DE1514453A1 - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterschaltungen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von HalbleiterschaltungenInfo
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Description
Wlttelebaoherplata
' ■ i
PA 65/2295
Verfahren zun Herstellen von Halbleiterschaltungen
Eei Halbleiterschaltungen bereitet die Isolation der einzelnen die Funktion von Halbleiterbauelementen ausübenden Boreiche
Schwierigkeiten. In elektrisch einwandfreier Y/oise wird dieses Problem dadurch gelost, daß beispielsweise bei 'M
Schaltkreisen, die nach der Siliziuinplanartechnik hergestellt wurden, zunächst zwischen die einseinen Bereiche, welche die
Funktion von Halbleiterbauelementen erfüllen, Leitbahnen aus
1XCUO llruen-gon ;/..(. l S l Ab.-,.:: ..·,. l C--V 3 ti: s Ändf rungsges. v. 4. 9. ■ '
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anderen Metallen ale Aluminium, in wesentlichen aus Gold,
aufgedampft und elektrolytisch verstärkt v/erden und dann die
Bereiche,die keine Funktion in der herzustellenden Schaltung
ausüben, entfernt werden, so daC die einzelnen Halbleiterstükke
nur durch die verstärkten Leitbahnen Miteinander verbunden sind. Durch diese spezielle Methode der Isolation in der
Halbleitertecnnik kar.n das Auftreten von kapazitiven Kopplungen und von Leckatröir.en zwischen den als Halbleiterbauelemente
wirkenden Bereichen durch das Vorhandensein von isolierenden Luftschichten vermieden .werden.
Diese Technik ist jedoch nicht immer zufriedenstellend. Die
Bauelemente sitzen in einzelnen kleinen Blöckchen, die durch das Hetz der Leitbahnen mechanisch nicht sehr feot miteinander
verbunden sind. Außerdem besteht kein sehr guter V/ärmekontakt,
so daß die einzelnen Bauelemente verschiedene Betriebstemperaturen haben können, was sich 3ehr nachteilig auf
die Punktion der Schaltung ausüben kann.
Dao Ziel der vorliegenden Erfindung isit ea, solche Halbleiter-Gchaltungen
mit einen Gehäuse auo Kunststoff zu versehen, um die mechanische Stabilität dieser Schaltungen zu erhöhen, den
in der Schaltung befindlichen Halbleiterbauelementen Schutz gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen Feuchtigkeit, zu
geben und zusätzlich einen guten Wärmekontakt zv/ischen den
einzelnen Bauelementen einer Schaltung zu erzeugen.
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Han geht bei den der Erfindung «ugrunde liegenden Verfahren
cum Herstellen ron Halbleiterschaltungen, bei denen Gebiete
der Halbleiterscheibeι die keine Funktion in den herzustellenden Schaltungen aueüben naoh des Erstellen der Bereiche« die
die Funktion ron Bauelementen erfüllen, und der erforderlichen elektrischen Verbindungen «wischen diesen Bereichen und den
als Ein- und Ausgangsklemmen dienenden Anschlüssen nach Maskierung dieser Bereiohe ausgeätit werden und bei dem die duroh
das Ausätzen entstandenen Zwischenräume mit einem elektrisch isolierenden Stoff aufgefüllt werden, so dafl die duroh das
Ausäteen entstandenen Halbleiterβtüoke über Isolierstoffbrüoken
mechanisch miteinander rerbunden sind, so Tor, dafl das Aueüteen
der Bereiche, die keine Funktion in den Halbleiterschaltungen erfüllen und das Auffüllen der daduroh entstandenen Zwischenräume mit einem elektrisch isolierenden Stoff auf einem säurebeständigen Trüger vorgenommen wird, auf den die Halbleltersohaltungen aufgebracht, g. B. aufgeklebt werden und der Träger
naoh dem Auehärten des elektrisch isolierenden Stoffes wieder
entfernt wird.
Bas Verfahren naoh der Lehre der Erfindung hat gegenüber den
bekannten Verfahren eindeutig den Vorteil einer besseren Manipulierbarkeit. Duroh die Verwendung des Träger» werden , bedingt
duroh die Möglichkeit sehr dünn geläppte (< 2o /um) Kristallaoheiben *u verwenden, Unterätiungen vermieden, die sich sehr
nachteilig auf die benachbarten, für die Wirkungsweise der Schaltung verantwortlichen Halbleitereonen auswirken können.
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Zweckmäßigerweise wird die Oberseite der Halbleiterschaltungen
in gleioher oder ähnlicher Weise abgedeokt, wodurch die ntabilität der Halbleiteraohaltungen noch zusätzlich erhöht wird und
damit die Anwendungemöglichkeiten beim Einbau dieser Schaltung erheblioh erweitert werden.
Wegen der im allgemeinen ausgezeichneten Isolations- und Festigkeltseigensohaften, welohe duroh härtende Gießharze erreicht
werden können, werden die Halbleiterschaltungen mit Kunststoffen
umhüllt» die bei der Betriebstemperatur der hergestellten Schaltungen feste Vergußmassen darstellen wie beispielsweise Epoxidharz, Silikonharze oder Polyesterharze.
Dabei können als Isolierstoffe für die beiden Seiten der but
Herstellung der Schaltungen dienenden Halbleiterscheibe verschledene Kunststoffe verwendet werden, die sich in der Konsistenz und Art unterscheiden. Besonders vorteilhaft let es,
die Yergulmasse für die Oberseite der Halbleiterscheibe, auf
der sioh die Bereiche, die die Tunktion Ton Halbleiterbauelementen ausüben, befinden, mit Beimengungen zu rersehen, die sich
günstig auf die elektrischen Eigenschaften der Bauelemente auswirken wie beispielsweise die als Trockenmittel dienenden Oxide
wie B2O,, OaO, CaSO. oder salsartige Hydride mit vorwiegend
anionischem Wasserstoff, s. B* O&lolumhydrid oder Bariumhydrid.
Man kann aber auoh den Vergußmassen wärmeableitende Mittel wie Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid zusetzen. Duroh diese Maßnahme
wird der durch das Verfahren gemäi der Lehre der Erfindung schon verbessert· Wärmekontakt noch zusätzlich erhöht. bad OP.:c\{\\i
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Das Verfahren beschränkt sieh nioht nur auf die Herstellung
von integrierten Halbleiterschaltungen» insbesondere Ton
ITikrohalb le it er schaltung en, deren Bauelemente nach der SiIiisiunplanartechnik
erzeugt wurden, sondern ist in gleich vorteilhafter .eise bei der Herstellung von für apezielle
Schaltungen erforderlichen Gruppen τοη mehreren Mikrohalbleiterbaueleoenten,
z. B, einer Gruppe von Siliziumplanartransistoren oder Siliziumplanardioden, mit zwei oder mehr
Elementen anwendbar.
Nach dem Verfahren geraäfl der Erfindung können aber auch
Halbleiterbauelemente, insbesondere MikrohalbleiterbiU-elemente
wie. .1. B. mehrere auf einer Halbleiterscheibe untergebrachte Silisiunplanartransletoren oder Dioden hergestellt
werden, wobei nach der Aushärtung der VerguSaasse die ein-
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zelnen Bauelemente durch entsprechendes Zerteilen der Halbleiterscheibe
erhalten werden. Dabei wird die schwierige Handhabung der Halblciterbaueleir.ent e bein Kontaktieren, bedingt
durch die Kleinheit der einzelnen Halbleiteranordnungen, die nach dem bekannten Verfahren durch entsprechendes Zerteilen
einer Halbleierscheti.be erhalten werden,, dadurch umgangen,
da3 die Kontaktierung mehrerer auf einer Halbleiterscheibe befindlichen Bauelemente bereits vor der Ummantelung
mit Kunststoff erfolgt. IJach dem Verfahren gemäß der Erfindung
ergibt sich so eine einfache Einbauart für kunstutoffummontelte
Transistoren oder Dioden.
llähere Einzelheiten gehen aus dem anhand der Figuren 1 - 4
beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.
Zur Herstellung einer integrierten Schaltung mit Kunststoffummantelung
gemäß der Lehre der Erfindung geht rr.p.n von einer
Siliziumscheibe von etwa 25 mm Durchmesser aus, in der die nach der üblichen Planartechnik erzeugten Bauelemente der
Halbleiterschaltung enthalten sind. Die Bauelemente sind mit 10 - 50/^ dicken und ca. 10Oy breiten Goldbändern zu einer
Halbleiterschaltung verbunden. Diese Bänder stellen gleichseitig die elektrischen Anschlüsse dar. Sine oiliziumscheibe
von 25 mm Durchmesser kann mehrere hundert Schaltungrn enthalten.
Die Siliziumscheibe wird mit der Seite, die die Bereiche, welche die Funktion von Bauelementen ausüben, wie
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in Figur 1 darstellt, auf einen säurebeständigen Träger 11 aufgeklebt; auf der Rückseite werden nach der Maskierung
dieser Bereiche die Gebiete der Halbleiterscheibe, die keine Funktion in den herzustellenden Schaltungen ausüben, mittels
eines den Halbleitermaterial angepaßten Atzgemisches herausgeatzt
; so daß sich der in Figur 1 mit 4 bezeichnete Zwischenraum ergibt.. In Figur 1 bedeutet 1 einen Ausschnitt aus einer
Siliziumreheibe, in der die nach der üblichen ''lanartcchnik erzeugten Bauelemente 2 angeordnet sind, welche mit elektrischen
Verbindungen 3 bzw. mit elektrischen Anschlüssen 13 verbunden sind.
Wie Figur 2 im Längsschnitt zeigt, wird nach dem Ausätzen
der Zwischenräume 4 und nach Entfernung des säurebeständigen Trägers auch die Oberseite der Halbleiterscheibe 1, auf der
sich die Bereiche 2, die die Funktion von Halbleiterbauelementen erfüllen, befinden und die elektrischen Anschlüsse
3 und 13 angeordnet sind, mit elektrisch isolierendem Material j z. B. mit einer gießfähigen Masse 5 wie Epoxidharz
ausgefüllt bzw. umhüllt, wobei die als Ein- und Ausgangsklemmen dienenden elektrischen Anschlüsse 13 für spätere Kontaktierungen frei von Vergußmasse bleiben, die einzelnen Bauelemente
der Schaltung aber über Isolierstoffbrücken miteinander verbunden sind. Das Umhüllen kann mit Hilfe von
Formkörpern, die nach dem Aushärten der Vergußmasse entfernt werden, oder auch als Gehäüsobestandteil dienen, vorgenommen
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v/erden= Die Vergußmasse kann aber auch nach dem bekannten
Siebdruckverfahren aufgebracht werden.
Figur 3 zeigt, entsprechend der in Figur 1 im Längsschnitt dargestellten Anordnung, in Draufsicht einen Ausschnitt einer
Silisiumscheibe, die aus einzelnen Bauelementen besteht, nach den Ab- bzw. Ausätzen der Bereiche, die keine Funktion in der
herzustellenden Schaltung ausüben. Zwischen den einzelnen Bauelementen
sind Zwischenräume entstanden, die gemäß der Erfindung mit Kunststoff ausgefüllt werden. Die Bezugszeichen
sind die gleichen wie in Figur 1.
Figur 4 zeigt wie Figur 3 ei"·0 Draufsicht, in welcher die
einseinen Bauelemente nach der Lehre der Erfindung vergossen sind nach Entfernung des säurebeständigen Trägers. Die Isolierstoffbrücken
6 stellen dabei die Verbindung der vergossenen Bauelemente zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der
gesamten Schaltung dar. Es gelten hier die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2.
In einem abschließen^ Arbeitsgang worden die einzelnen Schaltungen
durch entsprechendes Zerteilen der Siliziumhalbleiterschoiben erhalten.
Die auf diese V/eise hergestellten Halbleiterschaltungen sind gleich unmittelbar in der Kunststoffumhüllung verwendbar^ wenn
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gewünscht, kann die vergossene Schaltung auch in ein Metallgehäuse
eingebaut werden, wo die als Ein- und Ausgangsklemmen dienenden Anschlüsse nach außen geführt sind.
ΦΓ Patentansprüche
4 Figuren
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Claims (1)
- - 1ο -Patent anapruohVerfahren zum Herstellen von Halbleiterschaltungen, bei denen Gebiete der Halbleiterscheibe, die keine Punktion in den hertuet eilenden Schaltungen aueüben nach dem Erstellen der Bereiohe, die die funktion τοί Bauelementen erfüllen, und der erforderliohen elekt^isehen Yerbindungen zwischen diejen Bereiohen und den als Hin- und ^uagnngeklemmen dienenden knschlüs-•en naoh Maskierung dieser Sereiche ausgeatst werden und bei dem die duroh das Ausätzen entstandenen Zwischenräume mit einem elektrisch Isolierenden Stoff aufgefüllt werden, so daß die duroh das AusätEen entstandenen HalbleiteretUoke Über Isolierotoffbrüoken mechanisch miteinander verbunden sind» dadurch gekennseiohnet» daß das Auaätßen der Bereiche, die keine funktion in den Halbleiterschaltungen erfüllen und das Auffüllen der daduroh entstandenen Zwischenräume mit einem elektrisch isolierenden Stoff auf einem säurebeständigen träger vorgenommen wird, auf den die Halbleitersohaltungen aufgebracht, 8. B. aufgeklebt werden und daß der Träger naoh dem Aushärten des elektrisch isolierenden Stoffes wieder entfernt wird.BAD OFUGlNAL909833/0453iaOän ;Art. 7 j : Ats. - .. . i iJi-'iZ 3 esa Ä.ncirrur.usges. v. 4.9.196".
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