具有帶有不同反射率的相對側的半導體管芯的製作方法
2023-09-16 18:33:20 4
具有帶有不同反射率的相對側的半導體管芯的製作方法
【專利摘要】本發明涉及具有帶有不同反射率的相對側的半導體管芯。提供加工半導體管芯的方法。每個半導體管芯具有帶有一個或多個端子的第一側、與第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆。通過在支撐襯底上放置該半導體管芯來加工半導體管芯以便每個半導體管芯的第一側面向該支撐襯底並且第二側背對該支撐襯底。施加塗層到放置在支撐襯底上的半導體管芯。該塗層具有比半導體管芯的第一側更低的反射率。該塗層覆蓋第二側以及最接近每個半導體管芯的第二側的側牆的至少一個區。在施加該塗層之後從該支撐襯底去除半導體管芯用於進一步加工作為散裝的管芯諸如編帶。
【專利說明】具有帶有不同反射率的相對側的半導體管芯
【技術領域】
[0001]本申請涉及非模製的半導體管芯(晶片)，特別涉及非模製的半導體管芯的編帶(taping)。
【背景技術】
[0002]用於非模製的半導體管芯的一些卷帶(tape and reel)系統包含饋送器或滾筒用於接收散裝的管芯，線性的饋送器用於布置管芯成一直線，以及編帶設備用於粘附管芯到粘性薄膜。在編帶之前，散裝的管芯必須在饋送器中對齊以致每個管芯的頂側面向相同的方向並且每個管芯的底側面向相對的方向以確保可靠的對管芯的編帶後的加工，諸如測試、拾取與放置等。為了這個目的，常規的用於散裝的非模製的管芯的卷帶系統典型包含用於視覺上檢查被放置在編帶系統的饋送器中的個別管芯的取向的照相機。能夠使該饋送器振動來改變散裝的管芯的取向或能夠迫使緩和的氣流越過管芯。能夠在饋送器中重新裝載管芯以進一步嘗試適當地定向管芯。在所有的散裝的管芯在饋送器中被適當地定向之後，對齊的管芯被放入承載帶。在常規的用於散裝的非模製的管芯的卷帶系統中所使用的照相機系統限制能夠被加工的管芯數，從而減少生產吞吐量。
【發明內容】
[0003]根據加工半導體管芯的方法的實施例，所述半導體管芯每個具有帶有一個或多個端子的第一側、與第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆，該方法包括:在支撐襯底上放置半導體管芯以便每個半導體管芯的第一側面向該支撐襯底並且第二側背對該支撐襯底；施加塗層到放置在支撐襯底上的半導體管芯，該塗層具有比半導體管芯的第一側更低的反射率並且覆蓋第二側以及最接近每個半導體管芯的第二側的側牆的至少一個區；並且在施加該塗層之後從支撐襯底中去除半導體管芯。
[0004]根據固定半導體管芯到粘性薄膜的方法的實施例，每個半導體管芯具有帶有一個或多個端子的第一側、與第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆，該方法包括:處理半導體管芯的第二側以便經處理的每個半導體管芯的第二側具有比第一側更低的反射率；在第二側處被處理之後放置半導體管芯到饋送器中，其中每個半導體管芯的第一或第二側中的一個面向該饋送器並且另一側背對該饋送器；測量背對該饋送器的半導體管芯的側的反射率；基於測量的反射率，確定在饋送器中放置的半導體管芯的任何一個是否應當被翻轉以便相對的側面向饋送器並且每個半導體管芯的第一側面向相同的方向；並且在每個半導體管芯的第一側在饋送器中面向相同的方向之後在承載帶上放置半導體管芯。
[0005]根據半導體管芯的實施例，該半導體管芯包括:半導體本體，具有第一側、與第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆；以及在半導體本體的第一側處的一個或多個端子。半導體管芯進一步包括電絕緣塗層，該塗層覆蓋半導體本體的第二側以及最接近第二側的半導體本體的側牆的至少一個區。該塗層具有比半導體本體更低的電導率。
[0006]根據半導體管芯編帶設備的實施例，該設備包括饋送器、傳感器、控制模塊、調節機構和編帶機構。饋送器用於接收多個散裝的半導體管芯，每個半導體管芯具有帶有一個或多個端子的第一側和與第一側相對的第二側，每個半導體管芯的第二側具有比第一側更低的反射率。傳感器是可操作的以測量面向傳感器的散裝的半導體管芯的側的反射率。控制模塊是可操作的以基於測量的反射率確定在饋送器中放置的散裝的半導體管芯的任何一個是否應當被翻轉以便相對的側面向饋送器並且每個散裝的半導體管芯的第一側面向相同的方向。調節機構是可操作的以響應於從控制模塊接收的輸入而致動在饋送器中放置的散裝的半導體管芯。在每個半導體管芯的第一側在饋送器中面向相同的方向之後，編帶機構是可操作的以在承載帶上放置器件。
[0007]通過閱讀下面的詳細描述以及通過觀看附圖，本領域技術人員將認識到附加的特徵和優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]附圖中的元件不必相對彼此按比例。相似的參考數字指定相應類似的部分。各種圖示的實施例的特徵能夠被結合，除非它們彼此排斥。實施例被描繪在附圖中並且在以下的描述中被詳述。
[0009]包含圖1A至IC的圖1圖示加工非模製的半導體管芯以便管芯的相對的主側具有不同的反射率的方法的不同階段。
[0010]包含圖2A至2C的圖2圖示卷帶系統的不同部件和使用卷帶系統在承載帶上放置半導體管芯的方法的相應階段。
[0011]圖3圖示具有帶有不同的反射率的相對的主側的非模製的半導體管芯的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0012]在這裡所描述的實施例提供加工非模製的半導體管芯以便每個管芯的相對的主側具有不同的反射率的方法。設備和相應的方法還被提供用於在承載帶上放置具有帶有不同的反射率的相對側的散裝的半導體管芯。由於在半導體管芯的兩個主側處的反射率差，能夠使用傳感器代替使用照相機來確定在編帶設備內所有的半導體管芯是否被適當地定向。能夠包含單個傳感器器件或傳感器器件陣列的傳感器測量面向該傳感器的管芯的側的反射率。如果管芯中的一個或多個被不適當地定向，能夠基於測量的反射率數據檢測到這個條件。例如，在矽管芯的情況下，沒有端子的管芯的主側能夠例如通過在這個側處施加塗層或形成黑矽而被處理。經處理的側具有比在相對側處的矽和金屬端子更低的反射率。基於反射回到傳感器的光(例如，uv、VIS或IR)量，傳感器能夠檢測被不適當地定向的管芯。與如果相對側面向傳感器相比，如果管芯中的一個或多個的經處理的側面向傳感器，則更少的光被傳感器檢測到。如果一個或多個管芯被確定為被不適當地定向，能夠做出一個或多個嘗試來翻轉這些管芯以便每個管芯的相同側在編帶之前面向相同的方向。與在常規的卷帶系統中所使用的照相機相比，該傳感器具有快很多的反應時間，從而將吞吐量顯著地增加了大約100%或更多。
[0013]包含圖1A至IC的圖1圖示加工非模製的半導體管芯100的方法的實施例，所述半導體管芯100每個具有帶有一個或多個端子104的第一側102、與第一側102相對的第二側106以及在第一和第二側102、106之間延伸的側牆108。圖1A示出在其中製作半導體管芯100的半導體襯底110的橫截面視圖。管芯100通過沿著分離通道112切割或蝕刻而已被部分地彼此分離，但在圖1A中保持附接到半導體襯底110。圖1B示出在支撐襯底114諸如箔或薄膜被附接到帶有(一個或多個)端子104的管芯100的第一側102並且剩餘的半導體襯底110通過減薄(例如通過化學蝕刻和/或研磨)被去除以暴露管芯100的第二側106之後的半導體管芯100。該箔/薄膜114能夠是粘性薄膜，該薄膜在隨後的加工步驟期間保持和保護半導體結構。圖1C示出在管芯100的第二側106被處理以便每個半導體管芯100的經處理的第二側106具有比第一側102更低的反射率之後的半導體管芯100。用這種方式處理半導體管芯100允許隨後使用傳感器而不是照相機來基於管芯100的測量的反射率而檢測管芯100在編帶設備中的取向，以便在編帶之前確保所有的管芯100被適當地定向。
[0014]在相對低的溫度下處理管芯100的第二側106以保護切割的箔/薄膜114免受破壞性的溫度。例如，對於標準的切割的箔/薄膜114，能夠在大約200°C以下的溫度下處理半導體管芯100以降低在管芯100的第二側106處的反射率。如果切割的箔/薄膜114對溫度不太敏感，則能夠在更高的溫度下處理管芯100的第二側106。
[0015]在一個實施例中，通過施加塗層116到每個半導體管芯100的第二側106來處理半導體管芯100。塗層116具有比管芯100的第一側102更低的反射率。例如，在矽管芯100的情況下，歸因於管芯100的半導體材料和在管芯100的第一側102處安置的(一個或多個)金屬端子104，每個管芯100的第一側102具有一定的反射率。施加到管芯100的第二側104的塗層116的反射率比矽材料和(一個或多個)金屬端子104的反射率更低。
[0016]塗層116能夠覆蓋第二側106和最接近每個半導體管芯100的第二側106的側牆108的至少一個區，如在圖1C中所示出。在一個實施例中，塗層116通過等離子體澱積被施加並且在半導體管芯100的第二側106上比在側牆108上更厚。通過修改澱積參數諸如加工壓力，能夠按要求調節塗層116的側牆厚度與背側(第二側)厚度的比率。在另一個實施例中，塗層116通過ALD (原子層澱積)被施加並且具有均勻的厚度。在又一個實施例中，塗層116通過噴塗被施加。在每種情況下，塗層116優選地不引起對管芯100的電幹擾，具有好的粘合力和高的硬度(即在隨後的加工期間很少或沒有因摩擦而去除)、在特別的波長處的低反射率以便在管芯100的第一和第二側102、106之間的反射率差能夠被調諧到那個波長的傳感器檢測、以及低的電導率(即足夠的電絕緣行為)。
[0017]能夠通過改變塗層116的折射率和/或厚度來調節半導體管芯100的第二側106的反射率。例如，依賴於所採用的材料的類型，塗層116的折射率範圍能夠從1.3到2.0並且塗層116的厚度範圍能夠從50nm到2000nm。折射率和/或厚度的其他範圍對於塗層116來說是可能的，其再次依賴於用來檢測反射率的傳感器和所採用的塗層材料的類型。在一個實施例中，塗層116包括無定形碳(aC:H)、A1203、HfO2, ZrO2、氧化矽、氮化矽和聚醯亞胺中的至少一個。通過等離子體增強化學汽相澱積(PECVD)能夠在管芯100的第二側106上澱積無定形碳、Si3N4和Si02。通過原子層澱積(ALD)能夠在管芯100的第二側106上澱積A1203、HfO2, ZrO20通過噴射、旋壓或浸塗能夠在管芯100的第二側106上澱積聚醯亞胺和其他類似的聚合物。能夠採用標準的加工來澱積這些材料中的任何一個，並且因而在這點上不給出進一步的解釋。在無定形碳和其他合適硬的及低反射的材料被施加到半導體管芯100的第二側106的情況下，塗層116是抗劃傷的，其以後在當管芯100被放置在編帶系統的饋送器中並且被到處推擠以嘗試在適當的方向上定向所有管芯時是有益的。
[0018]在另一個實施例中，半導體管芯100包括矽並且通過在每個管芯100的第二側106處形成所謂的黑矽來處理管芯100的第二側106。黑矽通過反應離子蝕刻(RIE)來形成，並且導致包括單晶矽針的針形表面結構。黑矽是具有可見(和紅外)光的非常低的反射率和相應地高的吸收的矽的表面修改。單晶矽針典型地具有10 μ m以上的高度和小於I μ m的直徑。黑矽的一個主要特徵是入射光的增加的吸收。矽的高反射率，其通常對於準法向入射是20-30%，用黑矽被減小到大約5%。這是由於通過針形成所謂的有效介質。在這個介質內，不存在明顯的界面，而是存在減小菲涅耳反射的折射率的連續改變。當漸變層的深度粗略等於在矽中的光波長(大約在真空中的波長的四分之一)時，反射被減小到5%。更深的坡度(grade)產生甚至更黑的矽。對於低反射率，產生折射率漸變層的納米尺度特徵必須小於入射光的波長以避免散射。在一些情況下，能夠通過粗糙化來處理管芯100的第二側106以減小反射率，例如通過蝕刻第二側106。
[0019]不管半導體管芯100的第二側是具有黑矽、塗層還是被粗糙化以減小反射率，適當設計的傳感器能夠檢測管芯100的第一和第二側102、106之間的反射率差。為了確保所有的管芯100在適當的方向上被定向，這在管芯100的隨後的編帶期間是特別有用的。
[0020]包含圖2A至2C的圖2圖示管芯編帶設備和管芯編帶的相應方法的實施例。散裝的半導體管芯100被放置在編帶設備的饋送器200中，如在圖2A中所示出。散裝的管芯100的第一側102應當面向相同的方向並且第二側106應當面向相對的方向以確保管芯100的適當的隨後加工。然而，散裝的管芯100的一些可能在饋送器200中被不適當地定向。照此，在饋送器200中放置之後，不是所有的散裝的管芯100可以面向適當的方向。例如，在圖2A中四個散裝的管芯100面向正確的方向，即具有(一個或多個)端子104的管芯100的第一側102背對饋送器200。在圖2A中兩個散裝的管芯100面向錯誤的方向，即管芯100的第二 (處理的)側106背對饋送器200。被不適當地定向的管芯100必須在編帶之前被糾正。
[0021]為此，管芯編帶設備進一步包含用於測量面向傳感器202的散裝的半導體管芯100的側102/106的反射率的傳感器202。設計傳感器202來測量在特別波長處的光。散裝的管芯100的第二側106被處理以反射很少或不反射在那個波長處的光。散裝的管芯100的第一側102反射在傳感器202的波長處的光。這樣，如果散裝的管芯100的一個或多個面向錯誤的方向，傳感器202將檢測由在編帶設備的饋送器200中被不正確地定向的每個管芯100的第一側102所反射的光。如果在饋送器200中所有散裝的管芯100被適當地定向，每個管芯100的第二側106面向傳感器202並且很少或沒有反射光被傳感器202檢測，從而指示所有管芯100被適當地定位。能夠使用任何標準的被調諧到特別波長的傳感器，該特別波長被散裝的半導體管芯100的經處理的側106充分地吸收。
[0022]該編帶設備還包含用於控制編帶設備的操作的控制模塊204。這包含基於傳感器202所測量的反射率來確定在編帶設備的饋送器200中放置的散裝的半導體管芯100的任何一個是否應當被翻轉以便相對的側面向饋送器200並且每個管芯100的第一側102面向相同的方向。如果需要對散裝的管芯100的一個或多個的位置糾正，控制模塊204發送命令到編帶系統的調節機構206。調節機構206響應於從控制模塊204接收的輸入來致動在饋送器200中放置的散裝的半導體管芯100。這能夠包含振動饋送器200和/或朝向散裝的管芯100引導輕輕的一陣氣以嘗試翻轉那些被不適當地定向的管芯100。控制模塊204能夠包含用於控制編帶設備的操作的任何標準的控制器、定製邏輯、存儲器、輸入/輸出電路、固件等。給定這樣的標準部件，本領域普通技術人員能夠容易地實現在這裡所描述的控制模塊功能並且因而在這點上不給出進一步的解釋。
[0023]編帶設備還包含線性饋送器208，該線性饋送器208用於在所有管芯100在饋送器200中被適當地定位之後將散裝的半導體管芯100布置成一直線，如在圖2B中所示出。編帶設備還包含編帶機構210，如在圖2C中所示出。編帶機構210能夠包含用於在每個管芯100的第一側102面向相同的方向之後固定散裝的半導體管芯100到粘性薄膜214的滾輪212和/或其他部件。
[0024]圖3圖示半導體管芯300的另一個實施例，該半導體管芯300具有帶有一個或多個端子304的第一側302和與第一側302相對的第二側306，所述第二側306利用具有比管芯300的半導體本體314更低的電導率的電絕緣塗層308來處理。施加到管芯300的第二側306的電絕緣塗層308還能夠在側牆310上延伸。這樣的配置增加沿著管芯300的側牆310的隔離，從而限制漏電流。在一個實施例中，電絕緣塗層308包括諸如碳或聚醯亞胺的材料，該材料能夠在相對低的溫度(例如小於200°C )下通過等離子體CVD (化學汽相澱積)被澱積以保護管芯300被安置在其上的切割的箔/薄膜312。在這種情況下，塗層308具有比半導體本體314更低的電導率(如上面所描述)以提供電隔離，並且還具有比管芯300的第一側302更低的反射率(如在這裡先前所描述)。用於矽本體314的鈍化層316諸如S1x能夠被澱積在管芯300的第一側302上，並且能夠提供側牆鈍化318，該側牆鈍化318從第一側302沿著側牆310延伸並且在第二側306之前終止。對於矽本體314，任何標準的側牆鈍化能夠被使用，諸如SiN 320和/或S1x 322。施加到管芯300的第二側306的電絕緣塗層308還能夠在側牆鈍化318上延伸。例如，在等離子體澱積的情況下，電絕緣塗層308能夠在管芯300的第二側306上比在管芯300的側牆310和側牆鈍化318上更厚。
[0025]為了易於描述，使用空間相對術語(諸如「在...之下」、「在...以下」、「下」、「在…上方」、「上」等等)來解釋一個元件相對於第二個元件的定位。這些術語旨在涵蓋除了與在附圖中所描繪的那些取向不同的取向以外的器件的不同取向。此外，諸如「第一」、「第二」等等的術語也用來描述各種元件、區、片段等，且也不旨在限制。貫穿本描述，相似的術語指代相似的元件。
[0026]如在這裡所使用的，術語「具有」、「含有」、「包含」、「包括」等等是開放式術語，其指示所聲明的元件或特徵的存在，而不排除附加的元件或特徵。冠詞「一」、「一個」和「該」旨在包含複數以及單數，除非上下文另外清楚地指示。
[0027]考慮到變型和應用的上述範圍，應當理解的是，本發明不是由前面的描述限制的，也不是由附圖限制的。取而代之，本發明僅由所附的權利要求書以及它們的法律等同物限制。
【權利要求】
1.一種加工半導體管芯的方法，所述半導體管芯每個具有帶有一個或多個端子的第一偵U、與第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆，所述方法包括: 在支撐襯底上放置所述半導體管芯以便每個半導體管芯的第一側面向所述支撐襯底並且第二側背對所述支撐襯底； 施加塗層到放置在支撐襯底上的半導體管芯，所述塗層具有比半導體管芯的第一側更低的反射率並且覆蓋第二側以及最接近每個半導體管芯的第二側的側牆的至少一個區；並且 在施加所述塗層之後從支撐襯底去除半導體管芯。
2.權利要求1的所述方法，進一步包括在施加所述塗層之前減薄所述半導體管芯的第二側。
3.權利要求2的所述方法，進一步包括通過減薄所述半導體管芯的第二側並且在施加所述塗層之前從共同的半導體襯底分離所述半導體管芯。
4.權利要求1的所述方法，其中所述塗層在所述半導體管芯的第二側上比在側牆上更厚。
5.權利要求1的所述方法，其中所述塗層從包括無定形碳、A1203、HfO2>ZrO2、氧化娃、氮化矽和聚醯亞胺的組中選擇。
6.權利要求1的所述方法，其中所述支撐襯底是箔並且在小於200°C的溫度下施加所述塗層以保護箔免受破壞性的溫度。
7.權利要求1的所述方法，其中所述塗層是抗劃傷的。
8.權利要求1的所述方法，其中所述塗層是電絕緣的。
9.一種固定半導體管芯到粘性薄膜的方法，每個半導體管芯具有帶有一個或多個端子的第一側、與第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆，所述方法包括: 處理所述半導體管芯的第二側以便經處理的每個半導體管芯的第二側具有比第一側更低的反射率； 在第二側處被處理之後放置半導體管芯到饋送器中，其中每個半導體管芯的第一或第二側中的一個面向所述饋送器並且另一側背對所述饋送器； 測量背對所述饋送器的半導體管芯的側的反射率； 基於測量的反射率，確定在饋送器中放置的半導體管芯的任何一個是否應當被翻轉以便相對的側面向所述饋送器並且每個半導體管芯的第一側面向相同的方向；並且 在每個半導體管芯的第一側在饋送器中面向相同的方向之後在承載帶上放置所述半導體管芯。
10.權利要求9的所述方法，其中處理所述半導體管芯的第二側包括: 施加塗層到每個半導體管芯的第二側，所述塗層具有比所述半導體管芯的第一側更低的反射率。
11.權利要求10的所述方法，其中所述塗層覆蓋第二側以及最接近每個半導體管芯的第二側的側牆的至少一個區。
12.權利要求10的所述方法，其中所述塗層在所述半導體管芯的第二側上比在側牆上更厚。
13.權利要求10的所述方法,其中所述塗層從包括無定形碳、Al203、Hf02、Zr02、氧化娃、氮化矽和聚醯亞胺的組中選擇。
14.權利要求10的所述方法，其中所述塗層是電絕緣的。
15.權利要求9的所述方法，其中所述半導體管芯包括矽並且處理所述半導體管芯的第二側包括: 修改每個半導體管芯的第二側以包含包括單晶矽針的針形表面結構，所述針形表面結構具有比所述半導體管芯的第一側更低的反射率。
16.權利要求9的所述方法，其中所述半導體管芯包括矽並且處理所述半導體管芯的第二側包括: 粗糙化每個半導體管芯的第二側以減小第二側的反射率。
17.一種半導體管芯，包括: 半導體本體，具有第一側、與所述第一側相對的第二側以及在第一和第二側之間延伸的側牆； 在所述半導體本體的第一側處的一個或多個端子； 電絕緣塗層，所述塗層覆蓋半導體本體的第二側以及最接近第二側的半導體本體的側牆的至少一個區，所述塗層具有比半導體本體更低的電導率。
18.權利要求17的所述半導體管芯，其中所述塗層包括無定形碳或聚醯亞胺。
19.權利要求17的所述半導體管芯，其中所述塗層具有比所述半導體本體的第一側更低的反射率。
20.權利要求17的所述半導體管芯，進一步包括側牆鈍化，所述側牆鈍化從所述半導體本體的第一側沿著側牆延伸並且在所述半導體本體的第二側之前終止，其中電絕緣塗層覆蓋所述側牆鈍化的至少部分。
21.權利要求17的所述半導體管芯，其中所述塗層在所述半導體本體的第二側上比在所述半導體本體的側牆和側牆鈍化上更厚。
22.—種半導體管芯編帶設備，包括: 饋送器，用於接收多個半導體管芯，每個半導體管芯具有帶有一個或多個端子的第一側和與第一側相對的第二側，每個半導體管芯的第二側具有比第一側更低的反射率； 傳感器，能操作以測量面向所述傳感器的半導體管芯的側的反射率； 控制模塊，能操作以基於測量的反射率來確定在所述饋送器中放置的半導體管芯的任何一個是否應當被翻轉以便相對的側面向所述饋送器並且每個半導體管芯的第一側面向相同的方向； 調節機構，能操作以響應於從所述控制模塊接收的輸入而致動在饋送器中放置的半導體管芯；以及 編帶機構，能操作以在每個半導體管芯的第一側在饋送器中面向相同的方向之後在承載帶上放置所述半導體管芯。
【文檔編號】H01L21/66GK104425336SQ201410436003
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】G.魯爾, M.沃佩爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司