2E和圖2F中圖示的被部分支撐的晶片100』的工藝典型地類似於上文關於圖1E和1F所解釋的工藝。然而，在圖2E中，完全從暴露的Si側11移除鍵合層。這是因為Si側11以後被用作SiC晶片1，2』的正面。

此後，可進一步處理被部分支撐的晶片100』。這可包括諸如在(一個或多個)外延SiC層2』上形成背面金屬化的器件處理，進一步處理分離層1以及將被部分支撐的晶片100分離成個體半導體器件。進一步處理分離層1可包括：在分離層1處或在分離層1中形成pn結；在分離層1中形成溝槽；在溝槽中形成柵電極；在分離層1上形成柵電極；和/或在分離層1上形成正面金屬化。再者，這些工藝要被理解為用於針對晶片級器件製造所執行的典型工藝的非限制性示例。

上面關於圖1A至2F所解釋的方法還可被描述為：

從施主晶片10轉移碳化矽層1到包括石墨的載體晶片20，以及部分移除載體晶片20以在碳化矽層1處形成支撐結構20』，25，以使得支撐結構20』，25僅部分覆蓋碳化矽層1。

這樣做，晶片結構特別是被部分支撐的晶片100，100』可被形成為具有帶有小於100μm、小於75μm、或甚至小於50μm的厚度的相當薄的碳化矽層1(和可選的外延層2，2』)，其可由於支撐結構20』，25而從兩側被安全地進一步處理。這允許靈活和成本高效的晶片級SiC器件製造。

典型地，碳化矽層1被轉移為分離層1。這可包括將包括碳化矽的施主晶片10附著至載體晶片20以及沿著內部剝離層13分離施主晶片10。

圖3A至圖3D分別圖示用於形成晶片結構200以及晶片級半導體器件的進一步的工藝。在形成如圖2D所示的結構後，臨時載體晶片30(例如，廉價的(poly-)Si晶片或玻璃晶片)被膠合鍵合到(一個或多個)碳化矽層2』。圖3A圖示貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

此後，可通過以下完全移除載體晶片20：例如通過研磨、灰化(在氧氣氛中等離子體刻蝕)，後面是還完全移除以後形成晶片結構的正面的分離層1的Si側11處的鍵合層的平坦化。圖3B圖示了貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

此後，在分離層1處可形成支撐結構40，例如基本上環形的玻璃結構。支撐結構40可在Si側11的外圍部分處直接膠合或膠合鍵合到分離層1。可替換地，支撐晶片可附著到分離層1並且隨後支撐晶片的內部部分可被移除同時留下附著到Si側11的支撐晶片40的剩餘部分40。圖3C圖示貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

在一個實施例中，使用玻璃粘合劑的粘結被用於附著支撐結構40。例如，可使用商業上可獲得(例如，來自Dow Corning)的矽酸鹽粘合劑。取決於玻璃粘合劑的特性，粘結連接可在惰性氣氛中在短時間內經得住高達250℃到300℃或甚至高達450℃的溫度。這對於半導體晶片用於完成半導體部件所經受的許多製造工藝是足夠的。

取決於支撐結構40的材料，可採用任何合適的鍵合工藝用於附著到分離層。示例是具有或沒有在分離層1上的類金剛石碳層(DLC)的陽極鍵合、玻璃介質鍵合、熔融鍵合和使用玻璃粘合劑的粘結。

此後，可再次移除臨時載體晶片30。圖3D中圖示所得到的被部分支撐的晶片200。

此後，與上文關於圖2F解釋的類似，可進一步處理被部分支撐的晶片200。

圖4A至圖4E圖示用於形成晶片結構200』和晶片級半導體器件的進一步工藝。在形成如圖1D所示的結構後，臨時載體晶片30(例如廉價的poly-Si晶片或玻璃晶片)被膠合鍵合到(一個或多個)碳化矽層2。圖4A圖示貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

此後，可通過以下完全移除載體晶片20：例如通過研磨、灰化(在氧氣氛下等離子體刻蝕)，以及還完全移除分離層1的平坦化。圖4B圖示貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

此後，可在(一個或多個)碳化矽層2的暴露側22處形成支撐結構40，例如基本上環形的玻璃結構。這可與上文關於圖3C解釋類似地完成。圖4C圖示貫穿所得到的晶片結構的垂直截面。

此後，可再次移除臨時載體晶片30。圖4D中圖示所得到的被部分支撐的晶片200』。圖4E是示出包括鍵合層42的剩餘部的被部分支撐的晶片200』的左側部分210的圖4D的放大圖。

此後，可進一步處理被部分支撐的晶片200』以製造使用被部分支撐的晶片200』的若干器件。

上面關於圖1A至4E解釋的方法還可被描述為用於形成晶片結構特別是被部分支撐的晶片的方法，具有以下步驟：

-從施主晶片10轉移碳化矽層1到包括晶片20的石墨；以及

-在碳化矽層1的內部部分之上移除包括晶片20的石墨以在碳化矽層1處形成僅部分覆蓋碳化矽層1的支撐結構20』，25；或

-在形成相對於包括晶片20的石墨的支撐結構40之後移除包括晶片20的石墨，支撐結構40僅部分覆蓋碳化矽層1和/或在碳化矽層1上沉積的另外的碳化矽層2，2』。

相應地，可形成晶片結構，其具有SiC晶片，SiC晶片在該SiC晶片的外圍區域中由支撐結構40，20』，25支撐。取決於工藝順序和/或另外的可選步驟，SiC晶片可由碳化矽層1和/或另外的碳化矽層2，2』形成。

由於支撐結構40，20』，25，SiC晶片對於進一步處理(諸如在被外圍區域圍繞的晶片區域中的器件處理)是足夠機械穩定的，即使SiC晶片相對薄，例如小於100μm、小於75μm、或甚至小於50μm厚。注意到形成被支撐的膜狀SiC晶片減少了昂貴的單晶SiC的量。另外，碳化矽晶片從兩側可達到用於進一步處理。甚至進一步，由於SiC和石墨的熱特性失配引起的在製造期間的熱問題可通過至少部分移除包括晶片的石墨而被減少。這允許靈活和成本高效的晶片級SiC器件(SiC晶片)的製造，特別是具有高達6.5kV的阻斷電壓的功率SiC器件例如功率SiC電晶體的製造。然而，SiC晶片還可具有更大的厚度，例如至少120μm或甚至更高的厚度，用於製造具有甚至更高阻斷電壓的SiC器件。

圖5A分別圖示圖1F、圖2F和圖3D的被部分支撐的晶片100，100』，200的頂視圖，其可相應於沿著圖5A中的線8的部段。

在示範實施例中，由各自碳化矽晶片1形成被部分支撐的晶片100，100』，200，其由各自連續環形的支撐結構20』，25，40支撐，支撐結構20』，25，40包括多晶矽或玻璃(40)，或者包括碳化矽(25)和石墨(在圖5A中由保護SiC層25隱藏，這也適用於可形成在碳化矽晶片的分離層1處的外延層)。支撐結構25，40被膠合在碳化矽晶片1的外圍區域上，該外圍區域圍繞碳化矽晶片1的未被支撐結構25，40覆蓋的可達到的器件區域。

典型地，碳化矽晶片1的至多50％，更典型地至多80％或甚至90％被支撐結構25，40覆蓋。

例如，支撐結構40，25可僅覆蓋環形的外圍區域，其具有至少約1mm且典型地到10mm的寬度，同時碳化矽晶片1的水平延伸(晶片尺寸)可高達100mm、200mm或甚至300mm。

碳化矽晶片1的垂直延伸(厚度)可小於100μm、小於80μm或60μm或甚至小於50μm。

在其他實施例中，圖5A所示的支撐結構被膠合鍵合到外延層(2，圖5A未示出)。

圖5B分別圖示圖1F、圖2F和圖3D的被部分支撐的晶片100，100』，200的頂視圖，其可相應於沿著圖5B中的線8的部段。

支撐結構與上文關於圖5A解釋的類似，但是由通過各自的路徑彼此成對地間隔開的示範的四個環-段形狀部分25a、40a、25b、40b、25c、40c、25d、40d構成。儘管路徑，被部分支撐的晶片也可對於以後的器件處理足夠穩定。路徑可促進在器件製造期間使用的以後旋塗工藝(改善過量材料的排出)。

在其他實施例中，圖5B所示的支撐結構被膠合鍵合到外延層(2，圖5B中未示出)。

圖5C圖示貫穿被部分支撐的晶片100」的垂直截面。被部分支撐的晶片100」類似於上文關於圖1F、5A、5B解釋的被部分支撐的晶片100』。然而，被部分支撐的晶片100」具有支撐結構20』，25，其在垂直截面中是階梯式的。這可歸因於製造且還可促進旋塗工藝。

圖5D圖示貫穿被部分支撐的晶片100」』的垂直截面。被部分支撐的晶片100」』類似於上文關於圖5C解釋的被部分支撐的晶片100」。然而，被部分支撐的晶片100」』具有晶片結構，其被成形以進一步改善由在以後器件製造期間使用的旋塗工藝應用的過量材料的排出。

儘管已公開了本發明的各種示範實施例，但是對於本領域技術人員將顯而易見的是，可做出各種改變和修改，其將實現本發明的一些優點而不脫離本發明的精神和範圍。對本領域相當熟練的技術人員將顯然的是，執行相同功能的其他部件可被適當地替代。應當提及，參考特定圖解釋的特徵可與其他圖的特徵組合，即使在其中這並未被明確地提及的那些情況下。

空間相對的術語諸如「在...下」、「以下」、「下」、「在...之上」、「上」等等被用於簡化描述以解釋一個元件相對於第二個元件的定位。這些術語意在涵蓋器件的不同取向，除了與在圖中描繪的那些取向不同的取向之外。另外，術語諸如「第一」、「第二」等等也被用來描述各種元件、區、區段等，並且也不意在是限制性的。貫穿描述，同樣的術語指定同樣的元件。

如在本文所使用的，術語「具有」、「含有」、「包含」、「包括」等等是開放型的術語，其指示陳述的元件或特徵的存在但是不排除附加的元件或特徵。冠詞「一」、「一個」和「該」意在包含複數以及單數，除非上下文另外清楚地指示。

考慮到以上變化和應用的範圍，應該理解的是，本發明不受前述描述所限制，也不受附圖所限制。可替換地，本發明僅受所附的權利要求及其法律等價物限制。