多個實(shí)施例一般地涉及處理襯底的方法和器件。
背景技術(shù):
一般來說,半導(dǎo)體材料可以在半導(dǎo)體技術(shù)中被處理在襯底(也被稱作晶片或載體)上或襯底中,例如用來制造集成電路(也稱作芯片)。在半導(dǎo)體材料的處理期間,可以應(yīng)用特定工藝,例如在襯底之上形成一個或更多個層、將所述一個或更多個層結(jié)構(gòu)化或接觸芯片。一般來說,多孔銅層例如在厚電源金屬化領(lǐng)域中提供有益的機(jī)械特性。
與致密層(體銅)相比,多孔銅層可以施加較少的機(jī)械和/或熱應(yīng)力給硅,且因此提供在晶片和芯片上制備厚銅層的可能性,而不引起晶片或芯片的彎曲、造成晶片或芯片的分層和/或引起晶片或芯片中的裂縫。
傳統(tǒng)上而言,通過改變制備參數(shù)例如源材料(顆粒尺寸或添加劑)或者處理參數(shù)(沉積參數(shù)、爐參數(shù)、退火參數(shù))來調(diào)節(jié)多孔銅層的特性。這種調(diào)節(jié)強(qiáng)烈地受限于制備參數(shù)的范圍,且因此很窄。此外,這種調(diào)節(jié)在密封孔時失效,要求額外的工作且對使用的包含漿體的銅顆粒高度敏感,這減小了將這種調(diào)節(jié)適用于其他漿體成分的范圍。
備選地,可以通過在彼此之上印刷不同的包含漿體的銅顆粒或者金屬前體漿體,來形成兩層。這個工藝可以僅能夠調(diào)節(jié)多孔銅層的空間孔隙度、在密封孔時失效、要求額外的工作且對使用的包含漿體的銅顆粒的組合高度敏感。
備選地,多孔硅層可以通過金屬的電化學(xué)沉積或者無電化學(xué)來涂覆。這可以導(dǎo)致包括了使用的電解質(zhì)、增加了雜質(zhì)和污染的風(fēng)險或其它后果,如降低的可靠性或?qū)ζ骷膿p壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一種制造電子器件的方法,所述方法包括:在襯底中形成至少一個電子組件;形成與所述至少一個電子組件電接觸的接觸焊盤。形成所述接觸焊盤包括:在所述襯底之上形成第一層;將所述第一層平坦化以形成所述第一層的平坦化表面;以及在所述平坦化表面之上形成第二層。所述第二層具有比所述第一層低的孔隙度。
附圖說明
在附圖中,相同的附圖標(biāo)記貫徹不同的視圖通常表示相同的部件。附圖不必按比率繪制,而是通常重點(diǎn)在于說明本發(fā)明的原理。在以下描述中,參考附圖來描述本發(fā)明的多個實(shí)施例,在附圖中:
圖1A至1D分別通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖2A至2C分別通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖3A至3D分別通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖4A和4B分別通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖5A和5B分別示出了根據(jù)各種實(shí)施例的示意圖;
圖6A和6B分別示出了根據(jù)各種實(shí)施例的示意圖;
圖7A至7C通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖8A至8C通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖9通過示意性流程圖示出了根據(jù)各種實(shí)施例的方法;
圖10A和10B通過示意性流程圖分別示出了根據(jù)各種實(shí)施例的方法;
圖11A和11B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖12A和12B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;
圖13A和13B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件;以及
圖14A和14B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
具體實(shí)施方式
以下的詳細(xì)描述參考附圖,附圖通過示例示出了實(shí)施本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)和實(shí)施例。
用語“示例”在本文中用來表示“用作例子、實(shí)例或示例”。本文作為“示例”描述的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)不是必需比其他實(shí)施例或設(shè)計(jì)優(yōu)選或有利。
參考形成在側(cè)面或表面“之上”的沉積材料而描述的用語“之上”在本文用來表示沉積材料可以“直接”形成在所指側(cè)面或表面上,例如直接接觸。參考形成在側(cè)面或表面“之上”的沉積材料而描述的用語“之上”在本文也用來表示沉積材料可以“間接”形成在所指側(cè)面或表面上,其中在所指側(cè)面或表面與沉積材料之間布置有一個或更多個附加層。
參考結(jié)構(gòu)的(或襯底、晶片或載體的)“橫向”延伸或“橫向”而使用的用語“橫向”在本文可以用來表示沿著襯底、晶片或載體表面的延伸或位置關(guān)系。這表示襯底的表面(例如載體的表面或晶片的表面)可以用作參考,統(tǒng)稱為襯底的主處理表面(或晶片或載體的主處理表面)。此外,參考結(jié)構(gòu)(或結(jié)構(gòu)元件)的“寬度”而使用的用語“寬度”可以用來表示結(jié)構(gòu)的橫向延伸。此外,參考結(jié)構(gòu)(或結(jié)構(gòu)元件)的高度而使用的用語“高度”可以用來表示結(jié)構(gòu)沿著與襯底的表面垂直(例如與襯底的主處理表面垂直)的方向的延伸。參考層的“厚度”而使用的用語“厚度”在本文可以用來表示層垂直于其上沉積層的支撐件(材料)表面的空間延伸。如果支撐件表面與襯底表面(例如主處理表面)平行,則在支撐件上沉積的層的“厚度”可以與層的高度相同。此外,“豎直”結(jié)構(gòu)可以指在與橫向方向垂直(例如與襯底的主處理表面垂直)的方向上延伸的結(jié)構(gòu),且“豎直”延伸可以指沿著與橫向方向垂直的方向的延伸(例如與襯底的主處理表面垂直的延伸)。
根據(jù)各種實(shí)施例,襯底(也稱作載體或晶片)可以包括多種類型的半導(dǎo)體材料或者可以由多種類型的半導(dǎo)體材料形成,包括IV族半導(dǎo)體(例如硅或鍺)、化合物半導(dǎo)體例如III-V族化合物半導(dǎo)體(例如砷化鎵)或者其他類型的半導(dǎo)體材料例如包括III族半導(dǎo)體、V族半導(dǎo)體或聚合物。在一個實(shí)施例中,襯底由(摻雜或未摻雜的)硅制成;在一個可替選實(shí)施例中,襯底是絕緣體上硅(SOI)晶片。作為替選,任意其它合適半導(dǎo)體材料可以用作襯底,例如,半導(dǎo)體化合物材料諸如磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP);還有任意合適的三元半導(dǎo)體化合物材料或者四元半導(dǎo)體化合物材料,諸如銦鎵砷(InGaAs)。
可以處理襯底以將一個或更多個半導(dǎo)體芯片形成在以下的至少一項(xiàng):在襯底之上,和在襯底中。半導(dǎo)體芯片可以包括有源芯片區(qū)域。有源芯片區(qū)域可以布置在襯底的一部分中,并且可以包括一個或更多個半導(dǎo)體電路元件(也被稱作電子組件),如晶體管、電阻器、電容器、二極管等。一個或更多個半導(dǎo)體電路元件可以被配置成執(zhí)行計(jì)算或存儲操作。備選地或附加地,一個或更多個半導(dǎo)體電路元件可以被配置成例如在功率電子器件中執(zhí)行開關(guān)或整流操作。
通過從襯底的切口區(qū)域去除材料(也被稱作切割或切開半導(dǎo)體區(qū)域),可以從襯底將半導(dǎo)體芯片單片化。例如,從襯底的切口區(qū)域去除材料可以通過劃片和裂片、分裂、刀片切割或機(jī)械鋸切(例如使用切割鋸)來處理。在將半導(dǎo)體芯片單片化之后,其可以被電接觸和例如通過模制材料被密封到適用于在電子器件中使用的芯片載體(也被稱作芯片殼體)中。例如,半導(dǎo)體芯片可以通過導(dǎo)線接合到芯片載體,且芯片載體可以被焊接到印刷電路板上。
根據(jù)各種實(shí)施例,金屬可以包括通過以下元素組中的一個元素或者通過以下元素組中的一個元素形成(換句話說,金屬可以包括以下中的至少一個或者通過以下中的至少一個形成):鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鎂(Mg)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、銥(Ir)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鈀(Pd)。備選地或者附加地,金屬可以包括金屬合金或者通過金屬合金形成,所述金屬合金包括所述元素組中的一個或更多個元素。例如,金屬合金可以包括金屬間化合物,例如金和鋁的金屬間化合物、銅和鋁的金屬間化合物、銅和鋅的金屬間化合物(例如“黃銅”)或銅和錫的金屬間化合物(例如“青銅”)。根據(jù)各種實(shí)施例,導(dǎo)電材料,例如金屬,可以是導(dǎo)電的,例如具有大于大約104S/m、例如大于大約106S/m的電導(dǎo)率。
層布置可以被提供為包括第一層和第二層。形成第二層可以與形成第一層不同。例如,第一層可以是印刷的,而第二層可以是濺射的。第一層和第二層中的至少一個可以包括例如金屬的導(dǎo)電材料或通過例如金屬的導(dǎo)電材料形成。
如圖示,層布置可以被提供為將第一層和第二層的材料特性(例如物理、機(jī)械和/或化學(xué)特性)進(jìn)行組合。如圖示,第一層可以減小被傳遞到襯底(例如芯片)界面的應(yīng)力。第二層可以提供用于連接到封裝體的機(jī)械特性(例如硬度、電導(dǎo)率、抗腐蝕性、可接合性等)。例如,第一層可以用作應(yīng)力吸收部。第二層可以用作保護(hù)層和/或接觸模板。層布置的材料特性可以通過調(diào)節(jié)第一層和第二層中至少一個的厚度例如調(diào)節(jié)兩層厚度的比率來改變。保護(hù)層可以包括金屬哈特涂覆(hart-coating)或者可以通過金屬哈特涂覆來形成。
根據(jù)各種實(shí)施例,認(rèn)識到由于初始制備的多孔層(也被稱作第一層)的粗糙形貌,密封多孔層的孔或者提供孔的平坦填充可能是復(fù)雜的。如圖示,由于粗糙形貌,用于在多孔層中沉積進(jìn)一步材料的電場可能是不均勻的,在粗糙形貌的突出部分具有最大值,這增加了(濺射)材料對突出部分的吸引。因此,峰狀生長可能主導(dǎo)第二層的生長工藝。
電場可以提供等離子體的生成,例如用于濺射或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。換句話說,形成第二層可以包括使用等離子體。
第一層的形貌可以被平坦化以降低第一層的粗糙度。如圖示,經(jīng)平坦化的第一層可以提供均勻的電場分布,帶來空間均勻的材料分布,例如在使用濺射來形成第二層的情況下。第二層可以通過氣體材料來形成,例如通過化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD,也被稱作蒸發(fā))中的至少一種來形成,例如濺射。
根據(jù)各種實(shí)施例,將第一層平坦化可以包括以下處理中的至少一個或可以通過以下處理中的至少一個來形成:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。
根據(jù)各種實(shí)施例,可以提供形成層布置的方法和層布置。所述方法可以包括:提供第一層;平坦化所述第一層;以及在經(jīng)平坦化的第一層之上形成第二層。可選地,第一層可以形成在包括種子層和阻擋層中的至少一個層的層堆疊之上??蛇x地,可以通過漿體印刷、等離子體塵沉積、電化學(xué)沉積及其組合中的至少一種來形成。
第二層的密度可以大于第一層的密度。備選地或附加地,第二層可以包括無孔層或者可以通過無孔層形成。如圖示,層結(jié)構(gòu)可以提供混合層,混合層組合了多孔層和無孔層二者的優(yōu)點(diǎn)??蛇x地,第一層可以包括至少兩個子層或者可以通過至少兩個子層來形成,所述至少兩個子層在孔特性、化學(xué)成分和厚度中的至少一個方面彼此不同。
根據(jù)各種實(shí)施例,通過分析層結(jié)構(gòu)和層與層界面中的至少一個來揭示方法的使用,例如通過掃描電子顯微鏡(SEM)、聚焦離子束燒蝕、聚焦離子束顯微鏡中的至少一個來進(jìn)行分析。備選地或附加地,可以分析以下中的至少一個:在層界面的晶界(例如,通過電子背散射衍射)、電解質(zhì)的存在(例如,通過能量色散X射線光譜)和最終層的形貌粗糙度(可以揭示濺射的使用)。
圖1A至1D通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
器件100a可以包括襯底102,如圖1A所示。襯底102可以包括例如硅的半導(dǎo)體材料或者由例如硅的半導(dǎo)體材料形成。
此外,器件100b可以包括形成在襯底102中和形成在襯底102之上中的至少一個處的第一層104。第一層104可以包括遠(yuǎn)離襯底102的表面區(qū)域104。表面區(qū)域104s可以在第一層104的與襯底102相對的側(cè)上定義第一層104的初始形成表面104t。
第一層104可以通過包括固體顆粒的漿體和例如有機(jī)粘合劑的聚合物粘合劑來形成。漿體可以通過印刷沉積例如模板印刷、絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷來布置在襯底102之上。
固體顆粒可以包括例如金屬(諸如銅)的導(dǎo)電材料或者通過該導(dǎo)電材料形成。固體顆粒可以包括固體物質(zhì)或者通過固體物質(zhì)形成。
顆??梢园ㄒ韵轮械闹辽僖环N或通過以下中的至少一種形成:納米顆粒,換句話說,具有延伸(例如直徑)小于大約100nm的顆粒;細(xì)觀顆粒,換句話說,具有從大約100nm到大約1μm范圍內(nèi)的延伸的顆粒;以及宏觀顆粒,換句話說,具有大于大約1μm的延伸的顆粒。
漿體可以布置在襯底102之上且被回火以便去除漿體的聚合物組分,例如,有機(jī)粘合劑(例如有機(jī)液體)。通過去除聚合物組分,可以減小第一層104的體積。當(dāng)顆粒相互接觸時,體積的減小可以停滯,直到第一層104達(dá)到最終體積。顆粒之間的剩余聚合物組分可以被去除,而留有由氣體材料填充的縫隙。
備選地或附加地,第一層104可以通過使用等離子體在襯底102之上布置顆粒(也稱作等離子體塵沉積)來形成。等離子體可以物理激活顆粒,使得它們通過接觸而相互反應(yīng)??蛇x地,顆??梢员换鼗?。
回火可以包括將第一層104加熱到燒結(jié)溫度,該燒結(jié)溫度在顆粒的融化溫度的大約30%至顆粒的融化溫度的大約70%的范圍內(nèi)。
例如,燒結(jié)溫度可以大于大約200℃,例如大于大約250℃,例如大于大約300℃,例如大于大約350℃,例如大于大約400℃,例如大于大約500℃,并且小于顆粒的融化溫度(換句話說,小于顆粒材料的融化溫度),例如小于大約800℃,例如小于大約700℃,例如小于大約600℃。在燒結(jié)期間,顆??梢员粺Y(jié)。換句話說,顆粒可以相互連接,而沒有達(dá)到液化點(diǎn)而融化。顆粒之間的接觸區(qū)域可以在回火期間增大。
第一層104例如表面區(qū)域104s,可以包括部分互連的孔304t(也被稱作多孔結(jié)構(gòu)702)的孔網(wǎng)絡(luò)或可以通過該孔網(wǎng)絡(luò)形成(見圖3A)。第一層104中的至少一個孔(一個或多個孔)可以在第一層104的初始形成表面104t處開口,其可以限定第一層104的粗糙度例如處于顆粒尺寸的范圍內(nèi)。換句話說,至少一個孔隙可以限定延伸到第一層104中的開口。
第一層104(例如第一層104的初始形成表面104t)的粗糙度(例如均方根后的)可以大于襯底102(例如由第一層104覆蓋的襯底表面)的粗糙度,例如大約兩倍、大約四倍、大約十倍或更多。
在平坦化之前第一層104的粗糙度(例如均方根后的粗糙度)(換句話說,初始形成表面104t的粗糙度)可以在從大約0.1μm到大約50μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約5μm的范圍內(nèi)。
器件100c可以包括具有平坦化表面104p的第一層104。平坦化表面104p可以通過去除第一層104的表面區(qū)域104s來形成,例如通過以下處理中的至少一個:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。由此,可以將第一層104減薄。
表面區(qū)域104s的厚度114t可以處在從大約0.1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約5μm的范圍內(nèi)。備選地或者附加地,表面區(qū)域114s的厚度114t可以大于第一層104的粗糙度。
在平坦化期間,可以減小第一層104的粗糙度(例如均方根后的)。平坦化后的第一層104的粗糙度(例如均方根后的粗糙度)(換句話說,平坦化表面104p的粗糙度)可以小于大約10μm,例如小于大約5μm,例如小于大約2μm,例如小于大約1μm。
器件100d可以包括第二層106。第二層106可以形成在平坦化表面104p之上。第二層106可以利用等離子體來形成,例如通過使用等離子體的物理氣相沉積(PVD),例如通過濺射。
第一層104(例如顆粒)和第二層106中的至少一個層可以包括以下材料類型中的至少一種或由以下材料類型中的至少一種形成:半導(dǎo)體和金屬。例如,第一層104可以包括至少一個金屬層或通過至少一個金屬層形成,例如多孔金屬層,例如多孔銅層。備選地或附加地,第一層104可以包括半導(dǎo)體層或通過半導(dǎo)體層形成,例如多孔半導(dǎo)體層。備選地,襯底102和第一層104中的至少一個還可以包括另一材料類型(例如包括多孔材料)或通過另一材料類型形成,例如陶瓷、玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、電介質(zhì)。
在一個實(shí)施例中,第一層104和第二層106不同之處可以在于化學(xué)成分,例如形成它們的材料。例如,第二層106可以包括與第一層104不同的材料類型(例如金屬)或通過與第一層104不同的材料類型(例如金屬)形成。
備選地,第一層104和第二層可以在材料類型和化學(xué)成分中的至少一個方面相同,例如材料,例如金屬。例如,第一層104和第二層106可以包括以下金屬中的至少一個或由以下金屬中的至少一個形成:鋁、銅、鎳、鎂、鉻、鐵、鋅、錫、金、銀、銥、鉑、鈀和鈦。
可選地,襯底102可以包括至少一個其它層102i,例如形成在半導(dǎo)體材料和第一層104之間。至少一個其它層102i可以提供襯底102的表面。至少一個其它層102i可以包括以下中的至少一個或可以通過以下中的至少一個形成:阻擋層、鈍化層、再分布層和粘合層。例如,如果襯底102或第一層104包括半導(dǎo)體(例如硅),則阻擋層可以包括鈦和鎢中的至少一個或者由鈦和鎢中的至少一個形成。相比于襯底102和第一層104中的至少一個,阻擋層可以提供更短的阻擋層擴(kuò)散長度。粘合層可以被配置成:相比于兩個表面相互接觸,在其之間形成粘合層的兩個表面之間提供更大的粘合性。與其上形成鈍化層的表面相比,鈍化層可以提供更小的化學(xué)反應(yīng)性。再分布層可以包括導(dǎo)電材料或由導(dǎo)電材料形成,且可以被結(jié)構(gòu)化以提供若干導(dǎo)電路徑,例如器件100d的互連電子部件。
根據(jù)各種實(shí)施例,襯底102(例如襯底的表面),例如至少一個其它層102i,可以包括以下中的至少一個或由以下中的至少一個形成:金屬;半導(dǎo)體(也稱作半導(dǎo)體材料);例如包括金屬或半導(dǎo)體中至少一個的氧化物(分別是半導(dǎo)體氧化物或金屬氧化物),例如氧化硅;包括金屬或半導(dǎo)體中至少一個的氮化物(分別是半導(dǎo)體氮化物或金屬氮化物),例如氮化硅;以及包括金屬或半導(dǎo)體中至少一個的電介質(zhì)材料(分別是例如半導(dǎo)體電介質(zhì)或金屬電介質(zhì))。
根據(jù)各種實(shí)施例,第二層106可以通過以下中的至少一個形成:物理氣相沉積;印刷沉積;以及化學(xué)氣相沉積。第二層可以利用無流體工藝?yán)鐭o電解質(zhì)工藝來形成。物理氣相沉積可以包括以下中的至少一個或可以通過以下中的至少一個形成:濺射、熱蒸發(fā)和反應(yīng)濺射。印刷沉積可以包括以下或通過以下形成:模板印刷、絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷?;瘜W(xué)氣相沉積可以包括等離子體增強(qiáng)。
第一層104和第二層106中的至少一個可以包括以下材料中的至少一種或由以下材料中的至少一種形成:金屬、陶瓷、玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、電介質(zhì)和半導(dǎo)體。例如,第一層104和第二層106可以包括以下中的至少一個或由以下中的至少一個形成:相同的金屬、相同的陶瓷、相同的玻璃、相同的金屬氧化物、相同的金屬氮化物、相同的金屬碳化物、相同的電介質(zhì)、相同的半導(dǎo)體以及相同的化學(xué)成分。
第一層104的孔特性可以大于第二層106的孔特性。例如,第一層104的孔隙度可以在從大約20%到大約80%的范圍中,例如在大約20%到大約70%的范圍中,例如在大約20%到大約60%的范圍中,例如在大約20%到大約35%的范圍中或在大約35%到大約60%的范圍中。第二層106和襯底102中的至少一個的孔隙度可以小于大約20%、例如小于大約10%、例如小于大約5%,例如大約為0%(基本為零)。
圖2A至圖2C通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
器件200a可以包括襯底102,如圖2A所示,例如類似于襯底100a。
此外,器件100b可以包括形成在襯底102中和形成在襯底102之上中的至少一個處的第一層104。第一層104可以從襯底102的暴露表面102s突出。
器件200c可以包括具有平坦化表面104p的第一層104。平坦化表面104p可以通過去除第一層104的表面區(qū)域104s來形成,例如通過以下中的一個:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。由此,可以減薄第一層104。
可選地,與器件100d類似,器件200c可以包括在平坦化表面104p之上的第二層106。
可選地,接觸焊盤1708、1706可以被形成為包括第一層104和可選的第二層106,或者由第一層104和可選的第二層106形成。
圖3A通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件300a。
第一層104,例如平坦化表面104p、初始形成表面104t和表面區(qū)域104s中的至少一個,可以包括延伸到襯底102中的至少一個孔314t(換句話說,一個或更多個孔314t,例如多個孔314t)或者由延伸到襯底102中的至少一個孔314t形成。至少一個孔314t可以包括在表面104t、104p中的開口304o或由該開口304o形成。
根據(jù)各種實(shí)施例,至少一個孔314t的尺寸(也稱作孔尺寸例如空間平均尺寸)可以處在從大約0.1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約0.5μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約5μm的范圍內(nèi)。尺寸可以限定以下中的至少一個:與第一層104(例如平坦化表面104p或初始形成表面104t)的表面104t、104p平行的至少一個孔314t的延伸,例如開口304o的橫向延伸;和進(jìn)入到襯底中的至少一個孔314t(例如與表面104t、104p垂直)的延伸。通過開口304o,可以打開孔(也稱作開孔表面)。換句話說,通過表面104t、104p打開至少一個孔。
至少一個孔314t也可以被稱作多孔結(jié)構(gòu)702。多孔結(jié)構(gòu)702中的至少兩個孔可以例如通過相互鄰接和/或通過其它孔而相互互連。
孔特性可以包括空間孔密度、空間孔尺寸和孔隙度中的至少一個。換句話說,孔特性可以包括空間孔密度、空間孔尺寸和/或孔隙度。
孔密度可以指單位面積或單位體積上的孔數(shù)目??臻g孔尺寸可以指空間孔體積或空間孔膨脹(延伸),例如與表面104t、104p垂直和與表面104t、104p平行中的至少一種,例如孔直徑。空間孔尺寸和孔密度中的至少一個可以指空間平均值,例如在以下中的至少一個上的平均值:平坦化表面104p;初始形成表面104t和表面區(qū)域104s。根據(jù)各種實(shí)施例,孔網(wǎng)絡(luò)702可以包括以下中的至少一個或者可以通過以下中的至少一個形成:微孔,換句話說,具有小于大約2nm的延伸(例如與表面104t、104p垂直或與表面104t、104p平行中的至少一種,例如直徑)的孔304t;細(xì)孔,換句話說,具有在大約2nm至大約50nm的范圍內(nèi)的延伸(例如與表面104t、104p垂直或與表面104t、104p平行中的至少一種,例如直徑)的孔304t;以及宏孔,換句話說,具有大于大約50nm的延伸(例如與表面104t、104p垂直和與表面104t、104p平行中的至少一種,例如直徑)的孔304t。
孔隙度(也稱作縫隙率)可以指區(qū)域中的縫隙空間,且可以被理解為在區(qū)域的全部體積或全部面積中縫隙體積所占的比率。多孔層、區(qū)域或材料可以包括在從0.1到0.9的范圍內(nèi)的孔隙度,或換句話說,在從10%到90%的范圍內(nèi)的百分比。孔隙度可以指空間平均值,例如在區(qū)域上的平均,區(qū)域例如是平坦化表面104p、初始形成表面104t、表面區(qū)域104s和第一層103中的至少一個。根據(jù)各種實(shí)施例,孔密度和空間孔尺寸可以限定孔隙度。備選地或附加地,孔密度和孔隙度可以限定空間孔尺寸。備選地或附加地,孔隙度和空間孔尺寸可以限定孔密度。
圖3B至圖3D通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
根據(jù)多個實(shí)施例,器件300b可以包括第一層104和第二層106。第二層106可以部分密封(換句話說,部分密封或完全密封)第一層104的孔。器件300b還可以包括在第二層106之上的掩膜結(jié)構(gòu)108(例如,經(jīng)結(jié)構(gòu)化的聚合物層,例如包括樹脂或者通過樹脂形成)。
掩膜結(jié)構(gòu)108的厚度108d可以在從大約1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如大于大約2μm,例如大于大約4μm,例如大于大約6μm,例如大于大約8μm。掩膜結(jié)構(gòu)108例如可以使用光刻來被結(jié)構(gòu)化。掩膜結(jié)構(gòu)108可以根據(jù)預(yù)定的圖案(例如掩膜圖案)來被結(jié)構(gòu)化。在將掩膜結(jié)構(gòu)108結(jié)構(gòu)化之后,例如通過掩膜結(jié)構(gòu)108的開口可以暴露(換句話說,沒有覆蓋)器件300b的至少一個處理區(qū)域316。備選地,掩膜結(jié)構(gòu)108可以根據(jù)預(yù)定圖案(例如掩膜圖案)通過基礎(chǔ)材料來形成。預(yù)定圖案可以被配置成保留至少一個處理區(qū)域316不被覆蓋。
器件300c可以包括被結(jié)構(gòu)化的第一層104和第二層106中的至少一個。例如可以通過濕法刻蝕(例如使用液體刻蝕劑)或干法刻蝕(例如使用氣體刻蝕、等離子體刻蝕和離子刻蝕中的至少一種)來處理由掩膜結(jié)構(gòu)108暴露的至少一個處理區(qū)域316(暴露區(qū)域)。例如,可以在第一層104和第二層106中的至少一個中形成溝槽902和凹陷902中的至少一個。
器件300d可以包括相互遠(yuǎn)離的第一層104和第二層106中的至少一個的至少兩個部分1706、1708a、1708b。在結(jié)構(gòu)化之后,可以去除掩膜結(jié)構(gòu)108,例如使用溶劑(例如堿性流體、有機(jī)流體或水基流體)。
至少兩個部分1706、1708a、1708b均可以提供接觸焊盤。備選地,與器件200c類似,可以只形成一個部分1708a。
圖4A通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件400a。
根據(jù)各種實(shí)施例,器件400a可以包括形成在第一層104中例如形成在襯底102的半導(dǎo)體區(qū)域704之上的多孔結(jié)構(gòu)702。
多孔結(jié)構(gòu)702可以通過印刷工藝形成,例如漿體印刷工藝(例如模板印刷工藝和/或絲網(wǎng)印刷工藝),例如金屬漿體印刷(例如使用含有金屬顆粒的漿體)。備選地或附加地,多孔結(jié)構(gòu)702可以通過等離子體塵沉積(例如使用塵等離子體)來形成。
根據(jù)各種實(shí)施例,多孔結(jié)構(gòu)702的孔隙度可以處在從大約20%到大約80%的范圍內(nèi),例如在從大約20%到大約70%的范圍內(nèi),例如在從大約20%到大約50%的范圍內(nèi),例如在從大約20%到大約30%的范圍內(nèi)或在從大約30%到大約40%的范圍內(nèi)。
根據(jù)各種實(shí)施例,多孔結(jié)構(gòu)的孔尺寸(例如空間平均孔尺寸)可以處在從大約0.1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約0.5μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約5μm的范圍內(nèi)。孔尺寸可以限定以下中的至少一個:與表面104t、104p平行的多孔結(jié)構(gòu)702的孔的延伸;和進(jìn)入到襯底(例如垂直于初始形成表面104t)中的多孔結(jié)構(gòu)702的孔的延伸。
根據(jù)各種實(shí)施例,多孔結(jié)構(gòu)702的粗糙度(例如均方根后的粗糙度)可以處在從大約0.1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約5μm的范圍內(nèi)。
根據(jù)各種實(shí)施例,多孔結(jié)構(gòu)702可以包括多個孔隙或由多個孔隙形成。根據(jù)各種實(shí)施例,多孔結(jié)構(gòu)702的至少一個孔隙(例如多個孔隙)可以在初始形成表面104t處打開。
多孔結(jié)構(gòu)702可以通過顆粒(也稱作粒狀材料)形成。顆??梢詿Y(jié)在一起,例如使得它們的粒核在區(qū)域內(nèi)相互接觸。在燒結(jié)期間,顆粒可以被壓緊且連接在一起,形成框架結(jié)構(gòu)的固體塊(也稱作模型)。
根據(jù)各種實(shí)施例,第一層104可以包括多孔銅層或由多孔銅層形成,例如通過模板印刷或絲網(wǎng)印刷從襯底102上的漿體印刷而得到。漿體可以包括銅顆粒和有機(jī)粘合劑或由銅顆粒和有機(jī)粘合劑形成。初始印刷的第一層104可以在干燥溫度下被干燥(例如在大于或等于大約60℃下持續(xù)1小時)以至少部分地去除漿體的有機(jī)成分,且在燒結(jié)溫度例如在400℃被燒結(jié)。可以提供干燥來在燒結(jié)之前去除漿體的液體成分。干燥溫度可以小于顆粒的融化溫度的30%,例如小于液體成分(例如有機(jī)溶劑)的蒸發(fā)溫度。
加熱第一層104可以包括大約15分鐘的加熱時間以及在燒結(jié)溫度的在從大約15分鐘至90分鐘的范圍內(nèi)的保持時間。在保持在燒結(jié)溫度期間,可以去除漿體的有機(jī)成分。第一層104可以在化學(xué)還原氣氛中加熱,所述氣氛例如包括惰性載體氣體(例如氮?dú)饣驓鍤庵械闹辽僖粋€)中的化學(xué)還原氣體(例如甲酸或一氧化碳中的至少一個)。備選地,第一金屬部304可以利用其它固體顆粒沉積工藝?yán)绲入x子體塵沉積來形成。
第一層104的孔隙度可以處在從大約40%到大約50%的范圍內(nèi)。第一層104的厚度404t(也參見圖1B)(例如在平坦化之前)可以處在從大約10μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如處在從大約10μm到大約50μm的范圍內(nèi),例如處在從大約10μm到大約30μm的范圍內(nèi),例如處在從大約10μm到大約20μm的范圍內(nèi)或處在從大約20μm到大約30μm的范圍內(nèi)。
圖4B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件400b。
器件400b可以包括形成在第一層104的平坦化表面104p之上的第二層106。平坦化表面104p可以利用加工來形成。
第一層104的厚度104t可以在平坦化期間被減小到厚度414t(參見圖1D),例如減小了至少第一層104的粗糙度的值,例如在從大約0.1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約10μm的范圍內(nèi),在從大約1μm到大約5μm的范圍內(nèi)。通過平坦化第一層104,例如在晶片級上可以提高層的厚度均勻性。備選地或附加地,第一層104的最終厚度可以被更精確地調(diào)節(jié)。
可選地,可以通過例如刻蝕(例如通過濕法刻蝕或等離子體刻蝕)來從平坦化表面104p(在形成第二層106之前)去除第一層104的氧化物層。
可以使用濺射來形成第二層106。第二層106可以包括表面(例如初始制備的),其具有比初始形成表面104t和表面區(qū)域104s中的至少一個更小的粗糙度。
第二層106可以被形成為無孔。例如,第二層106可以被形成為本體狀。
第二層106的厚度106t可以大于第一層104的空間孔尺寸的一半,例如大于第一層104的空間孔尺寸,例如大于第一層104的空間孔尺寸的兩倍。如圖示,這可以帶來對第一層104的孔的密封。備選地或附加地,第二層106的厚度106t可以小于第一層104的空間孔尺寸的兩倍。如圖示,這可以降低例如最小化層結(jié)構(gòu)104、106的應(yīng)力溫度梯度。換句話說,第一層104和層結(jié)構(gòu)104、106之間的應(yīng)力溫度梯度的差異可以被減小。
第二層106的厚度106t可以處在從大約1μm到大約10μm的范圍內(nèi),例如在從大約2μm到大約7μm的范圍內(nèi),例如在從大約2μm到大約5μm的范圍內(nèi)。
通過調(diào)整平坦化之后的第一層104的厚度414t(也稱作平坦化厚度414t)和第二層106的厚度106t之間的比率(也稱作厚度比率),可以調(diào)節(jié)層結(jié)構(gòu)104、106(層堆疊104、106)的機(jī)械特性。例如,通過減小厚度比率可以增加機(jī)械剛性或硬度。
根據(jù)各種實(shí)施例,厚度比率可以處在從大約1到大約100的范圍內(nèi),例如處在從大約1到大約50的范圍內(nèi),例如處在從大約1到大約30的范圍內(nèi),例如處在從大約2到大約20的范圍內(nèi),例如處在從大約3到大約10的范圍內(nèi),例如處在從大約3.3到大約4.5的范圍內(nèi)。
可選地,一個或更多個層可以形成在第二層106之上,例如至少一個層堆疊的之上,例如其提供了用于擴(kuò)散焊接的表面。例如,一個或更多個金屬層可以形成在第二層106之上。
如圖示,第一層104可以包括高孔隙度和高粗糙度或由高孔隙度和高粗糙度形成。在平坦化和濺射期間,可以密封第一層104的表面104t、104p。
圖5A和圖5B分別示出了根據(jù)各種實(shí)施例的示意圖500a。
在圖500a中,應(yīng)力503(兆帕斯卡Mpa)被示出為依賴于層結(jié)構(gòu)104、106的溫度501。應(yīng)力503包括張應(yīng)力區(qū)域503t和壓應(yīng)力區(qū)域503c。冷卻周期通過線501c表示而加熱周期通過線501h表示。
用于大約3.3的厚度比率(例如通過大約16.8μm的平坦化厚度414t和大約5μm的第二層106的厚度106t定義)的應(yīng)力溫度梯度(圖500a所示)可以大于用于大約4.5的厚度比率(例如通過大約22.5μm的平坦化厚度414t和大約5μm的第二層106的厚度106t定義)的應(yīng)力溫度梯度(圖500b所示)。
層結(jié)構(gòu)104、106的應(yīng)力溫度梯度可以處在從大約0.1MPa/K到大約1MPa/K的范圍內(nèi),例如在從大約0.2MPa/K到大約0.7MPa/K的范圍內(nèi),例如在從大約0.3MPa/K到大約0.5MPa/K的范圍內(nèi)。
圖6A相應(yīng)示出了在形成第二層106之前用于層結(jié)構(gòu)104、106的與曲線圖500a類似的示意圖600a。
與圖500a、500b相比,通過在第一層104之上形成第二層106,應(yīng)力溫度梯度沒有顯著增加。換句話說,第一層104可以提供應(yīng)力補(bǔ)償區(qū)域(如圖示,應(yīng)力補(bǔ)償層104)。
圖6B在示意圖600b中示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
示意圖600b示出了針對平坦化602之前、平坦化604之后、平坦化和回火604之后以及形成604第二層106之后的不同層結(jié)構(gòu)504、506、508而示例的電阻(毫歐姆mOhm)。
對于第一層結(jié)構(gòu)504,在602電阻是大約5.96mOhm,在604電阻是大約6.05mOhm,在606電阻是大約4.65mOhm,在608電阻是大約2.85mOhm。對于第二層結(jié)構(gòu)506,在602電阻是大約6.09mOhm,在604電阻是大約7.34mOhm,在606電阻是大約3.37mOhm,在608電阻是大約1.95mOhm。對于第三層結(jié)構(gòu)508,在602電阻是大約5.66mOhm,在604電阻是大約5.58mOhm,在606電阻是大約2.59mOhm,在608電阻是大約2.01mOhm。
對于所示的例子,具體電阻可以從平坦化前的大約8.5微歐姆厘米(μOhm·cm)減小到形成608第二層106之后的4.55微歐姆厘米(μOhm·cm)。
根據(jù)各種實(shí)施例,平坦化之前的層結(jié)構(gòu)104、106的具體電阻可以大于大約5μOhm·cm,例如大于大約6μOhm·cm,例如大于大約7μOhm·cm,例如大于大約8μOhm·cm,例如處在從大約7μOhm·cm到大約10μOhm·cm的范圍內(nèi)。
形成第二層106之后的層結(jié)構(gòu)104、106的具體電阻可以小于大約7μOhm·cm,例如小于大約6μOhm·cm,例如小于大約5μOhm·cm,例如小于大約4μOhm·cm,例如處在從大約3μOhm·cm到大約7μOhm·cm的范圍內(nèi)。
根據(jù)各種實(shí)施例,通過平坦化和形成第二層106可以將層結(jié)構(gòu)104、106的具體電阻減小多于大約10%,例如多于大約20%,多于大約30%,多于大約40%,例如處在從大約10%到大約40%范圍內(nèi)。
備選地或附加地,通過平坦化和形成第二層106可以將層結(jié)構(gòu)104、106的具體電阻減小多于大約1μOhm·cm,例如大于大約2μOhm·cm,例如大于大約3μOhm·cm,例如大于大約4μOhm·cm,例如處在從大約1μOhm·cm到大約5μOhm·cm的范圍內(nèi)。
圖7A至圖7C通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
器件700a可以包括形成在襯底102之上的第一層104。可以通過燒結(jié)粒狀材料來形成第一層104。粒狀材料可以包括多個顆粒704p或由多個顆粒704p形成。在燒結(jié)粒狀材料之后,第一層104可以包括多孔結(jié)構(gòu)702(例如包括部分互連的孔304t的網(wǎng)絡(luò))或由多孔結(jié)構(gòu)702形成。
在燒結(jié)之前顆粒704p的尺寸(例如平均延伸)可以處在從大約0.1μm到大約10μm范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約10μm范圍內(nèi),例如在從大約1μm到大約5μm范圍內(nèi)。
器件700b可以包括具有平坦化表面104p的第一層104。平坦化表面104p可以通過以下中的至少一個來形成:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光以及化學(xué)機(jī)械拋光。平坦化表面104p可以在燒結(jié)粒狀材料之后形成。平坦化表面104p可以是打開的孔304o,換句話說,第一層104的孔304t可以包括在平坦化表面104p中的開口。
通過平坦化第一層104,可以減小第一層104的粗糙度。換句話說,平坦化表面104p的粗糙度可以小于初始形成表面104t的粗糙度。例如,平坦化第一層104可以被配置用來減小第一層104的粗糙度至小于以下中的至少一個的值:第一層104的空間孔尺寸,和第一層104的空間顆粒尺寸。
器件700c可以包括形成在平坦化表面104p之上的第二層106。第二層106可以密封平坦化表面的孔304t,例如覆蓋孔304t的開口304o。
第二層106可以包括選自以下特性中的至少一個(例如空間平均的)或由選自以下特性中的至少一個形成:小于第一層104的孔特性;大于第一層104的硬度;小于第一層104的特定電阻率;大于第一層104的應(yīng)力溫度梯度;或大于第一層104的密度。
圖8A至圖8C通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖分別示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的器件。
器件800a可以包括在襯底102之上的第一層104??梢酝ㄟ^燒結(jié)粒狀材料來形成第一層104。粒狀材料可以包括多個顆粒704p或由多個顆粒704p形成。在燒結(jié)粒狀材料之后,第一層104可以包括多孔結(jié)構(gòu)702或由多孔結(jié)構(gòu)702形成。
器件800b可以包括具有平坦化表面104p的第一層104。平坦化表面104p可以通過以下處理中的至少一個來形成:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光以及化學(xué)機(jī)械拋光。平坦化表面104p可以在燒結(jié)粒狀材料之后形成。平坦化表面104p可選地可以是閉合的孔304c,換句話說,第一層104的孔304t可以至少部分地被平坦化表面104p密封。
將第一層104平坦化可以包括將第一層104的材料例如顆粒704p變形。因此,第一層104的材料可以是以下中的至少一種:至少部分密封孔304t和至少部分填充孔304t。如圖示,平坦化可以包括在第一層104上加壓以將第一層104的材料變形。第一層104的材料的第一部分可以被去除且第一層104的材料的第二部分可以變形。密封孔可以有助于在第一層104之上形成第二層106。
在平坦化第一層104期間,可以提高第一層104的表面104t、104p(例如表面層104s)的孔特性。例如,通過平坦化第一層104可以形成在至少一個孔特性中的梯度。換句話說,通過平坦化第一層104可以減小在表面104t、104p的孔密度、孔尺寸和孔隙度中的至少一個。
與接近襯底102相比,遠(yuǎn)離襯底102的第一層104的至少一個孔特性可以更少。例如,梯度可以朝向襯底102。
通過平坦化可以將第一層104(例如平坦化層104p)的至少一個孔特性減小大于大約10%,例如大于大約20%,例如大于大約30%,例如大于大約40%,例如大于大約50%,例如大于大約60%,例如大于大約70%,例如大于大約80%,例如大于大約90%,例如大于大約100%。例如,通過平坦化可以將第一層104的至少一個孔特性減小到大約0。在這種情況下,第一層104的孔304t可以在平坦化之后被完全密封。
器件800c可以包括形成在平坦化表面104p之上的第二層106。如果需要,則第二層106可以密封平坦化表面的孔304t,例如孔304t的剩余開口304o。
圖9通過示意性流程圖示出了根據(jù)各種實(shí)施例的方法900。
方法900可以包括:在902,在襯底中形成至少一個電子組件。方法900還可以包括:在904,形成與至少一個電子組件電接觸的接觸焊盤。在906,形成接觸包括:在襯底之上形成第一層;對第一層進(jìn)行平坦化以形成第一層的平坦化表面;以及在平坦化表面之上形成第二層。第二層具有比第一層低的孔隙度。
圖10A通過示意性流程圖示出了根據(jù)各種實(shí)施例的方法1000a。
方法1000a可以包括,在1002,在襯底之上形成第一層。方法1000a還可以包括,在1004,將第一層平坦化以形成第一層的平坦化表面。方法1000a還可以包括,在1006,在平坦化表面之上形成第二層。
可選地,第一層的孔隙度可以大于襯底的孔隙度和第二層的孔隙度中的至少一個。
可選地,第二層可以通過物理氣相沉積來形成。
可選地,第一層和第二層可以通過相同材料來形成(例如相同固體材料)。
圖10B通過示意性流程圖示出了根據(jù)各種實(shí)施例的方法1000b。
方法1000b包括,在1012,在襯底之上布置固體顆粒以及燒結(jié)固體顆粒,以形成與襯底相比具有更大孔隙度的第一層。方法1000b還可以包括,在1014,對第一層進(jìn)行平坦化,以形成第一層的平坦化表面。方法1000b還可以包括,在1016,在平坦化表面之上形成與第一層相比具有更低孔隙度的第二層。
可選地,第二層可以通過物理氣相沉積例如通過濺射來形成。
圖11A通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1000a。
根據(jù)各種實(shí)施例,半導(dǎo)體器件1100a可以包括多個電子組件(也稱作半導(dǎo)體電路元件)1702a、1702b、1702c,該多個電子組件彼此并聯(lián)電連接1904且與一個或更多個層結(jié)構(gòu)104、106電接觸。
半導(dǎo)體器件1100a可以包括在襯底102的第一側(cè)102t上的第一金屬化部1922,第一金屬化部1922可以可選地包括第一層104和第二層106或由第一層104和第二層106形成。多個電子組件1702a、1702b、1702c中的每個電子組件可以電連接1904到第一金屬化部1922。
備選地或附加地,半導(dǎo)體器件1100a可以包括在襯底102的第二側(cè)102b上的第二金屬化部1822,第二金屬化部1822可以可選地包括第一層104和第二層106或由第一層104和第二層106形成。多個電子組件1702a、1702b、1702c中的每個電子組件可以電連接1904到第二金屬化部1822。
例如,至少一個接觸焊盤1706、1708a、1708b(例如圖3或圖11B)可以通過第一金屬化部1922和第二金屬化部1822中的至少一個形成。備選地,再分布層可以通過第一金屬化部1922和第二金屬化部1822中的至少一個形成。
多個電子組件1702a、1702b、1702c中的每個電子組件可以包括二極管結(jié)構(gòu)(也稱作二極管單元)或晶體管結(jié)構(gòu)(也稱作晶體管單元),或者由二極管結(jié)構(gòu)或晶體管結(jié)構(gòu)形成。多個電子組件1702a、1702b、1702c可以是功率電子組件1702的一部分或形成功率電子組件1702。例如,多個電子組件1702a、1702b、1702c(例如功率電子組件1702)中的每個電子組件可以包括晶體管(例如功率晶體管)或由晶體管形成。備選地或附加地,多個電子組件1702a、1702b、1702c(例如功率電子組件)中的每個電子組件可以包括豎直結(jié)構(gòu)或由豎直結(jié)構(gòu)形成。豎直結(jié)構(gòu)可以被理解為提供從襯底102的第一側(cè)102t到襯底102的第二側(cè)102b的電流流動或反向的電流流動。備選地或附加地,多個電子組件1702a、1702b、1702c(例如功率電子組件1702)中的每個電子組件可以包括至少一個柵極接觸焊盤。至少一個柵極接觸焊盤可以通過第一金屬化部1922(如果存在)來提供(例如由第一金屬化部1922形成)。
根據(jù)各種實(shí)施例,第二層106可以是以下中的至少一個:保護(hù)層;可焊接層;可接合層;以及孔密封層。保護(hù)層可選地可以包括金屬哈特涂覆或從金屬哈特涂覆形成。
圖11B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1000b。
半導(dǎo)體器件1100b可以包括在半導(dǎo)體區(qū)域中和在半導(dǎo)體區(qū)域之上中的至少一個處形成的至少一個電子組件1702a、1702b、1702c,例如功率電子組件1702。例如,至少一個電子組件1702a、1702b、1702c、1702可以包括與至少一個層結(jié)構(gòu)104、106電接觸1704的至少一個晶體管(換句話說,一個或更多個晶體管)或由該至少一個晶體管形成。電子組件1702a、1702b、1702c、1702可以包括絕緣柵雙極晶體管或由絕緣柵雙極晶體管形成。
根據(jù)各種實(shí)施例,半導(dǎo)體器件1100b可以包括至少一個第一接觸焊盤1706(例如,至少一個集電極接觸焊盤1706)。至少一個第一接觸焊盤1706可以電連接到至少一個電子組件1702a、1702b、1702c、1702。可選地,至少一個第一接觸焊盤1706可以通過將如之前所述的層結(jié)構(gòu)104、106結(jié)構(gòu)化而形成。
備選地或附加地,半導(dǎo)體器件1100b可以包括至少一個第二接觸焊盤1708a、1708b(例如源極/漏極接觸焊盤1706),該至少一個第二接觸焊盤1708a、1708b被形成為與至少一個電子組件1702a、1702b、1702c、1702電接觸。該至少一個第二接觸焊盤1708a、1708b可以可選地包括柵極接觸焊盤1708b,例如其可以形成為與襯底102電絕緣??蛇x地,至少一個第二接觸焊盤1708a可以通過將如之前所述的層結(jié)構(gòu)104、106結(jié)構(gòu)化而形成。
換句話說,至少一個第一接觸焊盤1706和至少一個第二接觸焊盤1708a、1708b中的至少一個可以包括層結(jié)構(gòu)104、106。
一種形成器件1100a、1100b的方法可以包括:在襯底102中和在襯底102之上中的至少一個處形成包括至少一個電子組件1702a、1702b、1702c、1702的有源芯片區(qū)域;形成與有源芯片區(qū)域電接觸的至少一個接觸焊盤1706、1708a、1708b。至少一個接觸焊盤1706、1708a、1708b可以包括第一層104和第二層106或由第一層104和第二層106形成,第一層104布置在第二層106和有源芯片區(qū)域之間。第二層106包括以下中的至少一個:小于第一層104的孔特性;大于第一層104的硬度;小于第一層104的特定電阻率;大于第一層104的應(yīng)力溫度梯度;以及大于第一層104的密度。第一層104可以包括多孔應(yīng)力補(bǔ)償層或由多孔應(yīng)力補(bǔ)償層形成,以提供小于第一層104和襯底102中的至少一個的應(yīng)力溫度梯度。
圖12A通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)各種實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1200a,例如電子組件1702a、1702b、1702c,例如功率電子組件1702。
半導(dǎo)體器件1200a可以包括形成在襯底的第二側(cè)102b上的摻雜半導(dǎo)體層1081。摻雜半導(dǎo)體層1081可以包括第一摻雜類型或由第一摻雜類型形成。摻雜半導(dǎo)體層1081可以包括集電極區(qū)域(集電極區(qū)域形式的摻雜區(qū)域)或由該集電極區(qū)域形成。
半導(dǎo)體器件1200a還可以包括集電極接觸焊盤1706(例如漏極接觸焊盤)形式的第一接觸焊盤1706。第一接觸焊盤1706可以電接觸摻雜半導(dǎo)體層1081。第一接觸焊盤1706可以包括層結(jié)構(gòu)104、106或由層結(jié)構(gòu)104、106形成。第一接觸焊盤1706可以覆蓋摻雜半導(dǎo)體層1081的超過一半,例如基本完全覆蓋摻雜半導(dǎo)體層1081(例如大約80%以上的摻雜半導(dǎo)體層1081)。
此外,半導(dǎo)體器件1200a可以包括第一摻雜區(qū)域2006(第一摻雜半導(dǎo)體區(qū)域2006)。第一摻雜區(qū)域2006可以包括基極區(qū)域或由基極區(qū)域形成。第一摻雜區(qū)域2006可以包括(例如摻雜劑,其具有)與摻雜半導(dǎo)體層1081相同的摻雜類型(換句話說,摻雜半導(dǎo)體層108的摻雜劑),例如第一摻雜類型。半導(dǎo)體器件1200a還可以包括與第一摻雜區(qū)域2006電接觸的第二接觸焊盤1708a。第二接觸焊盤1708a可以包括發(fā)射極接觸焊盤1708a(例如源極接觸焊盤1708a)或由發(fā)射極接觸焊盤1708a(例如源極接觸焊盤1708a)形成。第二接觸焊盤1708a可以包括層結(jié)構(gòu)104、106或由層結(jié)構(gòu)104、106形成。
此外,半導(dǎo)體器件1200a可以包括形成在第一摻雜區(qū)域2006和摻雜半導(dǎo)體層1081之間的第二摻雜區(qū)域2004。第二摻雜區(qū)域2004可以包括漂移區(qū)域或由漂移區(qū)域形成。第二摻雜區(qū)域2004可以包括與摻雜半導(dǎo)體層1081不同的摻雜類型(第二摻雜類型),例如具有第二摻雜類型的摻雜劑。第二摻雜區(qū)域2004可選地可以包括外延形成的層。
半導(dǎo)體器件1200a還可以包括另一第二接觸焊盤1708b。另一第二接觸焊盤1708b可以包括柵極接觸焊盤1708b或由柵極接觸焊盤1708b形成。另一第二接觸焊盤1708b可以通過例如形成在另一第二接觸焊盤1708b和第二摻雜區(qū)域2004之間的電絕緣層而與第二摻雜區(qū)域2004電絕緣地形成。另一第二接觸焊盤1708b可以包括層結(jié)構(gòu)104、106或由層結(jié)構(gòu)104、106形成。
此外,半導(dǎo)體器件1200a可以包括第三摻雜區(qū)域2008。第三摻雜區(qū)域2008可以包括發(fā)射極區(qū)域或由發(fā)射極區(qū)域形成。第三摻雜區(qū)域2008可以包括(例如摻雜劑,其具有)與摻雜半導(dǎo)體層1081不同的摻雜類型,例如第二摻雜類型。第三摻雜區(qū)域2008的摻雜劑濃度可以大于第二摻雜區(qū)域2004的摻雜劑濃度。
可選地,半導(dǎo)體器件1200a包括處在第二摻雜區(qū)域2004和摻雜半導(dǎo)體層1081之間的第四摻雜區(qū)域2002。第四摻雜區(qū)域2002可以包括場停止區(qū)域或由場停止區(qū)域形成。第四摻雜區(qū)域2002可以包括具有與摻雜半導(dǎo)體層1081不同摻雜類型的摻雜劑。第四摻雜區(qū)域2002可以包括比第二摻雜區(qū)域2004更高的摻雜濃度。
第一摻雜類型可以是n摻雜類型而第二摻雜類型可以是p摻雜類型??商孢x地,第一摻雜類型可以是p摻雜類型而第二摻雜類型可以是n摻雜類型。
半導(dǎo)體器件1200a,例如電子組件1702,可以包括晶體管結(jié)構(gòu)或由晶體管結(jié)構(gòu)形成,例如平面晶體管結(jié)構(gòu)(例如提供豎直電流)。晶體管結(jié)構(gòu)可以包括多個pn結(jié)或由多個pn結(jié)形成。pn結(jié)可以通過摻雜類型不同的兩個摻雜區(qū)域的界面形成,例如在至少一個以下內(nèi)容之間的界面:第一摻雜區(qū)域2006和第二摻雜區(qū)域2004;第一摻雜區(qū)域2006和第三摻雜區(qū)域2008;第二摻雜區(qū)域2004和摻雜半導(dǎo)體層1081;或,第二摻雜區(qū)域2004和第四摻雜區(qū)域2002(如果出現(xiàn))。
電子組件1702可以包括絕緣柵雙極晶體管或由絕緣柵雙極晶體管形成。
圖12B通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)不同實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)不同實(shí)施例的器件1200b。半導(dǎo)體器件1200b可以包括形成在第二層102b上的摻雜半導(dǎo)體層1081。摻雜半導(dǎo)體層1081可以包括第一摻雜類型或由第一摻雜類型形成。摻雜半導(dǎo)體層1081可以包括第一結(jié)區(qū)域或由第一結(jié)區(qū)域形成。
半導(dǎo)體器件1200b還可以包括與摻雜半導(dǎo)體層1081電接觸的第一接觸焊盤1706。第一接觸焊盤1706可以包括電極接觸焊盤或由電極接觸焊盤形成。第一接觸焊盤1706可以包括層結(jié)構(gòu)104、106或由層結(jié)構(gòu)104、106形成。第一接觸焊盤1706基本可以覆蓋摻雜半導(dǎo)體層1081。
此外,半導(dǎo)體器件1200b可以包括第一摻雜區(qū)域2006。第一摻雜區(qū)域2006可以包括第二結(jié)區(qū)域或由第二結(jié)區(qū)域形成。第一摻雜區(qū)域2006可以包括具有與摻雜半導(dǎo)體層1081(換句話說,摻雜半導(dǎo)體層108的摻雜劑)不同的摻雜類型的摻雜劑,例如第二摻雜類型。半導(dǎo)體器件1200b還可以包括與第一摻雜區(qū)域2006電接觸的第二接觸焊盤1708a。第二接觸焊盤1708a可以包括另一電極接觸焊盤或由另一電極接觸焊盤形成。第二接觸焊盤1708a可以包括層結(jié)構(gòu)104、106或由層結(jié)構(gòu)104、106形成。
可選地,半導(dǎo)體器件1200b可以包括處在第一摻雜區(qū)域2006和摻雜半導(dǎo)體層1081之間的第二摻雜區(qū)域2002。第二摻雜區(qū)域2002可以包括場停止區(qū)域或由場停止區(qū)域形成。第二摻雜區(qū)域2002可以包括(例如摻雜劑,其具有)與摻雜半導(dǎo)體層1081相同的摻雜類型。第二摻雜區(qū)域2002可以包括比第一摻雜區(qū)域2006更高的摻雜濃度。
半導(dǎo)體器件1200b,例如電子組件1702b、例如功率電子組件1702,可以包括二極管結(jié)構(gòu)或由二極管結(jié)構(gòu)形成,例如平面二極管結(jié)構(gòu)(例如提供豎直電流)。二極管結(jié)構(gòu)可以包括pn結(jié)或由pn結(jié)形成,例如pn結(jié)可以通過摻雜類型不同的兩個摻雜區(qū)域的界面形成,例如在第一摻雜區(qū)域2006和摻雜半導(dǎo)體層1081之間的界面;或第二摻雜區(qū)域2002(如果存在)和第一摻雜區(qū)域2006之間的界面。
可選地,摻雜半導(dǎo)體層1081可以包括第一摻雜類型的多個第一區(qū)段和第二摻雜類型的多個第二區(qū)段。多個第一區(qū)段中的區(qū)段和多個第二區(qū)段中的區(qū)段可以按照交替順序來布置。在這種情況下,摻雜半導(dǎo)體層1081可以是反向二極管結(jié)構(gòu)的一部分。
圖13A和圖13B分別通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)不同實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)不同實(shí)施例的器件。
器件1300a可以包括第一層104和第二層106。此外,器件1300a可以包括形成在第一層104之上、例如在第二層106之上、例如與第二層106電接觸的焊接結(jié)點(diǎn)1302。第一層104可以與襯底102和第二層106中的至少一個電接觸。例如,至少一個接觸焊盤1708a、1708b和1706可以通過焊接結(jié)點(diǎn)1302電接觸。
焊接結(jié)點(diǎn)1302可以包括焊接材料或由焊接材料形成。焊接材料可以包括以下金屬中的至少一種金屬或由以下金屬中的至少一種金屬形成:鉛(Pb)、錫(Sn)、銀(Ag)、鋁(Al)??蛇x地,焊接材料可以包括金屬合金(也稱作焊接合金)或由金屬合金形成,所述金屬合金包括以下金屬中的至少一種金屬:Pb、Sn、Ag、Al。例如,焊接合金可以是基于Sn的焊接合金或者基于Pb的焊接合金。焊接合金可選地包括合金元素,諸如鎂(Mg)、鋅(Zn)、鋯(Zr)、鎳(Ni)、鈀(Pd)或金(Au)。
器件1300b可以包括第一層104和第二層106。此外,器件1300b可以包括形成在第一層104之上、例如在第二層106之上、例如與第二層106電接觸的接合結(jié)點(diǎn)1304。第一層104可以與襯底102和第二層106中的至少一個電接觸。例如,至少一個接觸焊盤1708a、1708b和1706可以通過接合結(jié)點(diǎn)1304電接觸。
接合結(jié)點(diǎn)1304可以包括接合材料或由接合材料形成。接合材料可以包括以下金屬中的至少一種金屬或由以下金屬中的至少一種金屬形成:Ag、Al、Au、銅(Cu)??蛇x地,接合材料可以包括金屬合金(也稱作接合合金)或由金屬合金形成,所述接合合金包括以下金屬中的至少一種金屬:Ag、Al、Au、Cu。例如,接合合金可以是基于Ag的合金(換句話說,主要包括Ag的合金)或者基于Al的合金。接合合金可選地可以包括合金元素,諸如Mg、Zn、Zr、Sn、Ni和Pd。
圖14A和圖14B分別通過示意性橫截面視圖或側(cè)視圖示出了在根據(jù)不同實(shí)施例的方法的處理階段中、根據(jù)不同實(shí)施例的器件。
器件800a可以包括在襯底102之上的第一層104。第一層104可以包括粒狀材料或由粒狀材料形成。粒狀材料可以包括多個顆粒704p或由多個顆粒704p形成。第一層104可以由包括顆粒704p和有機(jī)粘合劑1406的漿體1404形成。
第一層104可以通過例如使用加壓工具1402對第一層104加壓而被平坦化。加壓工具1402(例如加壓機(jī))可以施加力1402f至第一層104來使第一層104緊實(shí)。通過對第一層104加壓,可以實(shí)現(xiàn)以下中的至少一種:可以降低第一層104的粗糙度,以及可以增加第一層104的密度。在加壓期間,第一層104可以被干燥,例如以去除漿體的液體成分。
可選地,第一層104例如第一層104的至少一個表面可以被致密化。通過致密化(也稱作緊實(shí)化),可以減小至少一個孔特性。
可選地,第一層104的緊實(shí)化表面可以提供用來通過電沉積例如電鍍來形成第二層106。
在第一層104的加壓期間,粒狀材料可以被加熱來去除有機(jī)粘合劑1406。此外,在對第一層104加壓期間,粒狀材料可以被燒結(jié)。換句話說,第一層104可以在燒結(jié)之前或在燒結(jié)期間被平坦化。
器件1400b可以包括如之前所述的形成在第一層104之上的第二層106。
此后,以下將描述多個實(shí)施例。
1、一種制造層結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括:
在襯底中和在襯底之上中的至少一個處形成第一層,其中所述第一層從所述襯底的暴露表面突出且包括比所述襯底更大的孔隙度、更大的孔尺寸和更大的孔密度中的至少一個;以及
平坦化所述第一層,例如至比所述第一層的孔尺寸小。
2、根據(jù)項(xiàng)1的方法,
在所述第一層之上形成第二層,所述第二層具有比所述第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個。
3、一種制造層結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括:
在襯底中和在襯底之上中的至少一個處形成第一層;
通過以下中的至少一個來機(jī)械加強(qiáng)所述層結(jié)構(gòu)的表面:
至少使所述第一層的表面區(qū)域緊實(shí)化,其中通過緊實(shí)化減小所述表面區(qū)域的孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個(例如沒有孔);以及
通過第二層(例如無孔)來代替所述第一層的表面區(qū)域,所述第二層具有比第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個。
4、一種制造層結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括:
在襯底中和在襯底之上中的至少一個處形成第一層;
平坦化所述第一層以形成所述第一層的平坦化表面;以及
在平坦化表面之上形成第二層,所述第二層具有比第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個。
5、一種制造電子器件的方法,所述方法包括:
在襯底中形成至少一個電子組件;
形成與所述至少一個電子組件電接觸的接觸焊盤;其中形成所述接觸焊盤包括:
在所述襯底之上形成第一層;
將所述第一層平坦化以形成所述第一層的平坦化表面;以及
在所述平坦化表面之上形成第二層,其中所述第二層具有比所述第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個。
6、根據(jù)項(xiàng)2至5之一的方法,
其中,所述第二層通過物理氣相沉積來形成。
7、根據(jù)項(xiàng)2至6之一的方法,
其中,所述第二層通過使用等離子體例如濺射來形成。
8、根據(jù)項(xiàng)2至7之一的方法,
其中所述第一層和所述第二層包括相同的材料(例如相同固體材料),例如金屬(例如銅、銀和鎳中的至少一個)或非金屬。
9、根據(jù)項(xiàng)2至8之一的方法,
其中所述第一層和所述第二層由相同的材料(例如相同固體材料)形成,例如金屬(例如銅、銀和鎳中的至少一個)或非金屬。
10、一種制造層結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括:
在襯底之上形成第一層;
平坦化所述第一層以形成所述第一層的平坦化表面;以及
在所述平坦化表面之上形成第二層;
其中所述第一層的孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個大于所述襯底的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度且大于所述第二層的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度;
其中所述第二層通過物理氣相沉積形成;以及
其中所述第一層和所述第二層包括相同材料例如相同固體材料或由相同材料例如相同固體材料形成。
11、根據(jù)項(xiàng)1至9之一的方法,
其中所述第一層的孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個大于所述襯底的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度且大于所述第二層的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度。
12、根據(jù)項(xiàng)1至11之一的方法,
其中所述第一層由固體顆粒形成。
13、根據(jù)項(xiàng)1至12之一的方法,
其中所述第一層通過固體顆粒沉積形成。
14、根據(jù)項(xiàng)1至13之一的方法,
其中所述第一層通過在襯底之上布置并且燒結(jié)的固體顆粒形成。
15、一種制造層結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括:
在襯底之上布置固體顆粒并且燒結(jié)所述固體顆粒,以形成第一層,所述第一層具有比襯底更大的孔隙度、更大的孔尺寸和更大的孔密度中的至少一個;
平坦化所述第一層以形成所述第一層的平坦化表面;以及
在所述平坦化表面之上形成第二層,所述第二層具有比所述第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個;
其中所述第二層使用等離子體例如通過濺射形成。
16、根據(jù)項(xiàng)1至15之一的方法,
其中所述第一層是多孔層且包括至少一個多孔區(qū)域。
17、根據(jù)項(xiàng)2至16之一的方法,
其中所述第二層密封所述第一層的至少一個孔。
18、根據(jù)項(xiàng)1至17之一的方法,
其中所述第一層和所述第二層中的至少一個包括導(dǎo)電材料或由導(dǎo)電材料形成。
19、根據(jù)項(xiàng)1至18之一的方法,
其中所述第一層的硬度小于所述第二層和所述襯底中的至少一個的硬度。
20、根據(jù)項(xiàng)1至19之一的方法,
其中所述第一層的特定電阻率為以下中的至少一個:小于所述第二層的特定電阻率,和大于所述襯底的特定電阻率。
21、根據(jù)項(xiàng)1至20之一的方法,
其中所述第一層的應(yīng)力溫度梯度小于所述第二層和所述襯底中的至少一個的應(yīng)力溫度梯度。
22、根據(jù)項(xiàng)1至21之一的方法,
其中所述第一層的密度小于所述第二層和所述襯底中的至少一個的密度。
23、根據(jù)項(xiàng)2至22之一的方法,
其中所述第二層通過以下中的至少一個(換句話說,從以下沉積工藝中選擇的至少一個沉積工藝)來形成:物理氣相沉積;印刷沉積;和化學(xué)氣相沉積。
24、根據(jù)項(xiàng)23的方法,
其中所述物理氣相沉積可以包括濺射或反應(yīng)濺射或者由濺射或反應(yīng)濺射形成。
25、根據(jù)項(xiàng)23或24的方法,
其中所述化學(xué)氣相沉積包括等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或由等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成。
26、根據(jù)項(xiàng)1至25之一的方法,
其中形成所述第一層和所述第二層中的至少一個包括使用無流體沉積工藝。
27、根據(jù)項(xiàng)1至26之一的方法,
其中形成所述第一層和所述第二層中的至少一個包括使用無電鍍沉積工藝或利用無電鍍沉積工藝形成。
28、根據(jù)項(xiàng)1至27之一的方法,
其中所述襯底和所述第二層中的至少一個基本無孔。
29、根據(jù)項(xiàng)2至28之一的方法,
其中所述第二層的厚度是以下中的至少一個:大于所述第一層的空間孔尺寸的一半;以及小于所述第一層的空間孔尺寸的兩倍。
30、根據(jù)項(xiàng)1至4或6至29之一的方法,還包括:
形成包括第一層和第二層中的至少一個層的接觸焊盤。
31、根據(jù)項(xiàng)2至30之一的方法,
其中所述第二層和所述第一層包括以下中的至少一個或由以下中的至少一個形成:相同的陶瓷、相同的玻璃、相同的金屬氧化物、相同的金屬氮化物、相同的金屬碳化物、相同的電介質(zhì)、相同的半導(dǎo)體和相同的化學(xué)成分。
32、根據(jù)項(xiàng)2至31之一的方法,
其中所述第二層包括以下材料中的至少一個或由以下材料中的至少一個形成:金屬、陶瓷、玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、電介質(zhì)、半導(dǎo)體。
33、根據(jù)項(xiàng)2至32之一的方法,
其中所述第二層是以下中的至少一個:保護(hù)層、可焊接層、可接合層和孔密封層。
34、根據(jù)項(xiàng)1至33之一的方法,
其中所述第一層包括以下材料中的至少一個或由以下材料中的至少一個形成:金屬、陶瓷、玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、電介質(zhì)、半導(dǎo)體。
35、根據(jù)項(xiàng)1至34之一的方法,
其中在平坦化所述第一層之前和平坦化所述第一層之后中的至少一個,所述第一層包括開孔表面或由開孔表面形成。
36、根據(jù)項(xiàng)1至35之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括減薄所述第一層或由減薄所述第一層形成。
37、根據(jù)項(xiàng)1至36之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括在所述第一層的以下孔特性中的至少一個中形成梯度:
孔密度;
孔尺寸;和
孔隙度。
38、根據(jù)項(xiàng)1至37之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括減小所述第一層的表面的孔特性或由減小所述第一層的表面的孔特性形成。
39、根據(jù)項(xiàng)1至38之一的方法,
其中形成所述第一層包括燒結(jié)粒狀材料或由燒結(jié)粒狀材料形成。
40、根據(jù)項(xiàng)1至39之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括以下中的至少一個或由以下中的至少一個形成:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。
41、根據(jù)項(xiàng)14、15、39或40的方法,
其中所述第一層在燒結(jié)后被平坦化。
42、根據(jù)項(xiàng)1至41之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括對所述第一層加壓或由對所述第一層加壓形成。
43、根據(jù)項(xiàng)14、15、39、40或42的方法,
其中在燒結(jié)之前和在燒結(jié)期間中的至少一個,所述第一層被平坦化。
44、根據(jù)項(xiàng)1至43之一的方法,還包括:
在平坦化之后,例如在形成第二層之前,將所述第一層加熱到有機(jī)粘合劑的蒸發(fā)溫度和燒結(jié)溫度中的至少一個。
45、根據(jù)項(xiàng)1至44之一的方法,還包括:
在第一層和第二層中的至少一個之上形成焊接結(jié)點(diǎn)。
46、根據(jù)項(xiàng)2至45之一的方法,還包括:
電接觸所述第二層。
47、根據(jù)項(xiàng)1至46之一的方法,還包括:
在第一層和第二層中的至少一個之上形成接合結(jié)點(diǎn)。
48、根據(jù)項(xiàng)1至47之一的方法,
在所述第一層和所述襯底之間形成阻擋層和粘合層中的至少一個。
49、根據(jù)項(xiàng)1至48之一的方法,
其中平坦化所述第一層減小所述第一層的粗糙度。
50、根據(jù)項(xiàng)1至49之一的方法,
其中平坦化所述第一層被配置成形成比所述第一層的空間孔尺寸小的第一層的粗糙度。
51、根據(jù)項(xiàng)1至50之一的方法,
其中所述第一層通過印刷工藝形成。
52、根據(jù)項(xiàng)1至4以及6至51之一的方法,還包括:
在襯底中形成電子組件,其中所述電子組件電連接到所述第一層和所述第二層中的至少一個。
53、根據(jù)項(xiàng)1至52之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括利用第一層的材料來執(zhí)行以下的至少一個:至少部分填充遠(yuǎn)離所述襯底和所述表面中的至少一個的所述第一層的孔,以及至少部分密封遠(yuǎn)離所述襯底和所述表面中的至少一個的所述第一層的孔。
54、根據(jù)項(xiàng)1至53之一的方法,
其中平坦化所述第一層包括與遠(yuǎn)離所述襯底相比,靠近所述襯底的所述第一層的孔特性形成為更大。
55、根據(jù)項(xiàng)1至54之一的方法,
平坦化所述第一層包括形成朝著所述襯底定向的孔特性的梯度。
56、根據(jù)項(xiàng)2至55之一的方法,
平坦化所述第一層包括形成遠(yuǎn)離所述第二層定向的孔特性的梯度。
57、根據(jù)項(xiàng)1至56之一的方法,
其中所述襯底和所述第二層中的至少一個的以下孔特性中的至少一個基本為零:
孔密度;
孔尺寸;以及
孔隙度。
58、一種層結(jié)構(gòu),包括:
在襯底中和在襯底之上中的至少一個處形成的第一層,其中所述第一層:
從所述襯底的暴露表面突出;
包括比所述襯底更大的孔隙度、更大的孔尺寸和更大的孔密度中的至少一個;以及
包括平坦化表面,例如具有比所述第一層的孔尺寸小的粗糙度。
59、根據(jù)項(xiàng)58的方法,
形成在所述平坦化表面之上的第二層,所述第二層具有比所述第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個。
60、一種層結(jié)構(gòu),包括:
在襯底中和在襯底之上中的至少一個處形成的第一層;
通過以下中的至少一個來機(jī)械加強(qiáng)的表面:
所述第一層的緊實(shí)化表面區(qū)域,所述表面區(qū)域與靠近所述襯底的區(qū)域中的第一層相比具有更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個;以及
第二層,其中所述第二層的孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個小于所述第一層的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度。
61、一種層結(jié)構(gòu),包括:
在襯底中和在襯底之上中的至少一個處形成第一層;
其中所述第一層包括平坦化表面;以及
在平坦化表面之上形成的第二層,所述第二層具有比第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個。
62、一種電子器件中的層結(jié)構(gòu),所述電子器件包括:
在襯底中形成的至少一個電子組件;
形成為與所述至少一個電子組件電接觸的接觸焊盤;其中所述接觸焊盤包括:
在所述襯底之上形成的第一層,所述第一層包括平坦化表面;以及
在所述平坦化表面之上形成的第二層,所述第二層具有比所述第一層更低的孔隙度、更低的孔尺寸和更低的孔密度中的至少一個。
63、根據(jù)項(xiàng)59至62之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層和所述第二層包括相同的材料(例如相同固體材料),例如金屬(例如銅、銀和鎳中的至少一個)或非金屬。
64、根據(jù)項(xiàng)59至63之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層和所述第二層由相同的材料(例如相同固體材料)形成,例如金屬(例如銅、銀和鎳中的至少一個)或非金屬
65、一種層結(jié)構(gòu),包括:
在襯底之上形成且包括平坦化表面的第一層;以及
在所述平坦化表面之上形成的第二層;
其中所述第一層的孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個大于所述襯底的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度且大于所述第二層的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度;
其中所述第一層和所述第二層包括相同材料(例如相同固體材料)或由相同材料形成。
66、根據(jù)項(xiàng)58至65之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個大于所述襯底的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度和所述第二層的相應(yīng)孔隙度、孔尺寸和孔密度中的至少一個。
67、根據(jù)項(xiàng)58至66之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層由固體顆粒形成。
68、根據(jù)項(xiàng)58至67之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層通過在襯底之上布置并且燒結(jié)的固體顆粒形成。
69、一種層結(jié)構(gòu),包括:
形成在襯底之上的第一層,所述第一層包括燒結(jié)的顆粒且具有比襯底更大的孔隙度、更大的孔尺寸和更大的孔密度中的至少一個;
其中所述第一層包括平坦化表面;以及
第二層具有比第一層更小的孔隙度、更小的孔尺寸和更小的孔密度中的至少一個,且形成在平坦化表面之上;
其中所述第二層利用等離子體例如通過濺射形成。
70、根據(jù)項(xiàng)58至69之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層是多孔層或包括至少一個多孔區(qū)域。
71、根據(jù)項(xiàng)58至70之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第二層密封所述第一層的至少一個孔隙。
72、根據(jù)項(xiàng)58至71之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的孔特性大于所述第二層和所述襯底中的至少一個的孔特性。
73、根據(jù)項(xiàng)58至72之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的硬度小于所述第二層和所述襯底中的至少一個的硬度。
74、根據(jù)項(xiàng)58至73之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的特定電阻率為以下中的至少一個:小于所述第二層的特定電阻率,以及大于所述襯底的特定電阻率。
75、根據(jù)項(xiàng)58至74之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的應(yīng)力溫度梯度小于所述第二層和所述襯底中的至少一個的應(yīng)力溫度梯度。
76、根據(jù)項(xiàng)59至75之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的密度小于所述第二層和所述襯底中的至少一個的密度。
77、根據(jù)項(xiàng)58至76之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層和所述第二層中的至少一個沒有流體。
78、根據(jù)項(xiàng)58至77之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層和所述第二層中的至少一個沒有電解質(zhì)。
79、根據(jù)項(xiàng)58至78之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層和所述第二層中的至少一個基本沒有孔。
80、根據(jù)項(xiàng)59至79之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第二層的厚度是以下中的至少一個:大于所述第一層的空間孔尺寸的一半;以及小于所述第一層的空間孔尺寸的兩倍。
81、根據(jù)項(xiàng)59至80之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第二層和所述第一層包括相同材料(例如相同固體材料)或由相同材料(例如相同固體材料)形成。
82、根據(jù)項(xiàng)59至81之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第二層和所述第一層包括以下中的至少一個或由以下中的至少一個形成:相同的金屬、相同的陶瓷、相同的玻璃、相同的金屬氧化物、相同的金屬氮化物、相同的金屬碳化物、相同的電介質(zhì)、相同的半導(dǎo)體和相同的化學(xué)成分。
83、根據(jù)項(xiàng)59至82之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第二層包括以下材料中的至少一個或由以下材料中的至少一個形成:金屬、陶瓷、玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、電介質(zhì)、半導(dǎo)體。
84、根據(jù)項(xiàng)59至83之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第二層是以下中的至少一個:保護(hù)層、可焊接層、可接合層和孔密封層。
85、根據(jù)項(xiàng)58至84之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括以下材料中的至少一個或由以下材料中的至少一個形成:金屬、陶瓷、玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、電介質(zhì)、半導(dǎo)體。
86、根據(jù)項(xiàng)58至85之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括開孔表面。
87、根據(jù)項(xiàng)58至86之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括在以下孔特性中的至少一個中形成梯度:
孔密度;
孔尺寸;以及
孔隙度。
88、根據(jù)項(xiàng)58至87之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的表面區(qū)域的孔特性小于靠近所述襯底的所述第一層的區(qū)域的孔特性。
89、根據(jù)項(xiàng)58至88之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括經(jīng)燒結(jié)的粒狀材料或由經(jīng)燒結(jié)的粒狀材料形成。
90、根據(jù)項(xiàng)58至89之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括通過以下中的至少一個形成的平坦化表面:加工、機(jī)械拋光、電化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。
91、根據(jù)項(xiàng)58至90之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括通過對所述第一層加壓而形成的平坦化表面。
92、根據(jù)項(xiàng)58至91之一的層結(jié)構(gòu),還包括:
形成在所述第一層和所述第二層中的至少一個之上的焊接結(jié)點(diǎn)。
93、根據(jù)項(xiàng)59至92之一的層結(jié)構(gòu),還包括:
到所述第二層的電接觸件。
94、根據(jù)項(xiàng)58至93之一的層結(jié)構(gòu),還包括:
形成在所述第一層和所述第二層中的至少一個之上的接合結(jié)點(diǎn)。
95、根據(jù)項(xiàng)58至94之一的層結(jié)構(gòu),還包括:
形成在所述第一層和所述襯底之間的粘合層和阻擋層中的至少一個。
96、根據(jù)項(xiàng)58至95之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述平坦化表面的粗糙度小于所述第一層的空間孔尺寸。
97、根據(jù)項(xiàng)58至96之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層通過印刷工藝形成。
98、根據(jù)項(xiàng)58至61和63至97之一的層結(jié)構(gòu),還包括:
形成在所述襯底中的電子組件,其中所述電子組件與所述第一層電連接。
99、根據(jù)項(xiàng)58至98之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括遠(yuǎn)離所述襯底的孔,其中存在以下中的至少一種情況:利用所述第一層的材料來至少部分填充所述孔,和利用所述第一層的材料來至少部分密封所述孔。
100、根據(jù)項(xiàng)58至99之一的層結(jié)構(gòu),
其中靠近所述襯底的第一層的孔特性大于遠(yuǎn)離所述襯底的第一層的孔特性。
101、根據(jù)項(xiàng)58至100之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的孔特性的梯度朝著所述襯底而定向。
102、根據(jù)項(xiàng)59至101之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層的孔特性的梯度遠(yuǎn)離所述襯底而定向。
103、根據(jù)項(xiàng)58至102之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述襯底和所述第二層中的至少一個的以下孔特性中的至少一個基本為零:
孔密度;
孔尺寸;以及
孔隙度。
104、根據(jù)項(xiàng)1至57的方法或根據(jù)58至102之一的層結(jié)構(gòu),
其中所述第一層包括銅、銀和鎳中的至少一個或由銅、銀和鎳中的至少一個形成。
雖然已經(jīng)參考具體實(shí)施例具體描述和示出了本發(fā)明,但是應(yīng)理解,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不離開所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行細(xì)節(jié)和形式上的各種改變。本發(fā)明的范圍由此通過所附權(quán)利要求來界定,且因此旨在包括落入權(quán)利要求的含義和等同的范圍內(nèi)的所有改變。