KR100453019B1

KR100453019B1 - 비교적높은전압들에적합한표면실장용반도체장치제조방법및그반도체장치

Info

Publication number: KR100453019B1
Application number: KR1019970705705A
Authority: KR
Inventors: 라인더 갈
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 2004-12-30
Also published as: JPH10507039A; DE69634816D1; JP2988589B2; EP0809861B1; WO1997022145A1; EP0809861A1; US5930653A; DE69634816T2; KR19980702308A

Abstract

본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 이 방법에 의해 반도체 재료(12)의 웨이퍼의 상부측에 패시베이팅된 메사 구조들(2)의 반도체 소자들이 제공되어 있으며, 이 반도체 소자들의 각각에는 접속 전극(7')이 제공되어 있고, 본 발명에 따라 전도성 접촉 몸체들(3')이 상기 메모 구조들(2)의 상부측들(7)상에 제공되어 있으며, 그리고 절연 재료(18)가 상기 접촉 몸체들 사이에 제공되어 있고, 상기 웨이퍼(1)는 절연체에 둘러싸인 패시베이팅된 메사 구조들(2)과 접촉 몸체들(3')을 구비하고 있는 개별적인 반도체 몸체들(10)로 분리된다. 상기 접촉 몸체들(3')은 상기 반도체 몸체들(10)이 표면 실장에 적합하도록 해 주는 치수들을 가지고 있다. 상기 반도체 장치들은 상기 접속 전극들(7',4) 사이의 비교적 높은 전압들에 저항력이 있다. 상기 방법은 상기 접촉 몸체(3')의 치수들의 적응을 통해 SMD들용으로 존재하는 것과 같은 특정 표준 치수들로 용이하게 제조될 수 있다는 추가적인 이점을 가지고 있다.

Description

비교적 높은 전압들에 적합한 표면 실장용 반도체 장치 제조 방법 및 그 반도체 장치{Method of manufacturing a semiconductor device for surface mounting suitable for comparatively high voltages, and such a semiconductor device}

메사 구조는 그루브(groove) 또는 리세스(recess)에 의해 둘러싸인 플래토우(plateau)인 것으로 이해된다. 그루브 또는 리세스에는 패시베이팅된 메사 구조가 생성될 수 있도록 패시베이팅 층이 제공된다.

독일 특허 제 2930460호에는 서두에 언급된 종류의 방법이 공개되어 있으며, 이 방법에 의해 다이오드가 제조된다. 금속층들이 제공된 후에 패터닝된 다이오드의 접속 전극들이 제공된다. 금속층들은 웨이퍼의 메인 표면들 상에, 즉 웨이퍼의 상부측과 하부측 상에 제공된다. 금속층은 포토리소그래피와 에칭에 의해 상부측상에 패터닝되며, 이에 따라 메사 구조의 플래토우들만이 금속층에 의해 덮일 수 있다. 다음에, 웨이퍼는 톱에 의해 메사 구조를 각각 구비하는 개별적인 반도체 몸체들로 분리된다. 웨이퍼의 하부측 상의 접속 전극들은 분리 공정에 의해 패터닝된다. 다음에, 반도체 몸체들은 적합한 하우징에 각각 내장되며, 이에 따라 반도체 장치들이 생성된다.

실제로, 패시베이팅된 메사 구조에 의해 표면 실장 장치들(SMD : surface mounted devices)로서 직접 공지 방법에 의해 제조된 반도체 몸체들을 사용하는 것이 가능하다. 공지 방법에 의해 제조된 반도체 몸체들은 이 경우에 적절한 하우징들에 내장되지 않고, 인쇄 회로 기판 또는 반도체 장치들과 유사한 장치 상에 직접 장착된다. 이와 같은 반도체 장치들은 일반적으로 만족스럽게 동작하지만, 이 방식에서 사용된 반도체 몸체들은 비교적 높은 전압들에서 동작할 때 문제들을 일으킨다. 또한, 반도체 장치들은 SMD들의 경우에 통상적인 표준 치수를 가지고 있지 않다.

본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 이 방법에 의해 반도체 재료의 웨이퍼의 상부측에 패시베이팅된 메사 구조들(passivated mesa structures)의 반도체 소자들이 제공되고, 반도체 소자들에는 메사 구조들의 상부측들 및 웨이퍼의 하부측 상에 제공된 접속 전극들이 제공되며, 웨이퍼는 반도체 몸체들의 하부측들에 접속된 제 1 접속 전극들과 메사 구조들의 상부측들에 접속된 제 2 접속 전극들을 가진 메사 구조들을 구비한 개별적인 반도체 몸체들로 분리된다.

도 1은 패시베이팅된 메사 구조들로 반도체 소자들이 제공된 반도체 재료의 웨이퍼의 단면도.

도 2는 패시베이팅된 메사 구조들로 반도체 소자들이 제공된 반도체 재료의 웨이퍼의 평면도.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 몸체의 여러 제조 단계들을 나타낸 단면도.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 장치의 여러 제조 단계들을 나타낸 도면.

본 발명의 목적은 특히 비교적 높은 전압들에서도 견딜 수 있는 반도체 장치를 생산하는 반도체 장치 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따라, 목적을 달성하기 위한 방법은 메사 구조상에 제 2 접속 전극들이 제공되며, 메사 구조의 상부측에 전도성 접촉 몸체들이 제공되고, 접촉 몸체들 사이의 공간들에 절연 재료가 제공되며, 접촉 몸체들의 상부측은 절연 재료로 덮이지 않고, 접촉 몸체들과 절연 재료를 가진 웨이퍼는 절연체에 의해 둘러싸인패시베이팅된 메사 구조와 접촉 몸체들을 구비하는 개별적인 반도체 몸체들로 분리되며, 접촉 몸체들의 상부측은 제 2 접속 전극의 역할을 하고, 접촉 몸체들은 반도체 몸체들이 표면 실장에 적합하도록 해 주는 치수를 가지고 있다.

이와 같이, 절연체에 의해 둘러싸인 접촉 몸체들이 본 발명에 따른 메사 구조들의 상부측, 즉 플래토우들 상에 제공된다. 따라서, 상부 접속 전극의 접속 표면은 메사 구조의 상부측으로부터 접촉 몸체의 상부측으로 전달된다. 접촉 몸체들 사이의 공간은 접촉 몸체들 주위의 절연층이 메사 구조의 측면들 상의 패시베이팅 층에 병합될 수 있도록 충진(fill)된다. 이에 따라, 연속적인 절연층이 생성되며, 이에 의해 메사 구조를 패시베이팅하고 접촉 몸체를 절연시킨다.

따라서, 접속 전극들 사이의 비교적 높은 전압들에 내성이 있는 반도체 장치들이 방법에 의해 제조된다.

본 발명은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 반도체 장치들이 접속 전극들 사이에 비교적 넓은 간격을 가지고 있다는 사실에 기초를 두고 있다. 전극들 사이의 넓은 간격은 전극들 사이에서 전기 브레이크 다운을 일으키기 위해서 전하가 이동해야 하는 크리피지 경로(creepage path)를 증가시킨다. 반도체 장치는 패시베이팅된 메사 구조와 절연 접촉 몸체에 의해 양호하게 패시베이팅되며, 이에 따라 접촉 몸체를 가지고 있는 반도체 몸체는 엔벌로프에의 최종 장착 없이 SMD로서 사용될 수 있다. 이러한 방법은 반도체 장치가 SMD들용으로 존재하는 치수와 같은 특정 표준 치수로 용이하게 제조될 수 있다는 추가적인 이점을 가지고 있다. 이와 같이, 표준 치수, 예컨대 0805(0.8 inch x 0.5 inch x 0.5 inch) 또는 0603(0.6 inch x0.3 inch x 0.3 inch)이 제조될 수 있으며, 접촉 몸체의 치수가 적응된다.

바람직하게, 메사 구조들의 상부측과 접촉 몸체들의 상부측 사이의 길이가 1mm 이상이 되도록 접촉 몸체들이 제공된다 바꾸어 말하면, 1mm 이상의 길이를 가지고 있는 접촉 몸체가 제공된다. 다음에, 접속 전극들간의 간격이 공지 방법에 의해 제조된 반도체 장치에 비해 1mm 이상 증가되며, 이에 따라 반도체 장치는 접속 전극들 사이의 300 V 이상의 비교적 높은 전압들에서 양호하게 동작할 수 있다.

접촉 몸체들 사이의 공간은 예컨대 접촉 몸체들 사이에 수지가 제공되고 이 수지가 경화된다는 점에서 충진될 수도 있다. 수지에 의해 둘러싸인 접촉 몸체들은 웨이퍼가 개별적인 반도체 장치들로 분리될 때 형성된다. 몰드 캐비티(mould cavity) 내에 접촉 몸체들을 가진 웨이퍼의 배치를 통해 절연 재료가 제공되고, 접촉 몸체들의 상부측과 웨이퍼의 하부측이 몰드 캐비티의 벽들에 대향 배치되며, 몰드 캐비티가 수지로 충진되면, 추가적인 이점이 제공된다. 접촉 몸체들의 상부측은 그들이 몰드 캐비티의 벽들에 대향 배치되기 때문에, 수지를 면한 채 남아 있다. 따라서, 이 수지는 높은 정확도로 단순한 방법으로 제공될 수도 있다. 이 방법은 특히 대량 생산에 매우 적합하다. 이와 같은 기술은 반도체 소자들을 엔벌로핑하는데 사용되는 표준 기술이며, 이에 따라 이 기술을 사용할 수 있다.

접촉 몸체들간의 공간들을 충진하는 이 기술은 적절한 하우징들 내에 반도체 몸체들을 포장(encapsulation)하는 것과는 다름에 주의한다. 후자의 경우에는, 반도체 몸체들의 접속 전극들이 본딩 와이어들을 통해 리드 프레임들에 접속된다. 반도체 몸체들을 가진 리드 프레임들은 그 후 수지만으로 전적으로 엔벌로핑된다. 본발명에 따른 방법은, 본딩 와이어들을 전혀 사용하지 않기 때문에, 이 방법에 의해 제조된 반도체 장치들의 고주파 특성들은 종래 반도체 장치들의 고주파 특성들보다 훨씬 양호하다는 이점이 있다.

몰드 캐비티가 충진 동안에 접촉 몸체들을 적절한 위치에 고정하는 보조부(aid)를 구비하면 추가적인 이점이 얻어진다. 이 경우에, 접촉 몸체들을 고정하기 위해 돌기들 또는 리세스들과 같은 보조부들이 사용된다. 다음에, 수지가 제공된 접촉 몸체들을 가진 웨이퍼가 웨이퍼의 왜곡과 접촉 몸체들의 휘어짐(warping)이 방지되도록 하는 방식으로 고정된다.

약간 다른 길이의 접촉 몸체들의 경우에는, 접촉 몸체들이 몰드 캐비티의 벽에 대향 배치되지 않을 수도 있다. 이와 같은 상황에서, 수지는 접촉 몸체의 상부 측을 덮을 수도 있고, 또한 전기 접속을 접촉 몸체에 한정시킬 수도 있다. 그러한 방법의 다른 유리한 실시예에서, 메사 구조들 사이의 공간에의 변형 가능한 절연 재료의 제공을 통해 그리고 메사 구조들 사이의 공간에의 접촉 몸체들용 리세스를 가진 절연 지그(insulating jig)의 제공을 통해 절연 재료가 제공되며, 접촉 몸체들이 리세스에 삽입되고, 변형 가능한 절연 재료의 일부는 접촉 몸체들과 몰드 사이의 리세스에 가압되며, 변형 가능한 절연 재료가 경화되고, 웨이퍼와 절연 재료가 개별적인 반도체 몸체들로 분리된다. 실시예에서는 접촉 몸체의 상부측을 변형 가능한 절연 재료 없이 유지하기가 비교적 용이한데, 이는 리세스에 가압되는 변형 가능한 절연 재료의 양이 지그의 형상을 통해 제어될 수 있기 때문이다. 지그의 절연 재료와 경화된 변형 가능한 절연 재료는 분리 공정에서 분리된다.

바람직하게, 절연층에는 접촉 몸체들 사이의 그루브들이 제공되고, 웨이퍼와 절연 재료는 와이어 톱질(wire sawing)을 통해 분리되며, 절연 재료의 그루브들은 와이어 톱의 가이드로서 사용된다. 이와 같은 방법은 반도체 장치들을 고차원 정확도로 제조할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명은 또한 메사 구조의 상부측의 접속 전극과 반도체 기판 상의 접속 전극을 가진 반도체 소자가 제공된 패시베이팅된 메사 구조를 가진 반도체 기판을 구비한 반도체 몸체를 가진 반도체 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따라, 메사 구조상의 접속 전극은 반도체 몸체가 표면 실장 장치용으로 적합하도록 절연 재료에 의해 둘러싸인 전도성 접촉 몸체를 구비한다. 접촉 몸체의 상부측은 메사 구조상의 접속 전극용의 접속 지점의 역할을 한다.

이와 같은 반도체 장치는 접속 전극들간의 비교적 높은 전압들에 견딜 수 있다. 또한, 반도체 장치는 패시베이팅된 메사 구조와 절연 접촉 몸체에 의해 양호하게 패시베이팅되며, 이에 따라 접촉 몸체를 가진 반도체 몸체는 엔벌로프에의 최종 장착 없이 SMD로서 사용될 수 있다. 반도체 장치는 접촉 몸체의 치수가 적응된다는 점에서 SMD들용으로 존재하는 특정 표준 치수로 용이하게 제조될 수도 있다.

바람직하게, 메사 구조의 상부측과 접촉 몸체의 상부측간의 간격이 1mm보다 넓도록 접촉 몸체가 제공된다. 이와 같은 반도체 장치는 접속 전극들 사이의 300 V 이상의 전압들에 내성이 있다.

이하에서는, 실시예와 첨부 도면을 참조하여 예로서 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도면은 개략적인 것으로 실제의 크기가 아니다. 도면에서 대응 부분은 전반적으로 동일한 참조 부호가 부여된다.

도 1 내지 도 6에는 반도체 장치의 제조 방법에 대한 제 1 실시예의 단계들이 도시되어 있으며, 이 방법에 의해, 반도체 재료의 웨이퍼(12)의 상부측에는 패시베이팅된 메사 구조들(2)의 반도체 소자가 제공되고, 반도체 소자에는 접속 전극이 제공되며, 이 전극은 메사 구조들(2) 및 웨이퍼의 하부측(5) 상에 제공되며, 따라서 웨이퍼(12)는 메사 구조(2)를 각각 구비한 개별적인 반도체 몸체(10)로 분리된다. 도 1 및 도 2에는 패시베이팅된 메사 구조(2)가 그루브 또는 리세스(8)에 의해 둘러싸인 상부측, 즉 플래토우(7)를 구비하고 있음이 도시된다. 그루브 또는 리세트(8)에는 패시베이팅 층(9)이 제공되어 있다. 도 1 및 도 2에는 반도체 재료의웨이퍼(12)에, 독일 특허 제 2930460호에 설명되어 있는 방법과 유사한 방법으로 메사 구조들(2)의 다이오드들 제공하는 방법이 도시되어 있다. 여기서, pn 접합(11)이 웨이퍼(12)의 메인 표면에 평행하게 제공된다. 이를 위해, 실리콘의 n형 웨이퍼(12)에는 n⁺형 층(13)과 p⁺형 층(14)이 제공된다. 이와 같이, 층(14)과 실리콘 웨이퍼(12) 사이에 pn 접합(11)이 생성된다. 다음에, 웨이퍼(12)는 공정 처리에 보다 강해지도록 10μm 두께의 알루미늄 층(15)에 의해 p⁺⁺형 실리콘 지지 웨이퍼(16)에 연결된다. 다음에, 지지 웨이퍼(16)에 연속된 그루브들(8)이 웨이퍼(12)의 상부측에 제공된다. 그루브들(8)의 벽들에 유리 층(9)이 제공된다. 다음에, Ti-Ni-Ag로 된 표준 접촉층들(3,4)이 웨이퍼(1)의 상부측(7)과 하부측(5) 상에 각각 제공된다. Ti-Ni-Ag 층(3)은 표준 리소그래피 기술에 의해 상부측에 패터닝되며, 이에 따라 접속 전극(3)이 단지 메사 구조(2)의 플래토우(7) 상에 제공되게 된다.

도 3에는 본 발명에 따라 메사 구조들(2) 상에 전극들을 제공하는 방법에 대해 도시되어 있으며, 여기서 전도형 접촉 몸체들(3')이 메사 구조들(2)의 상부측들(7) 상에 제공된다. 이 예에서, 접촉 몸체들(3')은 Ti-Ni-Ag 층상의 실린더에 수직인 표면과 각각 납땜되어 있는 원통형 구리 핀들을 구비한다. 바람직하게, 메사 구조의 상부측들(7)과 접촉 몸체들(3')의 상부측들(7')간의 간격이 1mm 보다 넓도록 접촉 몸체들(3')이 제공된다. 환언하면, 이 예에서는, 1mm 보다 긴 길이를 가지고 있는 접촉 몸체들(3')이 제공된다. 접촉 핀들(3')이 제공되어, 접촉몸체들의 납땜 동안에 흑연 지그(graphite jig)에 의해 Ti-Ni-Ag 층(3)에 고정된다. 지그에 의해 핀들이 제공됨으로써 자동화가 매우 양호하게 달성된다. 도 4 및 도 5에는 접촉 몸체들(3') 사이의 공간들에 절연 재료(18)를 도입하는 방법에 대해 도시되어 있다. 이 예에서는, 절연 재료(18)가 제공되며, 여기서, 접촉 몸체들(3')을 가지고 있는 웨이퍼(1)가 몰드 캐비티에 배치되고, 접촉 몸체들(3')의 상부측(7')과 웨이퍼(1)의 하부측(5)은 몰드 캐비티의 벽에 대향 배치되어 있고, 또한 몰드 캐비티에 수지(18)가 충진된다. 접촉 몸체들(3')의 상부측(7')은 수지(18)없이 유지되는데, 이는 이들 접촉 몸체가 몰드 캐비티의 벽에 대향 배치되기 때문이다. 이와 같이, 수지(18)는 그와 같은 방법에 의해 높은 정확도로 간단하게 제공될 수 있다. 수지(18)로서 표준 에폭시 재료가 사용된다. 이와 같은 재료들은 전자 구성 요소들의 엔벌로프용으로 공지되어 있다. 이 방법은 특히 대량 생산에 매우 적합하다. 이와 같은 기술은 반도체 소자들을 엔벌로핑하는데 있어서 표준 기술로서 사용되며, 이에 따라 그 기술을 사용할 수 있다. 도 4에는 충진 동안에 접촉 몸체들(3')을 제자리에 고정하는 보조부들(aids)(20)을 구비하고 있다. 이 예에서, 보조부들(20)은 몰드 벽상의 돌기들이다. 이때, 접촉 몸체들(3')을 가진 웨이퍼(1)는 몰딩 동안에 웨이퍼(1)의 휘어짐과 접촉 몸체(3')의 변형이 방지되도록 고정된다. 절연 재료(18)가 제공된 후에, 전도층(25)이 접촉 몸체들(3')과 절연 재료의 상부측(7')상에 제공되며, 이에 따라 접촉 몸체들의 양호한 접촉이 용이해진다(도 5 참조). 전도층(25)은 예컨대, Ag, Ni-Ag, Ti-Ni-Ag, 또는 Pb-Sn으로 된 표준 땝납층을 구비하고 있다.

도 4에는 절연 재료(18)에 접촉 몸체들(3')(도 5 참조) 사이의 그루브들(22)이 제공될 수 있도록 몰드가 돌기들(21)을 또한 구비하고 있음이 도시되어 있다. 다음에, 웨이퍼(1)와 절연 재료(18)는 와이어 톱에 의해 분리되며, 절연 재료(18)의 그루브들(22)은 와이어 톱의 가이드로서 작용한다. 이와 같은 방법은 반도체 장치들(10)이 고차원 정확도로 제조될 수 있다는 이점이 있다.

도 6에는 웨이퍼(1)의 분리 후에, 접촉 몸체들(3')에 절연층(18)이 골고루 제공되어 있음이 도시되어 있다. 다음에, 반도체 몸체들은 표면 실장형(SMD)의 반도체 장치들 용으로 준비된다. 각각의 접촉 몸체(3')의 상부측(7')은 절연되어 있지 않으며, 또한 반도체 장치가 인쇄 회로 기판 상에 장착될 때 예컨대 이 인쇄 회로 기판 상의 전도체들에 전극을 접속하는 것을 가능하게 해 주는 접속 전극으로서 작용한다. 이 예에서는, 두께 300μm의 지지 웨이퍼(6)와 반도체 웨이퍼(12)가 사용된다. 접촉 핀의 길이는 1.4mm이다. 이때, 반도체 장치는 2 x 1.25 x 1.25mm의 치수를 가지고 있다. 이들 치수는 소위 0805 SMD 엔벌로프용의 미리 정해진 치수이다. 기타 다른 표준 치수도 용이하게 제조될 수 있고, 여기서 접촉 몸체(3')의 치수는 조절된다.

이러한 방법의 실시예에 의해 행해진 반도체 장치는 접속 전극들(7',4)의 양단의 500 V 이상의 비교적 높은 전압들에서 만족스럽게 동작한다.

도 7 내지 도 10에는 본 발명에 따른 다른 방법에 대해 도시되어 있다. 이 실시예에서, 도 1 및 도 2에 도시되고 이전의 실시예에서 설명된 구조와 유사한 구조가 먼저 다시 제조되고, 반도체 재료의 웨이퍼(12)의 상부측에 패시베이팅된 메사 구조들(2)의 반도체 소자들이 제공된다. 그러한 방법의 제 2 실시예에서, 절연 재료(18)가 제공되며(도 7참조), 변형 가능한 절연 재료(18'), 이 예에서는 그 자체로서 잘 알려진 경화 가능한 에폭시 합성 수지가 접촉 몸체들(3') 사이의 공간들(17)에 제공된다. 도 8에는 또한 접촉 몸체(3')용 리세스들(26)을 가지고 있는 알루미나(alumina)로 된 절연 지그(18")가 어떻게 제공되는지에 대해 도시되어 있다. 접촉 몸체들(3')은 리세스들(26)에 삽입되게 된다. 도 8 및 도 9에는 변형 가능한 절연 재료(18')의 일부분(18")이 접촉 몸체(3')와 지그(18")사이의 리세스들(26)에 가압되고 지그(18")가 제공되는 방법에 대해 도시되어 있다. 다음에, 변형 가능한 절연 재료(18',18")가 대략 150℃에서 몇 분 동안의 열처리에 의해 경화된다. 정확한 경화 시간은 사용된 에폭시 수지에 따라 달라진다. 이와 같은 실시예에서는, 변형 가능한 절연 재료(18',18") 없이 접촉 몸체(3')의 상부측(7')을 비교적 간단하게 유지할 수 있으며, 이는 리세스들(26)에 가압된 변형 가능한 절연 재료(18")의 양이, 제공된 재료(18')의 양과 지그(18")의 형상에 의해 제어될 수 있기 때문이다.

접촉 몸체들의 상부측(7')과 지그(18")의 상부측에, 전도층(25)(도 9 참조)이 제공되며, 이에 따라 반도체 장치와 양호한 전기 접촉이 가능하다. 이 층은 표준 Ti-Ni-Ag 접촉층을 구비하고 있다.

도 8에는 지그(18")의 절연 재료가 어떻게 접촉 몸체들(3') 사이의 그루브들(22) 등을 가지게 되는지에 대해 도시되어 있다. 다음에, 웨이퍼(1)와 지그(18")가 와이어 톱에 의해 분리되며, 지그의 그루브들(22)은 와이어 톱의 가이드의 역할을 한다. 이와 같은 방법은 고차원의 정확도의 반도체 장치들(10)을 제조할 수 있다는 이점이 있다.

도 6 및 도 10에는 반도체 장치(10)가 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 방법에 대해 도시되어 있으며, 여기서 반도체 몸체는 메사 구조(2) 상의 접속 전극(7')과 반도체 기판(1) 상의 접속 전극(4)을 가지고 있는 반도체 소자가 제공된, 패시베이팅된 메사 구조(2)를 가진 반도체 기판(12)을 구비하고 있다.

본 발명에 따라, 메사 구조(2)상의 접속 전극(7')은 절연 재료(18, 18', 18", 18")에 의해 둘러싸인 전도성 접촉 몸체(3')를 구비하며, 이에 따라 반도체 몸체는 표면 실장용 반도체 장치(10)용으로 적합하다. 접촉 몸체(3')의 상부측(7')은 메사 구조(2)의 접속 전극의 접속 지점의 역할을 한다.

이와 같은 반도체 장치는 접속 전극들 사이의 비교적 높은 전압들에 내성이 있다. 또한, 반도체 장치(10)는 패시베이팅된 메사 구조(2) 및 절연 접촉 몸체(3')에 의해 양호하게 패시베이팅되며, 이에 따라 접촉 몸체(3')를 가진 반도체 몸체는 엔벌로프 내의 최종 장착 없이 SMD들로서 사용될 수 있다. 반도체 장치(10)는 SMD용으로 존재하는 것과 같은 특정 표준 치수로 용이하게 제조될 수도 있으며, 접촉 몸체(3')의 치수는 적응된다.

바람직하게, 메사 구조(2)의 상부측(7)과 접촉 몸체(3')의 상부측(7')간의 간격이 1mm보다 넓도록 접촉 몸체(3')가 제공된다. 이와 같은 반도체 장치(10)는 접속 전극들(7',4) 사이의 300 V 이상의 높은 전압들에 내성이 있다.

본 발명은 설명된 실시예들에 한정되지 않는데, 이는 본 발명의 범위 내에서당업자에게 다수의 수정예 및 변형예들이 가능하기 때문이다. 따라서, 반도체 웨이퍼는 실리콘 이외의 재료로, 예컨대 게르마늄 또는 GaAs로 제조될 수도 있다. 이러한 예들에서는, 지지 웨이퍼(16)가 사용된다. 예컨대, 반도체 재료의 웨이퍼(12)가 충분히 얇으면, 이와 같은 지지 웨이퍼(16)는 본 발명에 있어서 필수적인 것이 아니다. 또한, 지지 웨이퍼(16)는 전도성이 양호한 금속으로 제조될 수도 있으며, Ti-Ni-Ag 이외의 재료들 또는 땜납이 접촉 몸체들(3')의 고정 또는 전도층(25)에 사용될 수도 있다. 예컨대, 트랜지스터들과 저항기들을 형성하는 경우에, 여러 pn 접합들 또는 수동 소자들이 메사 구조들(2)에 존재할 수도 있다. 이 경우에, 접속 전극들의 개수에 따라 메사 구조의 상부측들 상에 여러 접촉 몸체들이 제공될 수도 있다. 이러한 예들에서 합성 수지가 절연 재료로서 사용되었다. 또한, 기타 다른 절연 재료, 예컨대 세라믹 재료 또는 유리 또는 산화물 재료를 사용하는 것도 가능하다. 절연 재료에 의해 둘러싸인 웨이퍼와 접촉 몸체들의 분리는 이러한 예들에서 와이어 톱에 의해 행해진다. 또한, 분리는 브레이킹(breaking), 연마(grinding), 또는 에칭과 같은 다른 기술에 의해서도 가능하다. 접촉 몸체들은 전류를 도통시키는 역할을 한다. 하지만, 접촉 몸체들은 반드시 금속 전도성임은 물론이다. 특정 환경에서, 예컨대 반도체 장치를 통해 흐르는 전류를 제한하기 위해 접촉 몸체들(3')은 특정 전기 저항을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 예들에서는 원통형 구리 접촉 몸체들이 사용되었다. 본 발명은 이와 같은 재료와 이와 같은 형상으로 제조된 접촉 몸체들에 한정되지 않는다. 따라서, 접촉 몸체들은 전도성 세라믹 재료 또는 합성 수지와 같은 다른 전도성 금속이나 다른 전도성 재료로 제조될 수도 있다. 접촉 몸체들의 형상은 중요하지 않다. 따라서, 각이 있는 접촉 몸체들을 사용할 수도 있다. 이러한 예들에서, 접촉 몸체들(3')의 상부측(7')에 전도층(25)이 제공된다. 접촉 몸체들이 자체적으로 충분한 전도성을 가지고 있으면, 전도층(25)은 필수적인 것이 아니다.

Claims

반도체 재료의 웨이퍼의 상부측에, 패시베이팅된 메사 구조들(passivated mesa structures)의 반도체 소자들이 제공되고, 상기 반도체 소자들에는 상기 메사 구조들의 상부측 및 상기 웨이퍼의 하부측 상에 제공된 접속 전극들이 제공되며, 상기 웨이퍼는 개개의 반도체 몸체들로 분리되고, 상기 반도체 몸체들은 상기 반도체 몸체들의 하부측들에 접속된 제 1 접속 전극들 및 메사 구조들의 상부측들에 접속된 제 2 접속 전극들을 가진 상기 메사 구조들을 구비한, 반도체 장치 제조 방법에 있어서,

상기 제 2 접속 전극들은 상기 메사 구조들 상에 제공되며,

전도성 접촉 몸체들이 상기 메사 구조들의 상부측들 상에 제공되고,

절연 재료가 상기 접촉 몸체들 사이의 공간들에 제공되며,

상기 접촉 몸체들의 상부측들은 상기 절연 재료에 의해 덮이지 않고,

상기 접촉 몸체들과 상기 절연 재료를 가진 웨이퍼는 절연체에 의해 둘러싸인 접촉 몸체들과 패시베이팅된 매사 구조들을 구비한 개별적인 반도체 몸체들로 분리되며,

상기 접촉 몸체들의 상부측들은 제 2 접속 전극들의 역할을 하고,

상기 접촉 몸체들은 상기 반도체 몸체들이 표면 실장에 적합하도록 해 주는 치수를 갖는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

접촉 몸체들이 상기 메사 구조들의 상부측들과 상기 접촉 몸체들의 상부측들간의 간격이 1 mm보다 넓도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

몰드 캐비티(mould cavity) 내에 접촉 몸체들을 가진 웨이퍼의 배치를 통해 절연 재료가 제공되며,

상기 접촉 몸체들의 상부측들과 상기 웨이퍼의 하부측들은 상기 몰드 캐비티의 벽들에 대향 배치되며,

상기 몰드 캐비티는 수지로 충진(fill)되는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 몰드 캐비티는 충진 동안에 적절한 위치에 상기 접촉 몸체들을 고정하는 보조부들(aids)을 구비한 것을 특징으로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 메사 구조들 사이의 공간들로의 변형 가능한 절연 재료의 도입을 통해, 그리고 상기 메사 구조들 사이의 공간들에의 상기 접촉 몸체들용 리세스들을 가진절연 지그(insulating jig)의 제공을 통해, 절연 재료가 제공되며,

상기 접촉 몸체들은 상기 리세스들에 삽입되고,

상기 변형 가능한 절연 재료의 일부분이 상기 접촉 몸체들과 상기 몰드 사이의 리세스들에 가압되며,

상기 변형 가능한 절연 재료는 경화되고,

상기 웨이퍼와 상기 절연 재료는 개별적인 반도체 몸체들로 분리되는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절연층에 상기 접촉 몸체들 사이의 그루브들(grooves)이 제공되며,

상기 웨이퍼와 상기 절연 재료는 와이어 톱질(wire sawing)을 통해 분리되고,

상기 절연 재료의 그루브들은 와이어 톱용 가이드들로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치 제조 방법.
반도체 기판상의 제 1 접속 전극과 패시베이팅된 메사 구조의 상부측 상의 제 2 접속 전극을 구비한 반도체 소자가 제공되는 상기 메사 구조를 갖는 상기 반도체 기판을 포함하는 반도체 몸체를 구비한 반도체 장치에 있어서,

상기 메사 구조와 상기 제 2 접속 전극 사이에 전도성 접촉 몸체가 제공되며, 상기 전도성 접촉 몸체 및 상기 메사 구조는 상기 반도체 몸체가 표면 실장 장치로서 사용하기에 적합하도록 수지를 포함하는 절연 재료에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치.
제 7 항에 있어서,

접촉 몸체가 상기 메사 구조의 상부측과 상기 접촉 몸체의 상부측간의 간격이 1mm보다 넓도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치.