WO2021219254A1 - Electronic component with contact surfaces - Google Patents

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WO2021219254A1
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electronic component
contact surfaces
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Thomas Feichtinger
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Tdk Electronics Ag
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    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0288—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using passive elements as protective elements, e.g. resistors, capacitors, inductors, spark-gaps

Definitions

  • the invention relates to an electronic component with a base body, a top surface and at least one side surface.
  • the base body comprises a semiconductor material and an electronic structure is applied to the top surface.
  • a reduction in the size of electrical contact areas is inevitably associated with a decrease in contact reliability.
  • a denser arrangement of conductive structures leads to undesired voltage flashovers and an increase in parasitic capacitances.
  • the object of the present invention is therefore to provide an electronic component which enables further miniaturization without the problems mentioned occurring.
  • An electronic component which has a base body, a top surface and at least one side surface.
  • the main body of the electronic Component comprises a semiconductor material.
  • An electronic structure is applied to the top surface.
  • a contact surface that is adjacent to the electronic structure extends over a section of the top surface and an adjacent side surface.
  • the electronic structure here comprises two electrical conductors that are separated from one another by a resistance component.
  • the electrical conductors are designed in the form of two intermeshing electrode combs.
  • Two contact surfaces each of which adjoins one of the electrical conductors of the electronic structure, each extend over a section of the top surface and a respective adjacent side surface.
  • the contact surfaces are connected to the electronic structure in an electrically conductive manner.
  • the respective contact surface By extending any of the contact surfaces to an adjacent side surface, the respective contact surface can be made so large that reliable contact can be ensured. With the same size of the electronic component, the respective contact surface can be enlarged. With a further miniaturization of the electronic component, the size of the respective contact surface can nevertheless be maintained.
  • the coverage of the top surface by the contact surfaces can be reduced. Even with a reduction in the coverage of the top surface by the contact surfaces each of the contact areas can be enlarged compared to the mere arrangement on the top surface.
  • the contact surfaces On a top surface, on which the contact surfaces cover a smaller proportion by extending to the side surfaces, there is more space for electronic structures. With the same size of the electronic component, the area occupied by the electronic structure on the upper side surface can be increased. In the case of a further miniaturization of the electronic component, the surface of the electronic structure can be retained by the arrangement described in that the contact surfaces are partially shifted onto the side surfaces.
  • the main body of the electronic component comprises a semiconductor material.
  • the semi-material can be one or more of the elements silicon (Si), germanium (Ge), gallium (Ga), boron (B), indium (In), selenium (Se), tellurium (Te) and their compounds such as gallium arsenide, indium antimonide , Gallium nitride, indium nitride, silicon germanium, etc. include.
  • the electronic component has a cuboid shape.
  • the electronic component thus comprises the top surface, four side surfaces adjoining the top surface and oriented normally with respect to this, and a bottom surface opposite the top surface.
  • an exemplary contact surface extends over a section of the rectangular top surface that extends as far as a first of the four edges of the top surface.
  • the exemplary contact surface also extends over a section of this side surface, which adjoins the top surface at the first edge and is normal to this.
  • the exemplary contact surface here forms a cohesive surface that is continued over the first edge without interruption.
  • At least one of the contact surfaces extends over a portion of the top surface, an adjacent side surface and the bottom surface.
  • the contact surface can be further enlarged by the additional extension of the contact surface onto the underside surface.
  • a contact surface that extends over several sides of the component enables flexible contacting of the component in different directions.
  • the electronic component comprises two contact surfaces which are arranged on opposite sides of the electronic structure, adjoin them and each extend over a section of the upper side surface and the respectively adjoining side surface.
  • Such an arrangement enables the electronic component or the electronic structure to be contacted from two opposite sides.
  • the electronic structure therefore lies between the two contact surfaces, the two contact surfaces not being in direct contact with one another.
  • the electronic component can thus be integrated into a circuit.
  • the component can represent a functional element within the circuit.
  • the electronic structure includes the resistance component.
  • the resistive component comprises a dielectric material.
  • Resistance components can be electrically conductive structures.
  • the resistance component is arranged such that during normal operation or with normal voltage applied to the contact surfaces, no electrical current flow occurs from a first contact surface to an opposite, second contact surface.
  • a sufficiently large area for the electronic structure is available on the upper side surface of the electronic component according to the invention, so that the shape and dimensions of the resistance component can be designed flexibly in accordance with the technical requirements.
  • the first contact area, the second contact area and the electronic structure lying in between, including the resistance component form a protective element against electrostatic discharge (English: Electro-static discharge, ESD protective element).
  • the resistance component can comprise a semiconductor diode, a thyristor or a transistor.
  • the electronic structure also includes two electrical conductors that are in contact with the contact surfaces and through the resistance components are separated from each other.
  • a semiconductor diode, a transistor or a thyristor is arranged as part of the resistance component between the electrical conductors.
  • the resistance component can also comprise an integrated circuit which has a plurality of diodes, transistors and / or thyristors.
  • the electrical conductors can have complex structures and, in at least one embodiment, are designed in the form of two intermeshing electrode combs.
  • the electrical resistance between the electrical conductors can be increased.
  • the relationship between the mutual distance between the electrical conductors and the electrical resistance is approximately linear.
  • the electronic structure If, according to the invention, a sufficiently large area is available for the electronic structure, this enables electrical conductors with opposite polarity, such as, for example, interlocking electrode combs, to be arranged with a greater mutual spacing.
  • the maximum voltage level absorbed by the ESD protective element can thus be increased or, in the case of further miniaturization of the components, maintained.
  • the value of the voltage level increases approximately linearly to increase the distance between the electrode combs.
  • a sufficiently large area of the electronic structure also offers further advantages.
  • a sufficiently large area is available for the electronic structure, so that desired or technical required complex structures of the electrical conductor and the resistance component, for example in the form of an integrated circuit of several transistors, thyristors and / or diodes, can be realized.
  • an electrical conductor of the electronic structure has, for example, a fine structure.
  • the individual conductor tracks of the fine structuring can then be arranged on a comparatively large area, so that there are sufficiently large distances between the individual conductor tracks. This leads, among other things, to a decrease in parasitic capacitances and to the avoidance of unwanted voltage flashovers.
  • a sufficiently large area of the electronic structure enables flexible design of the conductor tracks, which can thus be adapted as advantageously as possible to the technical conditions.
  • the electronic component is a TVS (Transient Voltage Suppressor) protection component.
  • a TVS protective component can comprise the ESD protective element described.
  • the TVS protective component can also include further elements and electronic components such as electronic filters, capacitors, resonant circuits, electrical resistors, diodes, thyristors, etc.
  • the electronic component comprises a plurality of electronic structures, each with adjacent contact areas.
  • Each of the electronic structures can be contacted, for example, with two contact surfaces on opposite sides of the respective electronic Adjacent structure.
  • the component can, for example, comprise several electronic structures connected in parallel, which are arranged next to one another on the component and are not in contact.
  • the electronic component comprises four contact surfaces which adjoin the electronic structure on four different sides and each extend over the top surface and the respective adjoining side surface.
  • each of the four contact surfaces extends onto a different one of the four side surfaces of the cuboid. Two of the four contact surfaces are therefore opposite each other. In one embodiment, all four contact surfaces are shaped identically and have the same size.
  • the four contact surfaces extend from the top surface over the respective side surface to the bottom surface. In this way, the available contact surface can be further enlarged and the electronic component can be contacted from different sides.
  • the component can furthermore comprise several electronic structures, each of the four contact surfaces also being able to be in contact with several of the electronic structures.
  • the component can comprise any number of electronic structures and adjacent contact areas.
  • a polymer layer is applied between at least a section of a contact area and a surface of the base body.
  • the section of the contact surface comprises at least one edge between the top surface and the side surface within the contact surface.
  • the polymer layer can be applied between the entire surface of a contact surface and the corresponding surface of the base body.
  • the polymer layer can be applied between all contact areas on the corresponding surfaces of the base body.
  • the polymer layer comprises a polyimide plastic.
  • the described polymer layer has the advantage that the stress on the contact surfaces, in particular on the edges between the top surface and the side surface, can be alleviated during a later soldering process for making electrical contact with the contact surfaces.
  • the invention further comprises a method for producing an electronic component with the following steps:
  • Provision of a wafer comprising a semiconductor material and a multiplicity of electronic structures arranged in a checkerboard grid.
  • a main body of the wafer comprises a semiconductor material.
  • the semi-material can be one or more of the elements silicon (Si), germanium (Ge), gallium (Ga), boron (B), indium (In), Selenium (Se), Tellurium (Te) and their compounds such as gallium arsenide, indium antimonide,
  • Gallium nitride, indium nitride, silicon germanium, etc. include.
  • the electronic structures are arranged on a first surface of the wafer.
  • the structures can include electronic components such as electrical resistors, diodes, thyristors, electronic filters, capacitors, resonant circuits, etc.
  • the checkerboard-like arrangement of the electronic structures on the first surface of the wafer simplifies later separation of the wafer into dies.
  • the main body of the wafer thus has a greater thickness than the isolated dies. In this way, the side surfaces of the later dies can already be completely exposed without the wafer being separated into the dies. This enables simple parallel processing of the dies in the following.
  • contact areas adjacent to the electronic structures so that the contact areas each extend over a section of the first surface and the respectively adjacent side area.
  • a sufficiently large surface for the contacting of the dies to the outside can be ensured. Since some of the contact areas are applied to the side surface, the extent of the contact areas on the first surface can furthermore be reduced, so that more space remains for the electronic structures.
  • the wafer Due to the cohesive substrate layer, the wafer has a greater thickness than the isolated dies. In addition, this substrate layer connects the dies. After the contiguous substrate layer has been removed by the described grinding, the dies are thus isolated. Each die comprises at least one electronic structure and a contact area adjacent to the structure.
  • each die comprises at least one electronic structure and at least two contact surfaces adjoining the structure, so that the die can be integrated into an electrical circuit.
  • a further section of the contact surface which is related to the section of the contact surface on the side surface of a die, is formed on an underside surface of the die.
  • the bottom surface is opposite to the first surface, which corresponds to a top surface of the die.
  • a seed layer which covers at least one portion of the first surface adjoining the respective electronic structure and a portion of the respective adjoining side surface.
  • the seed layer covers at least the area in which the contact area is to be formed later.
  • the seed layer can be applied over the entire area, that is to say, for example, cover an area of any size on the first surface and the adjoining side surfaces.
  • Several contact surfaces can be formed from a coherent seed layer.
  • a photo mask can then be applied and structured.
  • the photomask is structured in such a way that it covers sections of the first surface on which no contact areas are applied. After the photomask has been applied, only that part of the seed layer is exposed on which the contact surfaces will be applied in a later process step.
  • the pre-structured photomask allows the conductive metal to be easily applied to the desired exposed portion of the seed layer so that the contact areas are formed.
  • the contact surfaces can extend at least over the first surface and the side surfaces and additionally over the underside surface.
  • contact layers can be applied analogously to the steps above the underside surface are applied, which are in contact with contact layers on the side surfaces.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of an electronic component according to the invention.
  • Figure 2 shows a detailed view of a top surface of the first embodiment of the component.
  • Figure 3 shows a perspective view of a
  • FIG. 4 shows a perspective view of a second embodiment of the electronic component with a plurality of electronic structures.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a third embodiment of the electronic component with contact surfaces on four side surfaces.
  • FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E and 6F schematically show different method stages of a method for producing an embodiment of the electronic component.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an electronic component 10 according to the invention.
  • the component 10 of the first embodiment is a die that was separated from a wafer.
  • the component 10 has a cuboid shape with a rectangular base area.
  • the component 10 comprises a base body 1 which comprises a semiconductor material.
  • the semiconductor material is silicon, for example.
  • the cuboid component 10 further comprises an upper side surface 2, a lower side surface 3 and four side surfaces 4, which are arranged between the upper side surface and the lower side surface and are normal to these.
  • the component 10 is a miniaturized component, the top surface 2 of which in the present embodiment has dimensions of a maximum of 400 ⁇ m ⁇ 200 ⁇ m.
  • the thickness of the component normal to the top surface is a maximum of 150 ⁇ m.
  • An electronic structure 5 is applied to the top surface 2.
  • the electronic structure 5 occupies a delimited section of the top surface 2.
  • the electronic structure 5 adjoins contact surfaces 6 on two opposite sides Contact surfaces 6 enable contact to be made between the electronic structure 5 and an external circuit, not shown.
  • the first contact surface 6A which adjoins and is contacted with a first side of the electronic structure 5, extends over a section on the top surface 2 of the electronic component and a section connected therewith on a first side surface 4A of the electronic component.
  • the second contact surface 6B which adjoins a second side of the electronic structure 5, which is opposite the first side, and is contacted with this, extends over a second section on the upper side surface 2 of the electronic component. Furthermore, the contact surface 6B extends over a side surface 4C which lies opposite the first side surface 4A.
  • the distance between the side surfaces 4A and 4C is a maximum of 400 ⁇ m in the present embodiment.
  • the distance between the side surfaces 4B and 4D aligned normal to the side surfaces 4A and 4C is a maximum of 200 ⁇ m in the present embodiment.
  • the contact surfaces 6 each form a continuous surface which extends over the top surface 2 and side surface 4.
  • a contact surface 6 comprises two contact layers which are at right angles to one another so that they form an L-shape.
  • the contact surface consists of a conductive metal such as nickel, copper, silver or gold or an alloy of the elements mentioned.
  • the present electronic component 10 functions as a TVS protective component.
  • the component 10 can be designed like the ESD protection assembly shown in FIG. This here comprises the two contact surfaces 6A and 6B and the electronic structure 5.
  • the electronic structure 5 comprises a resistance component 51 which is arranged between two electrical conductor structures 52A and 52B.
  • a first electrical conductor structure 52A is in electrical contact with the first contact area 6A and a second electrical conductor structure 52B is in electrical contact with the second contact area 6B.
  • the electrical conductor structures 52 are designed as interlocking electrode combs.
  • the resistance component 51 forms an electronic functional element with the two electrical conductor structures 52.
  • the resistance component 51 is, for example, a thyristor, a transistor or a semiconductor diode or an integrated circuit which combines one or more of the components mentioned.
  • the resistance component 51 comprises a semiconducting material.
  • the protective assembly can, however, also take the form of a semiconductor component, e.g. a diode or transistor, in another form.
  • a semiconductor junction can serve as a blocking element.
  • FIG. 3 shows an embodiment of an electronic component 20 according to the prior art.
  • the base body of the component 20 has the same geometry and the same dimensions as the component 10 according to the invention.
  • the two contact surfaces 6 on the component 20 are applied exclusively to the top surface 2 of the component.
  • the contact surfaces 6 do not extend onto one of the side surfaces 4 of the component 20.
  • the contact areas 6 on the component 20 take up a larger proportion of the top surface 2 than in the case of the component 10. Therefore, less space remains for the electronic structure 5.
  • the electronic structure comprises the same elements as the electronic structure on the component 10. Accordingly, the advantages that can be achieved with the proposed component can already be clearly seen from a direct optical comparison of FIGS. 1 and 3.
  • the area of the electronic structure 5 on a component with the specified masses can be increased by more than 30% compared to a component 20 according to the prior art.
  • the area of the electronic structure 5 on the top surface 2 of the electronic component 10 is thus at least 0.064 mm 2 in the present embodiment.
  • Resistance component can be increased.
  • the relationship between the maximum voltage level and the distance between the opposing polarity conductors is approximately linear.
  • a component 10 has the advantage over a component 20 that external contact is also possible via the side surfaces 4A and 4C.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of an electronic component 30.
  • the electronic component 30 has a cuboid shape with a rectangular outline.
  • Component 30 essentially corresponds to component 10. The differences between the components are explained below.
  • the surface side 2 of the component 30 has the shape of a rectangle with a long side and a short side.
  • the electronic component 30 has four electronic structures 5A to 5D.
  • the electronic structures are arranged parallel to one another along the long side on the upper side surface 2 of the electronic component 30.
  • the electronic structures 5 are not in direct contact with one another.
  • Each of the electronic structures 5A to 5D is contacted on two opposite sides by two contact surfaces 6 in each case.
  • the contact surfaces 6 are each on one side of the electronic structures 5, which is directed in the direction of the long side of the top surface 2, applied.
  • Each of the contact surfaces 6 extends over a portion of the top surface 2 and a portion of the side surface 4A or 4C adjoining it.
  • the side surfaces 4A and 4C are the long side surfaces of the component 30 which adjoin the long side of the top surface 2.
  • Each of the four electronic structures 5 includes the same electronic functional elements.
  • the contact surfaces 6 are not in direct contact with one another.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of the electronic component 40.
  • the third embodiment is essentially the same as the second embodiment of the component 30.
  • the component 40 has three electronic structures 5 which, just as with the component 30, are arranged parallel to one another along a long side of the top surface 2.
  • the number of electronic structures 5 can be varied as desired in different embodiments.
  • Each of the electronic structures is in turn contacted to the outside with two opposite contact surfaces 6, which each extend over a section on the top surface 2 and one of the side surfaces 4A or 4C.
  • the side surfaces 4A and 4C are the long side surfaces of the component 30, which adjoin the long side of the top surface 2.
  • component 40 also includes a ground electrode 7, which electrically connects electronic structures 5A to 5C to one another.
  • the ground electrode 7 is applied centrally on the top surface 2 over its entire length.
  • the ground electrode 7 runs parallel to the long side of the top surface 2.
  • the ground electrode 7 comprises an electrically conductive material such as nickel, copper, silver, gold or an alloy of these elements.
  • the selected electrically conductive material is applied to the upper side surface 2, or to the electronic structures 5 located thereon, in order to enable continuous contacting from a first short edge 2A of the upper side surface 2 to a second short edge 2B of the upper side surface 2.
  • the short edges of the upper side surface 2 correspond to edges along the short side of the rectangular upper side surface 2.
  • the contact surfaces 6C and 6D thereof are applied to both ends of the ground electrode 7.
  • the contact surfaces 6C and 6D each extend over a section on the top surface 2 and one of the short side surfaces 4B or 4D.
  • the short side surfaces 4B and 4C are the side surfaces of the component 40 that adjoin the short side of the upper side surface 2.
  • FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E and 6F schematically show an exemplary method for producing the electronic component 10.
  • a silicon wafer 100 is provided.
  • the wafer can alternatively also comprise another semiconductor material.
  • the silicon wafer 100 comprises electronic structures 5 arranged in a checkerboard grid on the top surface 2.
  • the electronic structures 5 are applied to the top surface 2, for example, using a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) process.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • step A The wafer is then sawed in step A along the dividing lines between the later individual dies, so that the side surfaces 4 of the individual dies 10 are completely exposed. However, these are still connected via the substrate layer 110.
  • the lower side 8 of the substrate layer 110 of the wafer 100 rests on a carrier film 9A.
  • step B or C a seed layer 60 is applied to the top surface 2 of the wafer 100 in a photolithographic process.
  • the seed layer 60 covers the entire top surface 2 including the surfaces of the trenches 20 created by the sawing, which encompass the side surfaces 4 of the individual dies 10.
  • step C a photo mask 61 is applied and structured, the desired sections of the Top surface 2, on which no contact surfaces will be formed later, covers.
  • the exposed part of the seed layer 60 now exclusively comprises sections which correspond to the later contact surfaces 6.
  • the sections directly adjoin the electronic structures 5 and each extend over a section that extends from the top surface 2 to the later side surfaces 4 of the dies 10.
  • an electrically conductive material such as nickel, copper, silver or gold or an alloy of these elements can now be applied to the exposed part of the seed layer 60 in order to form the contact surfaces 6.
  • step D the photomask 61 and the underlying seed layer 60 are then removed from the top surface 2 of the component.
  • the electrically conductive material can be applied using another suitable method such as CVD or sputtering.
  • each electronic structure 5 is contacted with two contact surfaces 6 each, which adjoin the electronic structure 5 on opposite sides and each extend over a section on the top surface 2 and an adjoining side surface 4.
  • a subsequent step E the carrier film 9A is detached from the underside 8 of the substrate layer 110 and instead, a new carrier film 9B is applied to the surface side 2 of the wafer.
  • the substrate layer 110 is then ground down to the lower surface side 3 of the dies in order to separate the individual dies 10 of the wafer 100.
  • the carrier film 9B can be removed in step F.
  • the dies 10 produced can be subjected to an optical and electrical quality control.

Abstract

The present invention relates to an electronic component (10) having a main body (1), a top surface (2) and at least one side surface (4), wherein - the main body (1) comprises a semiconductor material, - an electronic structure (5) is mounted on the top surface (2), the electronic structure comprising two electrical conductors, which are separated from one another by a resistor component and the electrical conductors being designed in the form of two electrode combs meshing in one another, - two contact surfaces (6) extend each adjoining one of the electrical conductors of the electronic structure (5) and over a portion of the top surface (2) and an adjoining side surface (4) in each case.

Description

Beschreibung description
Elektronisches Bauteil mit Kontaktflächen Electronic component with contact surfaces
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil mit einem Grundkörper, einer Oberseitenfläche und mindestens einer Seitenfläche. Der Grundkörper umfasst ein Halbleitermaterial und auf der Oberseitenfläche ist eine elektronische Struktur aufgebracht . The invention relates to an electronic component with a base body, a top surface and at least one side surface. The base body comprises a semiconductor material and an electronic structure is applied to the top surface.
Die zunehmend erforderliche Miniaturisierung von elektronischen Halbleiterbauteilen hat zwangsweise eine Miniaturisierung der darauf aufgebrachten elektronischen Strukturen und Kontaktflächen zur Folge. The increasingly required miniaturization of electronic semiconductor components inevitably results in a miniaturization of the electronic structures and contact surfaces applied to them.
Ab einem bestimmten Größenbereich ist eine weitere Verkleinerung elektronischer Strukturen jedoch nur noch bei gleichzeitigem Verzicht auf gewünschte vorteilhafte Designs der Strukturen möglich und hat Auswirkungen auf die elektronischen Eigenschaften zur Folge. Above a certain size range, however, a further reduction in size of electronic structures is only possible if the desired advantageous designs of the structures are dispensed with, and this has effects on the electronic properties.
So geht eine Verkleinerung von elektrischen Kontaktflächen zwangsweise mit einer Abnahme der Kontaktsicherheit einher. Eine dichtere Anordnung von leitenden Strukturen führt andererseits zu ungewollten Spannungsüberschlägen und einer Zunahme von parasitären Kapazitäten. A reduction in the size of electrical contact areas is inevitably associated with a decrease in contact reliability. On the other hand, a denser arrangement of conductive structures leads to undesired voltage flashovers and an increase in parasitic capacitances.
Weiterhin werden die Möglichkeiten zur Anordnung und Strukturierung der elektronischen Strukturen mit zunehmender Miniaturisierung stark eingeschränkt. Furthermore, the possibilities for arranging and structuring the electronic structures are severely restricted with increasing miniaturization.
Um bei einer weiteren Verkleinerung des Bauteils eine weitere Miniaturisierung elektronischer Strukturen zu vermeiden, gibt es im Stand der Technik Ansätze, elektronische Strukturen und/oder Kontaktflächen übereinander, aber mit gleich bleibenden Abmessungen, anzuordnen. Das Anordnen verschiedener elektronischer Strukturen übereinander erfordert jedoch eine aufwändige Isolierung zwischen den übereinander liegenden Strukturen, was denIn order to avoid further miniaturization of electronic structures when the component is further reduced in size, there are In the prior art there are approaches to arrange electronic structures and / or contact surfaces one above the other, but with the same dimensions. The arrangement of different electronic structures on top of one another requires complex insulation between the structures on top of one another, which is the
Herstellungsprozess solcher Bauteile zusätzlich erschwert. Manufacturing process of such components is also made more difficult.
Auch bei guter Isolierung führt ein Übereinanderstapeln verschiedener elektronischer Strukturen darüber hinaus zu einem verstärkten Auftreten elektronischer Störeffekte, ungewollter parasitärer Kapazitäten oder ungewollter Spannungsüberschläge, allein aufgrund der räumlichen Nähe der Strukturen . Even with good insulation, stacking different electronic structures on top of one another also leads to an increased occurrence of electronic interference effects, unwanted parasitic capacitances or unwanted voltage flashovers, solely due to the spatial proximity of the structures.
Beispiele für Bauteile mit elektronischen Strukturen gemäß dem Stand der Technik sind in den Druckschriften US 20110089557 Al, DE 19707887 Al, DE 19580604 T5 und DE 102005004160 Al offenbart. Examples of components with electronic structures according to the prior art are disclosed in the publications US 20110089557 A1, DE 19707887 A1, DE 19580604 T5 and DE 102005004160 A1.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein elektronisches Bauteil bereitzustellen, das eine weitere Miniaturisierung ermöglicht, ohne dass die genannten Probleme auftreten . The object of the present invention is therefore to provide an electronic component which enables further miniaturization without the problems mentioned occurring.
Diese Aufgabe wird durch ein in Anspruch 1 beschriebenes elektronisches Bauteil zumindest teilweise gelöst. Weitere Ausgestaltungen des Bauteils sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen . This object is at least partially achieved by an electronic component described in claim 1. Further configurations of the component can be found in the further claims.
Es wird ein elektronisches Bauteil bereitgestellt, welches einen Grundkörper, eine Oberseitenfläche und mindestens eine Seitenfläche aufweist. Der Grundkörper des elektronischen Bauteils umfasst ein Halbleitermaterial. Auf der Oberseitenfläche ist eine elektronische Struktur aufgebracht. Eine Kontaktflache, die an die elektronische Struktur angrenzt, erstreckt sich über einen Abschnitt der Oberseitenfläche und einer angrenzenden Seitenfläche. An electronic component is provided which has a base body, a top surface and at least one side surface. The main body of the electronic Component comprises a semiconductor material. An electronic structure is applied to the top surface. A contact surface that is adjacent to the electronic structure extends over a section of the top surface and an adjacent side surface.
Hierbei umfasst die elektronische Struktur zwei elektrische Leiter, die durch eine Widerstandskomponente voneinander getrennt werden. Die elektrischen Leiter sind in Form zweier ineinander greifender Elektrodenkämme ausgebildet. The electronic structure here comprises two electrical conductors that are separated from one another by a resistance component. The electrical conductors are designed in the form of two intermeshing electrode combs.
Zwei Kontaktflächen, die an jeweils einen der elektrischen Leiter der elektronischen Struktur angrenzen, erstrecken sich jeweils über einen Abschnitt der Oberseitenfläche und einer jeweils angrenzenden Seitenfläche. Two contact surfaces, each of which adjoins one of the electrical conductors of the electronic structure, each extend over a section of the top surface and a respective adjacent side surface.
Die Kontaktflächen sind elektrisch leitend mit der elektronischen Struktur verbunden. The contact surfaces are connected to the electronic structure in an electrically conductive manner.
Durch die Erstreckung jeder beliebiger der Kontaktflächen auf eine angrenzende Seitenfläche kann die jeweilige Kontaktfläche so groß gestaltet werden, dass eine zuverlässige Kontaktierung sichergestellt werden kann. Bei gleich bleibender Größe des elektronischen Bauteils kann die jeweilige Kontaktfläche so vergrößert werden. Bei einer weiteren Miniaturisierung des elektronischen Bauteils kann die Größe der jeweiligen Kontaktfläche dennoch erhalten werden. By extending any of the contact surfaces to an adjacent side surface, the respective contact surface can be made so large that reliable contact can be ensured. With the same size of the electronic component, the respective contact surface can be enlarged. With a further miniaturization of the electronic component, the size of the respective contact surface can nevertheless be maintained.
Durch die Erstreckung der Kontaktflächen auf die Seitenfläche kann die Bedeckung der Oberseitenfläche durch die Kontaktflächen reduziert werden. Auch bei Reduzierung der Bedeckung der Oberseitenfläche durch die Kontaktflächen kann jede der Kontaktflächen im Vergleich zur bloßen Anordnung auf der Oberseitenfläche vergrößert werden. By extending the contact surfaces onto the side surface, the coverage of the top surface by the contact surfaces can be reduced. Even with a reduction in the coverage of the top surface by the contact surfaces each of the contact areas can be enlarged compared to the mere arrangement on the top surface.
Auf einer Oberseitenfläche, auf der die Kontaktflächen durch Erstreckung auf die Seitenflächen einen geringeren Anteil bedecken, bleibt mehr Platz für elektronische Strukturen. Bei gleicher Größe des elektronischen Bauteils, kann so die Fläche, die die elektronische Struktur auf der Oberseitenfläche einnimmt, vergrößert werden. Bei einer weiteren Miniaturisierung des elektronischen Bauteils, kann durch die beschriebene Anordnung die Fläche der elektronischen Struktur erhalten werden, indem die Kontaktflächen teilweise auf die Seitenflächen verschoben werden. On a top surface, on which the contact surfaces cover a smaller proportion by extending to the side surfaces, there is more space for electronic structures. With the same size of the electronic component, the area occupied by the electronic structure on the upper side surface can be increased. In the case of a further miniaturization of the electronic component, the surface of the electronic structure can be retained by the arrangement described in that the contact surfaces are partially shifted onto the side surfaces.
Der Grundkörper des elektronischen Bauteils umfasst ein Halbleitermaterial. Das Halbmaterial kann eines oder mehrere der Elemente Silizium (Si), Germanium (Ge), Gallium (Ga), Bor (B), Indium (In), Selen (Se), Tellur (Te) und deren Verbindungen wie beispielsweise Galliumarsenid, Indiumantimonid, Galliumnitrid, Indiumnitrid, Silizium germanium, etc. umfassen. The main body of the electronic component comprises a semiconductor material. The semi-material can be one or more of the elements silicon (Si), germanium (Ge), gallium (Ga), boron (B), indium (In), selenium (Se), tellurium (Te) and their compounds such as gallium arsenide, indium antimonide , Gallium nitride, indium nitride, silicon germanium, etc. include.
In einer Ausführungsform weist das elektronische Bauteil eine Quaderform auf. Somit umfasst das elektronische Bauteil die Oberseitenfläche, vier an die Oberseitenfläche angrenzende und normal gegen diese ausgerichtete Seitenflächen und eine der Oberseitenfläche gegenüberliegende Unterseitenfläche. In one embodiment, the electronic component has a cuboid shape. The electronic component thus comprises the top surface, four side surfaces adjoining the top surface and oriented normally with respect to this, and a bottom surface opposite the top surface.
Ein solches quaderförmiges elektronisches Bauteil kann einfach und in großer Stückzahl in einem Wafer Level-Chip Scale Packaging (WL-CSP)-Verfahren hergestellt werden. Eine beispielhafte Kontaktfläche erstreckt sich in dieser Ausführungsform über einen Abschnitt der rechteckigen Oberseitenfläche, der bis zu einer ersten der vier Kanten der Oberseitenfläche reicht. Die beispielhafte Kontaktfläche erstreckt sich weiterhin über einen Abschnitt dieser Seitenfläche, die an der ersten Kante an die Oberseitenfläche angrenzt und normal zu dieser steht. Die beispielhafte Kontaktfläche bildet hierbei eine zusammenhängende Fläche, die über die erste Kante ohne Unterbrechung fortgeführt wird. Such a cuboid electronic component can be produced simply and in large numbers in a wafer level chip scale packaging (WL-CSP) process. In this embodiment, an exemplary contact surface extends over a section of the rectangular top surface that extends as far as a first of the four edges of the top surface. The exemplary contact surface also extends over a section of this side surface, which adjoins the top surface at the first edge and is normal to this. The exemplary contact surface here forms a cohesive surface that is continued over the first edge without interruption.
In einer Ausführungsform erstreckt sich zumindest eine der Kontaktflächen über einen Abschnitt der Oberseitenfläche, einer angrenzenden Seitenfläche und der Unterseitenfläche. In one embodiment, at least one of the contact surfaces extends over a portion of the top surface, an adjacent side surface and the bottom surface.
Durch die zusätzliche Erstreckung der Kontaktfläche auf die Unterseitenfläche kann die Kontaktfläche weiter vergrößert werden. Zusätzlich ermöglicht eine Kontaktfläche, die sich über mehrere Seiten des Bauteils erstreckt, eine flexible Kontaktierung des Bauteils in verschiedene Richtungen. The contact surface can be further enlarged by the additional extension of the contact surface onto the underside surface. In addition, a contact surface that extends over several sides of the component enables flexible contacting of the component in different directions.
In einer Ausführungsform umfasst das elektronische Bauteil zwei Kontaktflächen, die an gegenüberliegenden Seiten der elektronischen Struktur angeordnet sind, an diese angrenzen und sich jeweils über einen Abschnitt der Oberseitenfläche und der jeweils angrenzenden Seitenfläche erstrecken. In one embodiment, the electronic component comprises two contact surfaces which are arranged on opposite sides of the electronic structure, adjoin them and each extend over a section of the upper side surface and the respectively adjoining side surface.
Eine solche Anordnung ermöglicht die Kontaktierung des elektronischen Bauteils bzw. der elektronischen Struktur von zwei gegenüberliegenden Seiten. Die elektronische Struktur liegt also zwischen den beiden Kontaktflächen, wobei die beiden Kontaktflächen nicht in unmittelbarem Kontakt miteinander stehen. Somit kann das elektronische Bauteil in einen Stromkreis integriert werden. Das Bauteil kann innerhalb des Stromkreises ein funktionelles Element darstellen. Such an arrangement enables the electronic component or the electronic structure to be contacted from two opposite sides. The electronic structure therefore lies between the two contact surfaces, the two contact surfaces not being in direct contact with one another. The electronic component can thus be integrated into a circuit. The component can represent a functional element within the circuit.
Die elektronische Struktur umfasst die Widerstandskomponente. In einer Ausführungsform umfasst die Widerstandskomponente ein dielektrisches Material. Innerhalb derThe electronic structure includes the resistance component. In one embodiment, the resistive component comprises a dielectric material. Within the
Widerstandskomponente können elektrisch leitende Strukturen ausgebildet sein In einer Ausführungsform ist die Widerstandskomponente so angeordnet, dass im normalen Betrieb bzw. bei normaler an den Kontaktflächen anliegender Spannung kein elektrischer Stromfluss von einer ersten Kontaktfläche zu einer gegenüberliegenden zweiten Kontaktfläche auftritt.Resistance components can be electrically conductive structures. In one embodiment, the resistance component is arranged such that during normal operation or with normal voltage applied to the contact surfaces, no electrical current flow occurs from a first contact surface to an opposite, second contact surface.
In dieser Ausführungsform existieren innerhalb der Widerstandskomponente keine elektrisch leitenden Strukturen, die die beiden Kontaktflächen elektrisch kontaktieren In this embodiment, there are no electrically conductive structures within the resistance component that make electrical contact with the two contact surfaces
Auf der Oberseitenfläche des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils steht eine ausreichend große Fläche für die elektronische Struktur zur Verfügung, sodass die Form und die Abmessungen der Widerstandskomponente entsprechend den technischen Anforderungen flexibel gestaltet werden können. A sufficiently large area for the electronic structure is available on the upper side surface of the electronic component according to the invention, so that the shape and dimensions of the resistance component can be designed flexibly in accordance with the technical requirements.
In einer Ausführungsform bilden die erste Kontaktfläche, die zweite Kontaktfläche und die dazwischen liegende elektronische Struktur umfassend die Widerstandskomponente ein Schutzelement gegen elektrostatische Entladung (englisch: Electro-static discharge, ESD-Schutzelement). Die Widerstandskomponente kann eine Halbleiterdiode, einen Thyristor oder einen Transistor umfassen. In one embodiment, the first contact area, the second contact area and the electronic structure lying in between, including the resistance component, form a protective element against electrostatic discharge (English: Electro-static discharge, ESD protective element). The resistance component can comprise a semiconductor diode, a thyristor or a transistor.
Die elektronische Struktur umfasst weiterhin zwei elektrische Leiter, die mit den Kontaktflächen kontaktiert sind und durch die Widerstandskomponente voneinander getrennt werden. Beispielsweise ist zwischen den elektrischen Leitern eine Halbleiterdiode, ein Transistor oder ein Thyristor als Teil der Widerstandskomponente angeordnet. Alternativ kann die Widerstandskomponente auch einen integrierten Schaltkreis, der mehrere Dioden, Transistoren und/oder Thyristoren aufweist, umfassen. Die elektrischen Leiter können in einer Ausführungsform komplexe Strukturen aufweisen und sind in zumindest einer Ausführungsform in Form zweier ineinander greifender Elektrodenkämme ausgebildet. The electronic structure also includes two electrical conductors that are in contact with the contact surfaces and through the resistance components are separated from each other. For example, a semiconductor diode, a transistor or a thyristor is arranged as part of the resistance component between the electrical conductors. Alternatively, the resistance component can also comprise an integrated circuit which has a plurality of diodes, transistors and / or thyristors. In one embodiment, the electrical conductors can have complex structures and, in at least one embodiment, are designed in the form of two intermeshing electrode combs.
Durch einen größeren Abstand der beiden Elektrodenkämme kann der elektrische Widerstand zwischen den elektrischen Leitern erhöht werden. Der Zusammenhang zwischen dem gegenseitigen Abstand der elektrischen Leiter und dem elektrischen Widerstand ist hierbei annähernd linear. By increasing the distance between the two electrode combs, the electrical resistance between the electrical conductors can be increased. The relationship between the mutual distance between the electrical conductors and the electrical resistance is approximately linear.
Steht der elektronischen Struktur erfindungsgemäß eine ausreichend große Fläche zur Verfügung, ermöglicht dies somit die Anordnung von gegenpoligen elektrischen Leitern wie beispielsweise ineinander greifenden Elektrodenkämmen mit einem größeren gegenseitigen Abstand. Somit kann das maximale vom ESD-Schutzelement aufgenommene Spannungsniveau erhöht bzw. im Falle einer weiteren Miniaturisierung der Bauteile beibehalten werden. Der Wert des Spannungsniveaus erhöht sich annähernd linear zur Vergrößerung des Abstands zwischen den Elektrodenkämmen . If, according to the invention, a sufficiently large area is available for the electronic structure, this enables electrical conductors with opposite polarity, such as, for example, interlocking electrode combs, to be arranged with a greater mutual spacing. The maximum voltage level absorbed by the ESD protective element can thus be increased or, in the case of further miniaturization of the components, maintained. The value of the voltage level increases approximately linearly to increase the distance between the electrode combs.
Eine ausreichend große Fläche der elektronischen Struktur bietet darüber hinaus weitere Vorteile. So steht auf der Oberseitenfläche des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils eine ausreichend große Fläche für die elektronische Struktur zur Verfügung, sodass gewünschte bzw. technische erforderliche komplexe Strukturen der elektrischen Leiter und der Widerstandskomponente, z.B. in Form eines integrierten Schaltkreises mehrerer Transistoren, Thyristoren und/oder Dioden, realisiert werden können. A sufficiently large area of the electronic structure also offers further advantages. Thus, on the upper side surface of the electronic component according to the invention, a sufficiently large area is available for the electronic structure, so that desired or technical required complex structures of the electrical conductor and the resistance component, for example in the form of an integrated circuit of several transistors, thyristors and / or diodes, can be realized.
Weiterhin weist ein elektrischer Leiter der elektronischen Struktur beispielsweise eine Feinstrukturierung auf. Die einzelnen Leiterbahnen der Feinstrukturierung können dann auf einer vergleichsweise großen Fläche angeordnet werden, sodass zwischen den einzelnen Leiterbahnen genügend große Abstände vorliegen. Dies führt unter anderem zur Abnahme von parasitären Kapazitäten und zur Vermeidung von ungewollten Spannungsüberschlägen . Furthermore, an electrical conductor of the electronic structure has, for example, a fine structure. The individual conductor tracks of the fine structuring can then be arranged on a comparatively large area, so that there are sufficiently large distances between the individual conductor tracks. This leads, among other things, to a decrease in parasitic capacitances and to the avoidance of unwanted voltage flashovers.
Darüber hinaus ermöglicht eine ausreichend große Fläche der elektronischen Struktur eine flexible Gestaltung der Leiterbahnen, die so an die technischen Gegebenheiten möglichst vorteilhaft angepasst werden können. In addition, a sufficiently large area of the electronic structure enables flexible design of the conductor tracks, which can thus be adapted as advantageously as possible to the technical conditions.
In einer Ausführungsform ist das elektronische Bauteil ein TVS (Transient Voltage Suppressor)-Schutzbauelement. Ein solches TVS-Schutzbauelement kann das beschriebene ESD- Schutzelement umfassen. Das TVS-Schutzbauelement kann darüber hinaus weitere Elemente und elektronische Komponenten wie beispielsweise elektronische Filter, Kondensatoren, Schwingkreise, elektrische Widerstände, Dioden, Thyristoren, etc. umfassen. In one embodiment, the electronic component is a TVS (Transient Voltage Suppressor) protection component. Such a TVS protective component can comprise the ESD protective element described. The TVS protective component can also include further elements and electronic components such as electronic filters, capacitors, resonant circuits, electrical resistors, diodes, thyristors, etc.
In einer Ausführungsform umfasst das elektronische Bauteil mehrere elektronische Strukturen mit jeweils angrenzenden Kontaktflächen . Jede der elektronischen Strukturen kann beispielsweise mit zwei Kontaktflächen kontaktiert sein, die an gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen elektronischen Struktur angrenzen. Das Bauteil kann beispielsweise mehrere parallel geschaltete elektronische Strukturen, die auf dem Bauteil nebeneinander angeordnet sind und nicht in Kontakt stehen, umfassen. In one embodiment, the electronic component comprises a plurality of electronic structures, each with adjacent contact areas. Each of the electronic structures can be contacted, for example, with two contact surfaces on opposite sides of the respective electronic Adjacent structure. The component can, for example, comprise several electronic structures connected in parallel, which are arranged next to one another on the component and are not in contact.
In einer Ausführungsform umfasst das elektronische Bauteil vier Kontaktflächen, die an vier verschiedenen Seiten an die elektronische Struktur angrenzen und sich jeweils über die Oberseitenfläche und jeweils angrenzende Seitenfläche erstrecken . In one embodiment, the electronic component comprises four contact surfaces which adjoin the electronic structure on four different sides and each extend over the top surface and the respective adjoining side surface.
In einer beispielhaften quaderförmigen Ausführungsform erstreckt sich jede der vier Kontaktflächen auf eine andere der vier Seitenflächen des Quaders. Jeweils zwei der vier Kontaktflächen liegen sich somit gegenüber. Alle vier Kontaktflächen sind ein einer Ausführungsform gleich geformt und haben dieselbe Größe. In an exemplary cuboid-shaped embodiment, each of the four contact surfaces extends onto a different one of the four side surfaces of the cuboid. Two of the four contact surfaces are therefore opposite each other. In one embodiment, all four contact surfaces are shaped identically and have the same size.
In einer Ausführungsform des Quaders erstrecken sich die vier Kontaktflächen von der Oberseitenfläche über die jeweilige Seitenfläche bis auf die Unterseitenfläche. So kann die zur Verfügung stehende Kontaktfläche weiter vergrößert werden und das elektronische Bauteil von verschiedenen Seiten kontaktiert werden. In one embodiment of the cuboid, the four contact surfaces extend from the top surface over the respective side surface to the bottom surface. In this way, the available contact surface can be further enlarged and the electronic component can be contacted from different sides.
Das Bauteil kann darüber hinaus mehrere elektronische Strukturen umfassen, wobei jede der vier Kontaktflächen auch mit mehreren der elektronischen Strukturen kontaktiert sein kann. The component can furthermore comprise several electronic structures, each of the four contact surfaces also being able to be in contact with several of the electronic structures.
In weiteren Ausführungsformen kann das Bauteil eine beliebige Zahl an elektronischen Strukturen und angrenzenden Kontaktflächen umfassen. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Polymerschicht zwischen zumindest einem Abschnitt einer Kontaktfläche und einer Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht. Hierbei umfasst der Abschnitt der Kontaktfläche zumindest eine Kante zwischen Oberseitenfläche und Seitenfläche innerhalb der Kontaktfläche. Die Polymerschicht kann zwischen der gesamten Fläche einer Kontaktfläche und der korrespondierenden Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht sein. In further embodiments, the component can comprise any number of electronic structures and adjacent contact areas. In a further embodiment, a polymer layer is applied between at least a section of a contact area and a surface of the base body. Here, the section of the contact surface comprises at least one edge between the top surface and the side surface within the contact surface. The polymer layer can be applied between the entire surface of a contact surface and the corresponding surface of the base body.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Polymerschicht zwischen allen Kontaktflächen auf den entsprechenden Oberflächen des Grundkörpers aufgebracht sein. In a further embodiment, the polymer layer can be applied between all contact areas on the corresponding surfaces of the base body.
In einer Ausführungsform umfasst die Polymerschicht einen Polyimid-Kunststoff . In one embodiment, the polymer layer comprises a polyimide plastic.
Die beschriebene Polymerschicht hat den Vorteil, dass die Belastung der Kontaktflächen, insbesondere an den Kanten zwischen Oberseitenfläche und Seitenfläche, bei einem späteren Lötprozess zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktflächen abgemildert werden kann. The described polymer layer has the advantage that the stress on the contact surfaces, in particular on the edges between the top surface and the side surface, can be alleviated during a later soldering process for making electrical contact with the contact surfaces.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit den folgenden Schritten: The invention further comprises a method for producing an electronic component with the following steps:
- Bereitstellen eines Wafers umfassend ein Halbleitermaterial und eine Vielzahl von in einem schachbrettartigen Raster angeordneten elektronischen Strukturen. Provision of a wafer comprising a semiconductor material and a multiplicity of electronic structures arranged in a checkerboard grid.
Ein Grundkörper des Wafers umfasst ein Halbleitermaterial. Das Halbmaterial kann eines oder mehrere der Elemente Silizium (Si), Germanium (Ge), Gallium (Ga), Bor (B), Indium (In), Selen (Se), Tellur (Te) und deren Verbindungen wie beispielsweise Galliumarsenid, Indiumantimonid,A main body of the wafer comprises a semiconductor material. The semi-material can be one or more of the elements silicon (Si), germanium (Ge), gallium (Ga), boron (B), indium (In), Selenium (Se), Tellurium (Te) and their compounds such as gallium arsenide, indium antimonide,
Galliumnitrid, Indiumnitrid, Silizium-germanium, etc. umfassen. Gallium nitride, indium nitride, silicon germanium, etc. include.
Die elektronischen Strukturen sind auf einer ersten Oberfläche des Wafers angeordnet. Die Strukturen können elektronische Komponenten wie beispielsweise elektrische Widerstände, Dioden, Thyristoren, elektronische Filter, Kondensatoren, Schwingkreise, etc. umfassen. The electronic structures are arranged on a first surface of the wafer. The structures can include electronic components such as electrical resistors, diodes, thyristors, electronic filters, capacitors, resonant circuits, etc.
Die schachbrettartige Anordnung der elektronischen Strukturen auf der ersten Oberfläche des Wafers vereinfacht eine spätere Vereinzelung des Wafers in Dies. The checkerboard-like arrangement of the electronic structures on the first surface of the wafer simplifies later separation of the wafer into dies.
- Ansägen des Wafers von der ersten Oberfläche zur späteren Vereinzelung des Wafers in Dies, sodass die Seitenflächen der Dies vollständig freiliegen, während die Dies an einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche noch über eine zusammenhängende Substratschicht des Wafers verbunden sind. Sawing the wafer from the first surface for later separation of the wafer into dies, so that the side surfaces of the dies are completely exposed, while the dies on a second surface opposite the first surface are still connected via a contiguous substrate layer of the wafer.
Der Grundkörper des Wafers weist also eine höhere Dicke als die vereinzelten Dies auf. So können die Seitenflächen der späteren Dies bereits komplett freigelegt werden, ohne dass der Wafer in Dies vereinzelt wird. Dies ermöglicht im Folgenden eine einfache parallele Prozessierung der Dies. The main body of the wafer thus has a greater thickness than the isolated dies. In this way, the side surfaces of the later dies can already be completely exposed without the wafer being separated into the dies. This enables simple parallel processing of the dies in the following.
- Aufträgen von Kontaktflächen angrenzend an die elektronischen Strukturen, sodass sich die Kontaktflächen jeweils über einen Abschnitt der ersten Oberfläche und der jeweils angrenzenden Seitenfläche erstrecken. Durch die Erstreckung der Kontaktflächen über die erste Oberfläche und die angrenzenden Seitenflächen kann eine ausreichend große Fläche für die Kontaktierung der Dies nach außen sichergestellt werden. Indem ein Teil der Kontaktflächen auf der Seitenfläche aufgebracht ist, kann weiterhin die Ausdehnung der Kontaktflächen auf der ersten Oberfläche reduziert werden, sodass mehr Platz für die elektronischen Strukturen bleibt. Application of contact areas adjacent to the electronic structures, so that the contact areas each extend over a section of the first surface and the respectively adjacent side area. By extending the contact surfaces over the first surface and the adjoining side surfaces, a sufficiently large surface for the contacting of the dies to the outside can be ensured. Since some of the contact areas are applied to the side surface, the extent of the contact areas on the first surface can furthermore be reduced, so that more space remains for the electronic structures.
- Abschleifen der zusammenhängenden Substratschicht zur Vereinzelung der Dies. - Grinding of the coherent substrate layer to separate the dies.
Durch die zusammenhängende Substratschicht weist der Wafer eine höhere Dicke als die vereinzelten Dies auf. Außerdem verbindet diese Substratschicht die Dies. Nach dem Entfernen der zusammenhängenden Substratschichtdurch das beschriebene Abschleifen sind die Dies somit vereinzelt. Jeder Die umfasst mindestens eine elektronische Struktur und eine an die Struktur angrenzende Kontaktfläche. Due to the cohesive substrate layer, the wafer has a greater thickness than the isolated dies. In addition, this substrate layer connects the dies. After the contiguous substrate layer has been removed by the described grinding, the dies are thus isolated. Each die comprises at least one electronic structure and a contact area adjacent to the structure.
In einer Ausführungsform umfasst jeder Die mindestens eine elektronische Struktur und mindestens zwei an die Struktur angrenzende Kontaktflächen, sodass der Die in einen elektrischen Stromkreis eingebunden werden kann. In one embodiment, each die comprises at least one electronic structure and at least two contact surfaces adjoining the structure, so that the die can be integrated into an electrical circuit.
Nach dem Abschleifen der Substratschicht wird in einer Ausführungsform ein weiterer Abschnitt der Kontaktfläche, der mit dem Abschnitt der Kontaktfläche auf der Seitenfläche eines Dies zusammenhängt, auf einer Unterseitenfläche des Dies gebildet. Die Unterseitenfläche liegt der ersten Oberfläche gegenüber, die einer Oberseitenfläche des Dies entspricht . In zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Kontaktfläche in folgenden Schritten aufgetragen: After the substrate layer has been ground off, in one embodiment a further section of the contact surface, which is related to the section of the contact surface on the side surface of a die, is formed on an underside surface of the die. The bottom surface is opposite to the first surface, which corresponds to a top surface of the die. In at least one embodiment of the method, the contact area is applied in the following steps:
- Aufträgen einer Keimschicht, die zumindest einen an die jeweilige elektronische Struktur angrenzenden Abschnitt der ersten Oberfläche und einen Abschnitt der jeweils angrenzenden Seitenfläche bedeckt. Die Keimschicht bedeckt zumindest den Bereich, in dem später die Kontaktfläche gebildet werden soll. Die Keimschicht kann ganzflächig aufgebracht werden, also beispielsweise eine beliebig große Fläche auf der ersten Oberfläche und den angrenzenden Seitenflächen bedecken. Aus einer zusammenhängenden Keimschicht können mehrere Kontaktflächen gebildet werden. Application of a seed layer which covers at least one portion of the first surface adjoining the respective electronic structure and a portion of the respective adjoining side surface. The seed layer covers at least the area in which the contact area is to be formed later. The seed layer can be applied over the entire area, that is to say, for example, cover an area of any size on the first surface and the adjoining side surfaces. Several contact surfaces can be formed from a coherent seed layer.
- Anschließend kann eine Fotomaske aufgebracht und strukturiert werden. Die Fotomaske wird so strukturiert, dass sie Abschnitte der ersten Oberfläche, auf denen keine Kontaktflächen aufgebracht werden, abdeckt. Nach dem Aufbringen der Fotomaske liegt nur der Teil der Keimschicht frei, auf welchem in einem späteren Verfahrensschritt die Kontaktflächen aufgetragen werden. - A photo mask can then be applied and structured. The photomask is structured in such a way that it covers sections of the first surface on which no contact areas are applied. After the photomask has been applied, only that part of the seed layer is exposed on which the contact surfaces will be applied in a later process step.
- Elektrochemische Abscheidung von leitfähigem Metall auf der Keimschicht zur Bildung von Kontaktflächen. - Electrochemical deposition of conductive metal on the seed layer to form contact surfaces.
Durch die vorstrukturierte Fotomaske kann das leitfähige Metall einfach auf dem gewünschten freiliegenden Teil der Keimschichtaufgebracht werden, sodass die Kontaktflächen gebildet werden. Die Kontaktflächen können sich zumindest über die erste Oberfläche und die Seitenflächen sowie zusätzlich über die Unterseitenfläche erstrecken. Hierfür können analog zu den obigen Schritten Kontaktschichten auf der Unterseitenfläche aufgebracht werden, die mit Kontaktschichten auf den Seitenflächen in Kontakt stehen. The pre-structured photomask allows the conductive metal to be easily applied to the desired exposed portion of the seed layer so that the contact areas are formed. The contact surfaces can extend at least over the first surface and the side surfaces and additionally over the underside surface. For this purpose, contact layers can be applied analogously to the steps above the underside surface are applied, which are in contact with contact layers on the side surfaces.
- Entfernen der Fotomaske nach der Bildung der Kontaktflächen . - Removal of the photomask after the contact surfaces have been formed.
Weitere Verfahren zum Aufbringen des leitfähigen Metalls neben der elektrochemischen Abscheidung sind Sputtern oder chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD). Other methods of applying the conductive metal in addition to electrochemical deposition are sputtering or chemical vapor deposition (CVD).
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und dazugehörigen Figuren näher beschrieben . The invention is described in more detail below with reference to exemplary embodiments and the associated figures.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils . FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of an electronic component according to the invention.
Figur 2 zeigt eine detaillierte Ansicht einer Oberseitenfläche der ersten Ausführungsform des Bauteils. Figure 2 shows a detailed view of a top surface of the first embodiment of the component.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Figure 3 shows a perspective view of a
Ausführungsform eines elektronischen Bauteils nach dem Stand der Technik. Embodiment of an electronic component according to the prior art.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des elektronischen Bauteils mit mehreren elektronischen Strukturen. FIG. 4 shows a perspective view of a second embodiment of the electronic component with a plurality of electronic structures.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des elektronischen Bauteils mit Kontaktflächen an vier Seitenflächen. Figuren 6A, 6B, 6C, 6D, 6E und 6F zeigen schematisch verschiedene Verfahrensstufen eines Verfahrens zur Herstellung einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils. FIG. 5 shows a perspective view of a third embodiment of the electronic component with contact surfaces on four side surfaces. FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E and 6F schematically show different method stages of a method for producing an embodiment of the electronic component.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils 10. Das Bauteil 10 der ersten Ausführungsform ist ein Die, der aus einem Wafer vereinzelt wurde. Das Bauteil 10 weist eine Quaderform mit rechteckiger Grundfläche auf. FIG. 1 shows a first embodiment of an electronic component 10 according to the invention. The component 10 of the first embodiment is a die that was separated from a wafer. The component 10 has a cuboid shape with a rectangular base area.
Das Bauteil 10 umfasst einen Grundkörper 1, der ein Halbleitermaterial umfasst. Das Halbleitermaterial ist beispielsweise Silizium. The component 10 comprises a base body 1 which comprises a semiconductor material. The semiconductor material is silicon, for example.
Das quaderförmige Bauteil 10 umfasst weiterhin eine Oberseitenfläche 2, eine Unterseitenfläche 3 und vier Seitenflächen 4, die zwischen Oberseitenfläche und Unterseitenfläche angeordnet sind und normal zu diesen stehen. The cuboid component 10 further comprises an upper side surface 2, a lower side surface 3 and four side surfaces 4, which are arranged between the upper side surface and the lower side surface and are normal to these.
Das Bauteil 10 ist ein miniaturisiertes Bauteil, dessen Oberseitenfläche 2 in der vorliegenden Ausführungsform Abmessungen von maximal 400 pm x 200 pm aufweist. Die Dicke das Bauteil normal zur Oberseitenfläche beträgt maximal 150 pm. The component 10 is a miniaturized component, the top surface 2 of which in the present embodiment has dimensions of a maximum of 400 μm × 200 μm. The thickness of the component normal to the top surface is a maximum of 150 μm.
Auf der Oberseitenfläche 2 ist eine elektronische Struktur 5 aufgebracht. Die elektronische Struktur 5 nimmt einen abgegrenzten Abschnitt der Oberseitenfläche 2 ein. An electronic structure 5 is applied to the top surface 2. The electronic structure 5 occupies a delimited section of the top surface 2.
Die elektronische Struktur 5 grenzt an zwei gegenüberliegenden Seiten an Kontaktflächen 6. Die Kontaktflächen 6 ermöglichen eine Kontaktierung zwischen der elektronischen Struktur 5 und einem äußeren, nicht dargestellten Stromkreis. The electronic structure 5 adjoins contact surfaces 6 on two opposite sides Contact surfaces 6 enable contact to be made between the electronic structure 5 and an external circuit, not shown.
Die erste Kontaktfläche 6A, die an eine erste Seite der elektronischen Struktur 5 angrenzt und mit dieser kontaktiert ist, erstreckt sich über einen Abschnitt auf der Oberseitenfläche 2 des elektronischen Bauteils und einen damit zusammenhängenden Abschnitt auf einer ersten Seitenfläche 4A des elektronischen Bauteils. The first contact surface 6A, which adjoins and is contacted with a first side of the electronic structure 5, extends over a section on the top surface 2 of the electronic component and a section connected therewith on a first side surface 4A of the electronic component.
Die zweite Kontaktfläche 6B, die an eine zweite Seite der elektronischen Struktur 5 angrenzt, die der ersten Seite gegenüber liegt, und mit dieser kontaktiert ist erstreckt sich über einen zweiten Abschnitt auf der Oberseitenfläche 2 des elektronischen Bauteils. Weiterhin erstreckt sich die Kontaktfläche 6B über eine Seitenfläche 4C, die der ersten Seitenfläche 4A gegenüberliegt. Der Abstand der Seitenflächen 4A und 4C beträgt in der vorliegenden Ausführungsform maximal 400 gm. Der Abstand der normal zu den Seitenflächen 4A und 4C ausgerichteten Seitenflächen 4B und 4D beträgt in der vorliegenden Ausführungsform maximal 200 gm. The second contact surface 6B, which adjoins a second side of the electronic structure 5, which is opposite the first side, and is contacted with this, extends over a second section on the upper side surface 2 of the electronic component. Furthermore, the contact surface 6B extends over a side surface 4C which lies opposite the first side surface 4A. The distance between the side surfaces 4A and 4C is a maximum of 400 μm in the present embodiment. The distance between the side surfaces 4B and 4D aligned normal to the side surfaces 4A and 4C is a maximum of 200 μm in the present embodiment.
Die Kontaktflächen 6 bilden jeweils eine durchgehende Fläche, die sich über Oberseitenfläche 2 und Seitenfläche 4 erstreckt. Somit umfasst eine Kontaktfläche 6 zwei Kontakt schichten, die in einem rechten Winkel zueinanderstehen, sodass sie eine L-Form bilden. The contact surfaces 6 each form a continuous surface which extends over the top surface 2 and side surface 4. Thus, a contact surface 6 comprises two contact layers which are at right angles to one another so that they form an L-shape.
Die Kontaktfläche besteht aus einem leitfähigen Metall, wie beispielsweise Nickel, Kupfer, Silber oder Gold oder einer Legierung der genannten Elemente. Das vorliegende elektronische Bauteil 10 fungiert als TVS- Schutzbauelement . Hierzu kann das Bauteil 10 wie die in Figur 2 dargestellte ESD-Schutzbaugruppe ausgebildet sein. Diese umfasst hier die beiden Kontaktflächen 6A und 6B und die elektronische Struktur 5. Die elektronische Struktur 5 umfasst eine Widerstandskomponente 51, die zwischen zwei elektrische Leiterstrukturen 52A und 52B angeordnet ist. Eine erste elektrische Leiterstruktur 52A ist mit der ersten Kontaktfläche 6A und eine zweite elektrische Leiterstruktur 52B ist mit der zweiten Kontaktfläche 6B elektrisch kontaktiert. Die elektrischen Leiterstrukturen 52 sind als ineinandergreifende Elektrodenkämme ausgeführt. The contact surface consists of a conductive metal such as nickel, copper, silver or gold or an alloy of the elements mentioned. The present electronic component 10 functions as a TVS protective component. For this purpose, the component 10 can be designed like the ESD protection assembly shown in FIG. This here comprises the two contact surfaces 6A and 6B and the electronic structure 5. The electronic structure 5 comprises a resistance component 51 which is arranged between two electrical conductor structures 52A and 52B. A first electrical conductor structure 52A is in electrical contact with the first contact area 6A and a second electrical conductor structure 52B is in electrical contact with the second contact area 6B. The electrical conductor structures 52 are designed as interlocking electrode combs.
Die Widerstandskomponente 51 bildet mit den beiden elektrischen Leiterstrukturen 52 ein elektronisches Funktionselement. Bei der Widerstandskomponente 51 handelt es sich beispielsweise um einen Thyristor, einen Transistor oder eine Halbleiterdiode oder eine integrierte Schaltung die ein oder mehrere der genannten Komponenten kombiniert. The resistance component 51 forms an electronic functional element with the two electrical conductor structures 52. The resistance component 51 is, for example, a thyristor, a transistor or a semiconductor diode or an integrated circuit which combines one or more of the components mentioned.
Wird in dem Funktionselement ein maximal zulässiges Spannungsniveau überschritten, fließt ein elektrischer Strom durch die Widerstandskomponente 51 von der ersten zur zweiten elektrischen Leiterstruktur. Die Widerstandskomponente 51 umfasst ein halbleitendes Material. If a maximum permissible voltage level is exceeded in the functional element, an electrical current flows through the resistance component 51 from the first to the second electrical conductor structure. The resistance component 51 comprises a semiconducting material.
Die Schutzbaugruppe kann aber auch als Halbleiterbauelement, z.B. als Diode oder Transistor, in einer anderen Form ausgebildet sein. Als sperrendes Element kann ein Halbleiterübergang dienen. The protective assembly can, however, also take the form of a semiconductor component, e.g. a diode or transistor, in another form. A semiconductor junction can serve as a blocking element.
Figur 3 zeigt als Vergleichsbeispiel eine Ausführungsform eines elektronischen Bauteils 20 gemäß dem Stand der Technik. Der Grundkörper des Bauteils 20 weist dieselbe Geometrie und dieselben Abmessungen wie das erfindungsgemäße Bauteil 10 auf. Anders als auf dem Bauteil 10, sind auf dem Bauteil 20 die zwei Kontaktflächen 6 ausschließlich auf der Oberseitenfläche 2 des Bauteils aufgebracht. Die Kontaktflächen 6 erstrecken sich nicht auf eine der Seitenflächen 4 des Bauteils 20. As a comparative example, FIG. 3 shows an embodiment of an electronic component 20 according to the prior art. The base body of the component 20 has the same geometry and the same dimensions as the component 10 according to the invention. In contrast to the component 10, the two contact surfaces 6 on the component 20 are applied exclusively to the top surface 2 of the component. The contact surfaces 6 do not extend onto one of the side surfaces 4 of the component 20.
Um genügend große Kontaktflächen zur sicheren Kontaktierung der elektronischen Struktur 5 zu erhalten, nehmen die Kontaktflächen 6 auf dem Bauteil 20 einen größeren Anteil an der Oberseitenfläche 2 an als im Falle des Bauteils 10. Daher bleibt weniger Platz für die elektronische Struktur 5. Die elektronische Struktur umfasst dieselben Elemente wie die elektronische Struktur auf dem Bauteil 10. Dementsprechend gehen bereits aus einem direkten optischen Vergleich der Figuren 1 und 3 klar die Vorteile hervor, die mit dem vorgeschlagenen Bauteil erzielt werden können. In order to obtain sufficiently large contact areas for secure contacting of the electronic structure 5, the contact areas 6 on the component 20 take up a larger proportion of the top surface 2 than in the case of the component 10. Therefore, less space remains for the electronic structure 5. The electronic structure comprises the same elements as the electronic structure on the component 10. Accordingly, the advantages that can be achieved with the proposed component can already be clearly seen from a direct optical comparison of FIGS. 1 and 3.
Durch die teilweise Anordnung der Kontaktflächen 6 auf den Seitenflächen 4 wie im erfindungsgemäßen Bauteil 10 kann die Fläche der elektronischen Struktur 5 auf einem Bauteil mit den genannten Massen um mehr als 30 % im Vergleich zu einem Bauteil 20 gemäß dem Stand der Technik vergrößert werden. Due to the partial arrangement of the contact surfaces 6 on the side surfaces 4 as in the component 10 according to the invention, the area of the electronic structure 5 on a component with the specified masses can be increased by more than 30% compared to a component 20 according to the prior art.
Die Fläche der elektronischen Struktur 5 auf der Oberseitenfläche 2 des elektronischen Bauteils 10 beträgt in der vorliegenden Ausführungsform somit mindestens 0,064 mm2. The area of the electronic structure 5 on the top surface 2 of the electronic component 10 is thus at least 0.064 mm 2 in the present embodiment.
Durch eine größere Dimensionierung der elektronischen Struktur 5 können gegebenenfalls darin integrierte Schaltkreise, elektronische Funktionselemente und elektrische Leiter flexibel angeordnet und gestaltet werden. Der Abstand zwischen den integrierten Elementen kann vergrößert werden, sodass parasitäre Kapazitäten reduziert werden. With a larger dimensioning of the electronic structure 5, if necessary, integrated circuits, electronic functional elements and electrical conductors can be flexibly arranged and designed. The distance between the integrated elements can be enlarged, so that parasitic capacitances are reduced.
Durch einen größeren Abstand gegenpoliger elektrischer Leiter, die an jeweils einer der beiden Kontaktflächen kontaktiert sind, kann weiterhin das maximale Spannungsniveau vor einem Spannungsdurchschlag durch dieDue to a greater distance between opposing electrical conductors, which are in contact with one of the two contact surfaces, the maximum voltage level before a voltage breakdown through the
Widerstandskomponente erhöht werden. Das Verhältnis zwischen dem maximalen Spannungsniveau und dem Abstand der gegenpoligen Leiter ist annähernd linear. Resistance component can be increased. The relationship between the maximum voltage level and the distance between the opposing polarity conductors is approximately linear.
Weiterhin hat ein Bauteil 10 gegenüber einem Bauteil 20 den Vorteil, dass eine Kontaktierung nach außen auch über die Seitenflächen 4A und 4C möglich ist. Furthermore, a component 10 has the advantage over a component 20 that external contact is also possible via the side surfaces 4A and 4C.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektronischen Bauteils 30. Das elektronische Bauteil 30 weist eine Quaderform mit rechteckigem Grundriss auf. Im Wesentlichen entspricht das Bauteil 30 dem Bauteil 10. Die Unterschiede der Bauteile werden im Folgenden erläutert. FIG. 4 shows a further embodiment of an electronic component 30. The electronic component 30 has a cuboid shape with a rectangular outline. Component 30 essentially corresponds to component 10. The differences between the components are explained below.
Die Oberflächenseite 2 des Bauteils 30 hat die Form eines Rechtecks mit einer langen Seite und einer kurzen Seite. Das elektronische Bauteil 30 weist vier elektronische Strukturen 5A bis 5D auf. Die elektronischen Strukturen sind parallel nebeneinander entlang der langen Seite auf der Oberseitenfläche 2 des elektronischen Bauteils 30 angeordnet. Die elektronischen Strukturen 5 stehen nicht unmittelbar im Kontakt zueinander. The surface side 2 of the component 30 has the shape of a rectangle with a long side and a short side. The electronic component 30 has four electronic structures 5A to 5D. The electronic structures are arranged parallel to one another along the long side on the upper side surface 2 of the electronic component 30. The electronic structures 5 are not in direct contact with one another.
Jede der elektronischen Strukturen 5A bis 5D ist an zwei gegenüberliegenden Seiten von jeweils zwei Kontaktflächen 6 kontaktiert. Die Kontaktflächen 6 sind jeweils an einer Seite der elektronischen Strukturen 5, die in Richtung der langen Seite der Oberseitenfläche 2 gerichtet ist, aufgebracht. Jede der Kontaktflächen 6 erstreckt sich über einen Abschnitt der Oberseitenfläche 2 und einen daran angrenzenden Abschnitt der Seitenfläche 4A bzw. 4C. Die Seitenflächen 4A und 4C sind die langen Seitenflächen des Bauteils 30, die an die lange Seite der Oberseitenfläche 2 angrenzen. Each of the electronic structures 5A to 5D is contacted on two opposite sides by two contact surfaces 6 in each case. The contact surfaces 6 are each on one side of the electronic structures 5, which is directed in the direction of the long side of the top surface 2, applied. Each of the contact surfaces 6 extends over a portion of the top surface 2 and a portion of the side surface 4A or 4C adjoining it. The side surfaces 4A and 4C are the long side surfaces of the component 30 which adjoin the long side of the top surface 2.
Jede der vier elektronischen Strukturen 5 umfasst dieselben elektronischen Funktionselemente. Die beiden Kontaktflächen 6 einer jeden elektronischen Struktur, die auf jeweils zwei Seiten der elektronischen Strukturen 5 aufgebracht sind, weisen jeweils dieselbe Fläche auf. Each of the four electronic structures 5 includes the same electronic functional elements. The two contact areas 6 of each electronic structure, which are each applied to two sides of the electronic structures 5, each have the same area.
Die Kontaktflächen 6 sind untereinander nicht unmittelbar kontaktiert. The contact surfaces 6 are not in direct contact with one another.
Figur 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des elektronischen Bauteils 40. Die dritte Ausführungsform gleicht im Wesentlichen der zweiten Ausführungsform des Bauteils 30. FIG. 5 shows a third embodiment of the electronic component 40. The third embodiment is essentially the same as the second embodiment of the component 30.
Das Bauteil 40 weist drei elektronische Strukturen 5 auf, die genauso wie beim Bauteil 30 entlang einer langen Seite der Oberseitenfläche 2 parallel nebeneinander angeordnet sind.The component 40 has three electronic structures 5 which, just as with the component 30, are arranged parallel to one another along a long side of the top surface 2.
Die Anzahl der elektronischen Strukturen 5 kann in verschiedenen Ausführungsformen beliebig variiert werden. The number of electronic structures 5 can be varied as desired in different embodiments.
Jede der elektronischen Strukturen ist wiederum mit zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen 6, die sich jeweils über einen Abschnitt auf der Oberseitenfläche 2 und einer der Seitenflächen 4A bzw. 4C erstrecken, nach außen kontaktiert. Die Seitenflächen 4A bzw. 4C sind die langen Seitenflächen des Bauteils 30, die an die lange Seite der Oberseitenfläche 2 angrenzen. Each of the electronic structures is in turn contacted to the outside with two opposite contact surfaces 6, which each extend over a section on the top surface 2 and one of the side surfaces 4A or 4C. The side surfaces 4A and 4C are the long side surfaces of the component 30, which adjoin the long side of the top surface 2.
Im Unterschied zum Bauteil 30 umfasst das Bauteil 40 weiterhin eine Massenelektrode 7, die die elektronischen Strukturen 5A bis 5C elektrisch miteinander verbindet. Dazu ist die Masseelektrode 7 mittig auf der Oberseitenfläche 2 über deren gesamten Länge aufgebracht. Die Masseelektrode 7 verläuft parallel zur langen Seite der Oberseitenfläche 2. In contrast to component 30, component 40 also includes a ground electrode 7, which electrically connects electronic structures 5A to 5C to one another. For this purpose, the ground electrode 7 is applied centrally on the top surface 2 over its entire length. The ground electrode 7 runs parallel to the long side of the top surface 2.
Die Massenelektrode 7 umfasst ein elektrisch leitendes Material wie Nickel, Kupfer, Silber, Gold oder eine Legierung dieser Elemente. The ground electrode 7 comprises an electrically conductive material such as nickel, copper, silver, gold or an alloy of these elements.
Das gewählte elektrisch leitende Material ist auf der Oberseitenfläche 2, bzw. auf den darauf befindlichen elektronischen Strukturen 5 aufgebracht, um eine durchgehende Kontaktierung von einer ersten kurzen Kante 2A der Ober seitenfläche 2 zu einer zweiten kurzen Kante 2B der Ober seitenfläche 2 zu ermöglichen. Die kurzen Kanten der Ober seitenfläche 2 entsprechenden Kanten entlang der kurzen Seite der rechteckigem Oberseitenfläche 2. The selected electrically conductive material is applied to the upper side surface 2, or to the electronic structures 5 located thereon, in order to enable continuous contacting from a first short edge 2A of the upper side surface 2 to a second short edge 2B of the upper side surface 2. The short edges of the upper side surface 2 correspond to edges along the short side of the rectangular upper side surface 2.
An beiden Enden der Masseelektrode 7 sind deren Kontaktflachen 6C bzw. 6D aufgebracht. Die Kontaktflächen 6C und 6D erstrecken sich jeweils über einen Abschnitt auf der Oberseitenfläche 2 und einer der kurzen Seitenflächen 4B bzw. 4D. Die kurzen Seitenflächen 4B bzw. 4C sind die Seiten flächen das Bauteil 40, die an die kurze Seite der Ober seitenfläche 2 angrenzen. Die Figuren 6A, 6B, 6C, 6D, 6E und 6F zeigen schematisch ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauteils 10. The contact surfaces 6C and 6D thereof are applied to both ends of the ground electrode 7. The contact surfaces 6C and 6D each extend over a section on the top surface 2 and one of the short side surfaces 4B or 4D. The short side surfaces 4B and 4C are the side surfaces of the component 40 that adjoin the short side of the upper side surface 2. FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E and 6F schematically show an exemplary method for producing the electronic component 10.
In einem ersten Schritt wird beispielsweise ein Siliziumwafer 100 bereitgestellt. Der Wafer kann alternativ auch ein anderes Halbleitermaterial umfassen. Der Siliziumwafer 100 umfasst in einem schachbrettartigen Raster auf der Oberseitenfläche 2 angeordnete elektronische Strukturen 5. In a first step, for example, a silicon wafer 100 is provided. The wafer can alternatively also comprise another semiconductor material. The silicon wafer 100 comprises electronic structures 5 arranged in a checkerboard grid on the top surface 2.
Die elektronischen Strukturen 5 werden beispielsweise mit einem Complemantary Metal Oxide Semiconductor (CMOS)-Prozess auf der Oberseitenfläche 2 aufgetragen. The electronic structures 5 are applied to the top surface 2, for example, using a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) process.
Anschließend wird der Wafer im Schritt A entlang der Trennungslinien zwischen den späteren einzelnen Dies angesägt, sodass die Seitenflächen 4 der einzelnen Dies 10 komplett freiliegen. Die Dies hängen aber weiterhin über die Substratschicht 110 zusammen. The wafer is then sawed in step A along the dividing lines between the later individual dies, so that the side surfaces 4 of the individual dies 10 are completely exposed. However, these are still connected via the substrate layer 110.
Während der Bearbeitung der Oberseitenfläche 2 sitzt die Unterseite 8 der Substratschicht 110 des Wafers 100 auf einer Trägerfolie 9A auf. During the processing of the upper side surface 2, the lower side 8 of the substrate layer 110 of the wafer 100 rests on a carrier film 9A.
Im Schritt B bzw. C wird in einem fotolithographischen Prozess eine Keimschicht 60 auf der Oberseitenfläche 2 des Wafers 100 aufgetragen. In step B or C, a seed layer 60 is applied to the top surface 2 of the wafer 100 in a photolithographic process.
Nach dem Aufträgen in Schritt B bedeckt die Keimschicht 60 die gesamte Oberseitenfläche 2 einschließlich der Oberflächen der durch das Ansägen entstandenen Gräben 20, die die Seitenflächen 4 der einzelnen Dies 10 umfassen. After the application in step B, the seed layer 60 covers the entire top surface 2 including the surfaces of the trenches 20 created by the sawing, which encompass the side surfaces 4 of the individual dies 10.
Anschließend wird in Schritt C eine Fotomaske 61 aufgebracht und strukturiert, die gewünschte Abschnitte der Oberseitenfläche 2, auf denen später keine Kontaktflächen gebildet werden, abdeckt. Subsequently, in step C, a photo mask 61 is applied and structured, the desired sections of the Top surface 2, on which no contact surfaces will be formed later, covers.
Der freiliegende Teil der Keimschicht 60 umfasst nun ausschließlich Abschnitte, die den späteren Kontaktflächen 6 entsprechen. Die Abschnitte grenzen unmittelbar an die elektronischen Strukturen 5 an und erstrecken sich jeweils über einen Abschnitt, der von der Oberseitenfläche 2 auf die späteren Seitenflächen 4 der Dies 10 reicht. The exposed part of the seed layer 60 now exclusively comprises sections which correspond to the later contact surfaces 6. The sections directly adjoin the electronic structures 5 and each extend over a section that extends from the top surface 2 to the later side surfaces 4 of the dies 10.
Durch ein Abscheidungsverfahren wie elektrochemische Abscheidung kann nun ein elektrisch leitendes Material wie Nickel, Kupfer, Silber oder Gold bzw. eine Legierung dieser Elemente auf dem freiliegenden Teil der Keimschicht 60 aufgetragen werden, um die Kontaktflächen 6 zu bilden. By means of a deposition process such as electrochemical deposition, an electrically conductive material such as nickel, copper, silver or gold or an alloy of these elements can now be applied to the exposed part of the seed layer 60 in order to form the contact surfaces 6.
In Schritt D wird die Fotomaske 61 und die darunter liegende Keimschicht 60 anschließend von der Oberseitenfläche 2 des Bauteils entfernt. In step D, the photomask 61 and the underlying seed layer 60 are then removed from the top surface 2 of the component.
Alternativ kann das elektrisch leitende Material über ein anderes hierfür geeignetes Verfahren wie CVD oder Sputtern aufgetragen werden. Alternatively, the electrically conductive material can be applied using another suitable method such as CVD or sputtering.
Nach Bildung der Kontaktflächen 6 ist jede elektronische Struktur 5 mit jeweils zwei Kontaktflächen 6 kontaktiert, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten an die elektronische Struktur 5 angrenzen und sich jeweils über einen Abschnitt auf der Oberseitenfläche 2 und einer angrenzenden Seitenfläche 4 erstrecken. After the contact surfaces 6 have been formed, each electronic structure 5 is contacted with two contact surfaces 6 each, which adjoin the electronic structure 5 on opposite sides and each extend over a section on the top surface 2 and an adjoining side surface 4.
In einem anschließenden Schritt E wird die Trägerfolie 9A von der Unterseite 8 der Substratschicht 110 gelöst und stattdessen eine neue Trägerfolie 9B auf der Oberflächenseite 2 des Wafers aufgebracht. Die Substratschicht 110 wird anschließend bis zur Unterflächenseite 3 der Dies abgeschliffen, um die einzelnen Dies 10 des Wafers 100 zu vereinzeln. In a subsequent step E, the carrier film 9A is detached from the underside 8 of the substrate layer 110 and instead, a new carrier film 9B is applied to the surface side 2 of the wafer. The substrate layer 110 is then ground down to the lower surface side 3 of the dies in order to separate the individual dies 10 of the wafer 100.
Nach der Vereinzelung der Dies 10, die jeweils einem elektronischen Bauteil 10 gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, kann im Schritt F die Trägerfolie 9B entfernt werden. After the dies 10, which each correspond to an electronic component 10 according to the first embodiment, have been separated, the carrier film 9B can be removed in step F.
Abschließend können die hergestellten Dies 10 einer optischen und elektrischen Qualitätskontrolle unterzogen werden. Finally, the dies 10 produced can be subjected to an optical and electrical quality control.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Grundkörper 10 elektronisches Bauteil 1 base body 10 electronic component
100 Wafer 110 Substratschicht des Wafers 2 OberSeitenfläche 100 wafer 110 substrate layer of the wafer 2 upper side surface
20 Graben in der ober Seitenfläche 3 Unterseitenfläche 20 trench in the upper side surface 3 lower side surface
4,4A-4D Seitenflächen 5,5A-5D elektronische Strukturen 51 WiderStandskomponente 4,4A-4D side surfaces 5,5A-5D electronic structures 51 resistance component
52A,B elektrische Leiterstrukturen 6,6A-6D Kontaktflächen 52A, B electrical conductor structures 6,6A-6D contact areas
60 Keimschicht der Kontaktflächen 61 Fotomaske 60 seed layer of the contact areas 61 photomask
7 Massenelektrode 7 ground electrode
8 Unterseite des Wafers 9A,9B Trägerfilm 8 underside of the wafer 9A, 9B carrier film
A-E Schritte eines Herstellungsverfahrens A-E steps of a manufacturing process

Claims

Patentansprüche Claims
1. Elektronisches Bauteil (10) (10) aufweisend einen1. Electronic component (10) (10) having a
Grundkörper (1), eine Oberseitenfläche (2) und mindestens eine Seitenfläche (4), wobei Base body (1), a top surface (2) and at least one side surface (4), wherein
- der Grundkörper (1) ein Halbleitermaterial umfasst,- The base body (1) comprises a semiconductor material,
- eine elektronische Struktur (5) auf der Oberseitenfläche (2) aufgebracht ist, wobei die elektronische Struktur zwei elektrische Leiter umfasst, die durch eine Widerstandskomponente voneinander getrennt werden und wobei die elektrischen Leiter in Form zweier ineinander greifender Elektrodenkämme ausgebildet sind, - An electronic structure (5) is applied to the top surface (2), the electronic structure comprising two electrical conductors which are separated from one another by a resistance component and wherein the electrical conductors are designed in the form of two interlocking electrode combs,
- zwei Kontaktflächen (6) sich angrenzend an jeweils einen der elektrischen Leiter der elektronischen Struktur (5) jeweils über einen Abschnitt der Oberseitenfläche (2) und einer jeweils angrenzenden Seitenfläche (4) erstrecken. - Two contact surfaces (6), each adjacent to one of the electrical conductors of the electronic structure (5), each extend over a section of the top surface (2) and a respective adjacent side surface (4).
2. Elektronisches Bauteil (10) nach Anspruch 1, wobei das elektronische Bauteil (5) eine Quaderform aufweist, umfassend die Oberseitenfläche (2), vier an die Oberseitenfläche (2) angrenzende und normal gegen diese ausgerichtete Seitenflächen (4) und eine der Oberseitenfläche (2) gegenüberliegende Unterseitenfläche (3). 2. The electronic component (10) according to claim 1, wherein the electronic component (5) has a cuboid shape, comprising the upper side surface (2), four side surfaces (4) adjoining the upper side surface (2) and oriented normally towards this, and one of the upper side surface (2) opposite underside surface (3).
3. Elektronisches Bauteil (10) nach Anspruch 2, wobei sich zumindest eine der Kontaktflächen (6) über einen Abschnitt der Oberseitenfläche (2), einer angrenzenden Seitenfläche (4) und der Unterseitenfläche (3) erstreckt. 3. Electronic component (10) according to claim 2, wherein at least one of the contact surfaces (6) extends over a portion of the upper side surface (2), an adjacent side surface (4) and the lower side surface (3).
4. Elektronisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das elektronische Bauteil (10) zwei Kontaktflächen (6) umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten der elektronischen Struktur (5) angeordnet sind und an diese angrenzen und sich jeweils über einen Abschnitt der Oberseitenfläche (2) und der jeweils angrenzenden Seitenfläche (4) erstrecken. 4. Electronic component (10) according to one of claims 1 to 3, wherein the electronic component (10) has two contact surfaces (6) which are arranged on opposite sides of the electronic structure (5) and adjoin them and each extend over a section of the upper side surface (2) and the respectively adjoining side surface (4).
5. Elektronisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis5. Electronic component (10) according to one of claims 1 to
4, wobei die Kontaktflächen (6) und die dazwischenliegende elektronische Struktur (5), die die Widerstandskomponente (51) umfasst, ein ESD(elektrostatische Entladung, englisch: Electro-static discharge)-Schutzelement bilden. 4, the contact surfaces (6) and the intermediate electronic structure (5), which comprises the resistance component (51), forming an ESD (electrostatic discharge) protective element.
6. Elektronisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis6. Electronic component (10) according to one of claims 1 to
5, wobei das Bauteil ein TVS (Transient Voltage Suppressor)- Schutzbauelement ist. 5, the component being a TVS (Transient Voltage Suppressor) protective component.
7. Elektronisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis7. Electronic component (10) according to one of claims 1 to
6, wobei das Bauteil (10) mehrere elektronische Strukturen6, wherein the component (10) has several electronic structures
(5) mit angrenzenden Kontaktflächen (6) umfasst. (5) with adjoining contact surfaces (6).
8. Elektronisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis8. Electronic component (10) according to one of claims 1 to
7, wobei das elektronische Bauteil (10) vier Kontaktflächen7, wherein the electronic component (10) has four contact surfaces
(6) umfasst die an vier verschiedenen Seiten an die elektronische Struktur (5) angrenzen und sich jeweils über die Oberseitenfläche (2) und die jeweils angrenzende Seitenfläche (4) erstrecken. (6) comprises which adjoin the electronic structure (5) on four different sides and each extend over the top surface (2) and the respectively adjoining side surface (4).
9. Elektronisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis9. Electronic component (10) according to one of claims 1 to
8, wobei eine Polymerschicht zwischen zumindest einem Abschnitt der Kontaktfläche (6) und einer korrespondierenden Oberfläche des Grundkörpers (1) aufgebracht ist, wobei der Abschnitt der Kontaktfläche (6) zumindest eine Kante zwischen Oberseitenfläche (2) und Seitenfläche (4) innerhalb der Kontaktfläche umfasst. 8, wherein a polymer layer is applied between at least one section of the contact surface (6) and a corresponding surface of the base body (1), the section of the contact surface (6) having at least one edge between Comprises top surface (2) and side surface (4) within the contact surface.
10. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils (10), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Wafers (100) umfassend ein Halbleitermaterial und eine Vielzahl von in einem schachbrettartigen Raster angeordneten elektronischen Strukturen (5), b) Ansägen des Wafers (100) von einer ersten Oberfläche (2) zur späteren Vereinzelung des Wafers (100) in Dies (10), sodass die Seitenflächen (4) der Dies (10) vollständig freiliegen, während die Dies (10) an einer der ersten Oberfläche (2) gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (8) noch über eine zusammenhängende Substratschicht (110) des Wafers (100) verbunden sind, c) Aufträgen von Kontaktflächen (6) angrenzend an die elektronischen Strukturen (5), sodass sich die Kontaktflächen (6) jeweils über einen Abschnitt der ersten Oberfläche (2) und der jeweils angrenzenden Seitenfläche (4) erstrecken, wobei die Kontaktflächen (6) wie folgt aufgetragen werden: 10. A method for producing an electronic component (10), comprising the following steps: a) providing a wafer (100) comprising a semiconductor material and a plurality of electronic structures (5) arranged in a checkerboard grid, b) sawing the wafer (100) ) from a first surface (2) for the later separation of the wafer (100) into dies (10), so that the side surfaces (4) of the dies (10) are completely exposed, while the dies (10) on one of the first surfaces (2) opposite second surface (8) are still connected via a contiguous substrate layer (110) of the wafer (100), c) application of contact areas (6) adjacent to the electronic structures (5) so that the contact areas (6) each cover a section the first surface (2) and the respectively adjoining side surface (4), the contact surfaces (6) being applied as follows:
- Aufträgen einer Keimschicht (60), die zumindest einen an die jeweilige elektronische Struktur (5) angrenzenden Abschnitt der ersten Oberfläche (2) und einen Abschnitt der jeweils angrenzenden Seitenfläche (4) bedeckt, - Application of a seed layer (60) which covers at least one portion of the first surface (2) adjoining the respective electronic structure (5) and a portion of the respective adjoining side surface (4),
- Aufbringen einer Fotomaske (61) auf die Keimschicht- Applying a photo mask (61) to the seed layer
(60), (60),
- Strukturieren der Fotomaske (61), sodass die Fotomaske (61) Abschnitte der ersten Oberfläche (2), auf denen keine Kontaktflächen (6) aufgebracht werden, abdeckt, Structuring the photomask (61) so that the photomask (61) covers sections of the first surface (2) on which no contact areas (6) are applied,
- elektrochemische Abscheidung von leitfähigem Metall auf den nicht von der Fotomaske (61) abgedeckten Abschnitten der Keimschicht (60) zur Bildung von Kontaktflächen (6), - Entfernen der Fotomaske (61), d) Abschleifen der zusammenhängenden Substratschicht (110) zur Vereinzelung der Dies (10). - Electrochemical deposition of conductive metal on the sections of the seed layer (60) not covered by the photomask (61) to form contact surfaces (6), - removing the photomask (61), d) grinding off the contiguous substrate layer (110) to separate the dies (10).
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