專利名稱：硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種與二極管有關(guān)的構(gòu)造及其制造方法，特別是關(guān)于一種硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造。
背景技術(shù)：
舉凡工業(yè)、家電、電力系統(tǒng)、交通、商業(yè)、航空、電腦通訊到軍事用途，都可見到電力電子使用的蹤跡，在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中，常利用表面粘著型二極管元件來達(dá)到各種需求。如圖1所示，前述表面粘著型二極管元件的概要制造方法如下對一本質(zhì)材料為硅的硅晶圓片100，進(jìn)行刻蝕101、設(shè)置絕緣層102、以及表面金屬化103等功能線路制作工藝后，切割硅晶圓片104成單一晶粒，再于單一晶粒的兩極上各分別延伸設(shè)置一電氣接腳 105后封裝106，如此便可制成常見的表面粘著型二極管元件。另外，前述習(xí)知表面粘著型二極管元件的結(jié)構(gòu)可依前述電氣接腳以及所填充的絕緣層不同而有不同的實(shí)施態(tài)樣如圖2所示，該表面粘著型二極管元件的晶粒1的電氣接腳2可以分別設(shè)置在位于晶粒1左右兩側(cè)的兩極，而設(shè)置在晶粒1外層的封裝層3則可以是填充于晶粒1外部的玻璃?；蛘撸鐖D3所示，該表面粘著型二極管元件的晶粒1的兩極分別設(shè)置于晶粒1 的上下兩側(cè)，其中一電氣接腳2設(shè)置在晶粒1的下方電極處，另外，再在晶粒1的上方電極處打線接合設(shè)置另一電氣接腳2，并在晶粒1外部填充保護(hù)晶粒1的玻璃或是環(huán)氧樹脂 (ePoxy)封裝層3。另外，如圖4所示，該表面粘著型二極管元件的晶粒1的兩極分別設(shè)置于晶粒1的上下兩側(cè)，并在晶粒1上下兩側(cè)各焊接設(shè)置一電氣接腳2，并將電氣接腳2彎折至同一側(cè)以方便使用，并再用環(huán)氧樹脂(ePoxy)作為封裝3以包覆、固定及保護(hù)晶粒1與電氣接腳2。雖然，前述三種電氣接腳2與封裝層3的實(shí)施態(tài)樣，都具有可以保護(hù)晶粒1的功用，但是，這種將硅晶圓片切割成晶粒1后，再一一針對每一晶粒1設(shè)置電氣接腳2與封裝保護(hù)的封裝層3，不僅相當(dāng)耗費(fèi)工時，也容易增加成本。再者，前述硅晶圓片在進(jìn)行刻蝕時， 也很容易因?yàn)楣杈A片的材料強(qiáng)度不夠、剛性不足，而發(fā)生開溝刻蝕、或研磨加工碎裂的問題。因此，對于表面粘著型二極管元件的制作廠商而言，如何改善硅晶圓片材料強(qiáng)度不夠、晶粒需要封裝保護(hù)、簡化表面粘著型二極管的制作工藝等，都是亟需馬上解決的問題。有鑒于此，本發(fā)明人乃累積多年相關(guān)領(lǐng)域的研究以及實(shí)驗(yàn)，特創(chuàng)作出一種硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造，可以改善習(xí)知表面粘著型二極管因剛性不足，容易加工碎裂的問題，而且無需封裝的工序，可縮小元件體積，并能降低制作成本
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的系在提供一種硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造，可以加強(qiáng)二極管的材料強(qiáng)度，避免加工破裂的情形，以達(dá)到簡化工藝、縮小尺寸、降低制作成本的目的。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造，其中制造方法系包括下列步驟第一步驟將一擴(kuò)散后晶片與一可耐高溫的高強(qiáng)度基板層迭燒結(jié)熔接后，令擴(kuò)散后晶片與基板形成一共構(gòu)體。第二步驟對該擴(kuò)散后晶片的表面進(jìn)行刻蝕開溝，以形成多個隔離溝槽，使擴(kuò)散后晶片上形成多個建構(gòu)在同一平面上相互隔離排列的電極。第三步驟在擴(kuò)散后晶片上的多個隔離溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)，令多個建構(gòu)在同一平面上的電極相互絕緣隔離。第四步驟對上述擴(kuò)散后晶片的電極表面金屬化，以延伸電極的電氣特性，完成所有的功能線路制作。第五步驟將擴(kuò)散后晶片與基板所形成的共構(gòu)體進(jìn)行切割，以分離出多個單一個體，每一單一個體表面均具有兩個建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的電極，使每一單一個體形成可以直接應(yīng)用的單一表面粘著型二極管元件。上述工藝中，若擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，則可以令前述單一表面粘著型二極管元件建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的兩個電極為P/P或N/N電極，形成雙向表面粘著型二極管元件。以下再針對本發(fā)明各工藝的詳細(xì)實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明，其中前述第一步驟中，為使擴(kuò)散后晶片與基板容易燒結(jié)熔接，因此，可以進(jìn)一步在擴(kuò)散后晶片與基板之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材，以供擴(kuò)散后晶片與基板能相互熔接接合。該基板實(shí)施時，基板的材質(zhì)可以是非導(dǎo)體，例如陶瓷、玻璃等，并且在陶瓷等基板頂面可以設(shè)置金屬化的接合層，以達(dá)到與擴(kuò)散后晶片容易層迭燒結(jié)熔接的目的。前述陶瓷基板頂面接合層實(shí)施時，可以利用印刷方式制成厚膜接合層，或者利用電鍍方式制成薄膜接合層。再者，為達(dá)到更好的散熱效果，該基板實(shí)施時，其材質(zhì)也可以是導(dǎo)體，例如金、銀、 銅、鐵、鋁等金屬，或是較高阻值半導(dǎo)體等；此基板的材質(zhì)如果為導(dǎo)體或是半導(dǎo)體實(shí)施例時， 底部需設(shè)置一保護(hù)層，以保護(hù)擴(kuò)散后晶片，并達(dá)到防潮絕緣的效果。由于基板相對于擴(kuò)散后晶片比較不易變形、剛性強(qiáng)，所以在擴(kuò)散后晶片與基板燒結(jié)熔接共構(gòu)后，若擴(kuò)散后晶片刻蝕開溝過深，或是該擴(kuò)散后晶片研磨過薄時，在后續(xù)工藝中擴(kuò)散后晶片也不容易發(fā)生斷裂問題，因此較不怕碰撞，而且具有縮小體積的功效。前述第三步驟在擴(kuò)散后晶片上的多個隔離溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)實(shí)施時，可以填充玻璃或是長氧化層等各種可以達(dá)到隔離電極的實(shí)施方式實(shí)施設(shè)置。前述第四步驟中，對擴(kuò)散后晶片的電極表面金屬化，其目的是使電極易于粘著或焊接，并完成所有的功能線路制作，金屬化后還可以在表面金屬化的每一電極上，以印刷或焊接方式增設(shè)一金屬電極板；此金屬電極板的設(shè)置亦可以在第五步驟切割后進(jìn)行。除此之外，為強(qiáng)化工藝后每一個表面粘著型二極管元件的絕緣保護(hù)，可以在每一個表面粘著型二極管元件除電極以外的外表面上設(shè)置一絕緣層，該絕緣層實(shí)施時可以是固態(tài)或液態(tài)環(huán)氧樹脂(EPOXY)或絕緣膠，以達(dá)到絕緣保護(hù)的目的。上述工藝中，擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，切割后可以形成單面擴(kuò)散型硅晶粒，則可以令前述單一表面粘著型二極管元件建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的兩個電極為P/P 或N/N電極，形成雙向表面粘著型二極管元件。該雙向表面粘著型二極管元件結(jié)構(gòu)如下—種表面粘著型二極管元件，系包括一單面擴(kuò)散型硅晶粒以及一與硅晶粒底面燒結(jié)熔接共構(gòu)的基板，其中，該硅晶粒底面與基板之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材，以供硅晶粒與基板相互燒結(jié)熔接，且硅晶粒兩電極的四周設(shè)有填充絕緣物質(zhì)的隔離溝槽，以分隔出兩個建構(gòu)于同一平面上的P/P或N/N電極，每一電極外表面設(shè)有金屬化導(dǎo)接層。實(shí)施時，前述基板的材質(zhì)可以是非導(dǎo)體，例如陶瓷、玻璃，而且，該陶瓷或玻璃基板頂面也可以設(shè)置金屬化的接合層，以達(dá)到與擴(kuò)散后晶片容易層迭燒結(jié)熔接的目的。而且， 前述基板頂面接合層實(shí)施時，可以是以印刷方式制成的厚膜接合層，或者利用電鍍方式制成的薄膜接合層。再者，為達(dá)到更好的散熱效果，該基板實(shí)施時，其材質(zhì)也可以是導(dǎo)體，例如金、銀、 銅、鐵、鋁等，或者以較高阻值半導(dǎo)體替代；此基板的材質(zhì)如果為導(dǎo)體或半導(dǎo)體的實(shí)施例時， 為確保達(dá)到保護(hù)擴(kuò)散后晶片以及防潮絕緣的效果，金屬基板底部可設(shè)置一保護(hù)層。此外，實(shí)施時，也可以視實(shí)際組裝需要，在前述金屬化導(dǎo)接層的外表面再設(shè)置一方便組裝的金屬電極板，以達(dá)到容易加工組裝的目的。再者，為強(qiáng)化每一表面粘著型二極管元件的絕緣保護(hù)，實(shí)施時還可以在每一個表面粘著型二極管元件除電極以外的外表面上設(shè)置一絕緣層，該絕緣層實(shí)施時可以是固態(tài)或液態(tài)環(huán)氧樹脂(EPOXY)或絕緣膠，以達(dá)到絕緣保護(hù)的目的。上述工藝中，若擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型，切割后可以形成雙面擴(kuò)散型硅晶粒，故可以令前述單一表面粘著型二極管元件建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的兩個電極為 P/N電極，形成單向表面粘著型二極管元件。本單向表面粘著型二極管元件工藝實(shí)施例與前述步驟不同之處，是由于擴(kuò)散后晶
片為雙面擴(kuò)散型，擴(kuò)散后晶片必須分隔成PPNNPP.......多個電極，因此在進(jìn)行第三步驟
時，不必在N/N間的溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)，以便在進(jìn)行第四步驟時能同時對N/N間的溝槽、 以及P、N電極面作金屬化；此N/N間空出的溝槽可在第四步驟之前以刻蝕開溝或黃光顯影工藝設(shè)置之。此實(shí)施例中，由于第四步驟對擴(kuò)散后晶片的電極表面金屬化時，金屬化部位亦包含N/N間的溝槽表面，因此在進(jìn)行第五步驟切割前，再對N/N間的溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)，則第五步驟切割后，即可分離出多個單一表面粘著型二極管，且每一表面粘著型二極管的表面均具有兩個建構(gòu)在同一平面上相互絕緣隔離的P/N電極，使每一單一表面粘著型二極管可以直接應(yīng)用；此填入的絕緣物質(zhì)亦可于第五步驟切割后再以沾附、成型等方式實(shí)施之。藉由上述步驟所制成的單向表面粘著型二極管元件結(jié)構(gòu)如下一種表面粘著型二極管元件，系包括一雙面擴(kuò)散型硅晶粒以及一與該硅晶粒底面燒結(jié)熔接共構(gòu)的基板，其中，該硅晶粒底面與基板之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材，以供硅晶粒與基板相互燒結(jié)熔接，且硅晶粒兩極的四周；設(shè)有填充絕緣物質(zhì)的隔離溝槽，以分隔出兩個建構(gòu)于同一平面上的P/N電極，且每一電極表面金屬化設(shè)置導(dǎo)接層，該導(dǎo)接層由其中一電極延伸到其側(cè)邊的隔離溝槽與絕緣物質(zhì)之間。本實(shí)施例單向的表面粘著型二極管元件的其他實(shí)施方式，與前述雙向表面粘著型二極管元件的實(shí)施例相同，在此不另贅述。相較于習(xí)知技術(shù)，本發(fā)明硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造，可以簡化表面粘著型二極管的工藝，以達(dá)到縮短工時的目的，而且制造時擴(kuò)散后晶片不僅不易破裂，其切割成型之后的表面粘著型二極管元件還可以直接應(yīng)用，具有縮小體積、使用方便的功效。


圖1為現(xiàn)有的表面粘著型二極管的制造流程圖；圖2為現(xiàn)有的表面粘著型二極管的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，用以表示電氣接腳設(shè)置在位于晶粒左右兩側(cè)的兩極；圖3為現(xiàn)有的表面粘著型二極管的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，用以表示晶粒的兩極分別設(shè)置于晶粒的上下兩側(cè)，其中一電氣接腳設(shè)置在晶粒的下方電極處，另外，晶粒的上方電極處打線接合設(shè)置另一電氣接腳的示意圖；圖4為現(xiàn)有的表面粘著型二極管的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，用以表示晶粒的兩極分別設(shè)置于晶粒的上下兩側(cè)，并在晶粒上下兩側(cè)各焊接設(shè)置一電氣接腳，并將電氣接腳彎折至同一側(cè)的示意圖；圖5為本發(fā)明的制造步驟流程圖；圖6為表示本發(fā)明由一擴(kuò)散后晶片與一基板層迭燒結(jié)成共構(gòu)體的立體分解圖；圖7為表示本發(fā)明由一擴(kuò)散后晶片與一基板層迭燒結(jié)成共構(gòu)體的剖面示意圖；圖8為表示擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，且同一平面上相互絕緣隔離的兩個電極為 P/P電極的共構(gòu)體剖面示意圖；圖9為表示擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，且多個隔離溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)，令多個建構(gòu)在同一平面上的P/P電極相互絕緣隔離的共構(gòu)體剖面示意圖；圖10為表示擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，且電極表面金屬化的共構(gòu)體剖面示意圖；圖11為表示擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，且表面金屬化的每一電極設(shè)置有一金屬電極板的共構(gòu)體剖面示意圖；圖12為表示擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型的單一個體硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖13為表示擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型，將電極分隔為P/N兩極的共構(gòu)體剖面示意圖；圖14為表示擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型，且擴(kuò)散后晶片表面金屬化部包含N/N電極間的溝漕表面的共構(gòu)體剖面示意圖；圖15為表示擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型，且于N/N電極間的溝漕內(nèi)填入絕緣物質(zhì)的共構(gòu)體剖面示意圖；圖16為表示擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型，且表面金屬化的每一電極設(shè)置有一金屬電極板的共構(gòu)體剖面示意圖；圖17為表示擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型的單一個體硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖18為表示本創(chuàng)作單一個體硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的俯視圖；圖19為表示本創(chuàng)作單一個體硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的側(cè)視圖。主要元件符號說明10擴(kuò)散后晶片110單面擴(kuò)散型硅晶粒120雙面擴(kuò)散型硅晶粒11 電極IllP 電極112N 電極12絕緣物質(zhì)13電極板14導(dǎo)接層20 基板21接合層22保護(hù)層30共構(gòu)體40表面粘著型二極管元件50 焊材60絕緣層200 第一步驟201 第二步驟202第三步驟203第四步驟204第五步驟
具體實(shí)施例方式以下依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)手段，列舉出適于本發(fā)明的實(shí)施方式，并配合圖式說明如后如圖5至圖7所示，本發(fā)明硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造，該制造方法包括下列步驟第一步驟200 將一擴(kuò)散后晶片10與一可耐高溫的高強(qiáng)度基板20層迭燒結(jié)熔接后，令擴(kuò)散后晶片10與基板20形成一共構(gòu)體30。第二步驟201 如圖5、圖8所示，對該擴(kuò)散后晶片10的表面進(jìn)行刻蝕開溝，以形成多個隔離溝槽，使擴(kuò)散后晶片10上形成多個建構(gòu)在同一平面上相互隔離排列的電極11。第三步驟202 如圖5、圖9所示，在擴(kuò)散后晶片10上的多個隔離溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)12，令多個建構(gòu)在同一平面上的電極11相互絕緣隔離。第四步驟203 如圖5、圖10所示，對擴(kuò)散后晶片10的電極11表面金屬化，以延伸電極11的電氣特性，完成所有的功能線路制作。
第五步驟204 如圖5、圖11所示，將擴(kuò)散后晶片10與基板20所形成的共構(gòu)體30 進(jìn)行切割，以分離出多個單一個體，如圖12所示，每一單一個體表面均具有兩個建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的電極11，使每一單一個體形成可以直接應(yīng)用的單一表面粘著型二極管元件40。上述工藝中，若擴(kuò)散后晶片10為單面擴(kuò)散型，切割后可以形成單面擴(kuò)散型硅晶粒 110，則可以令前述單一表面粘著型二極管建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的兩個電極 11為P/P或N/N電極111、112 (如圖8、圖14所示)，形成雙向表面粘著型二極管元件。以下再針對本發(fā)明各工藝的詳細(xì)實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明，其中如圖5至圖7所示，前述第一步驟200中，為使擴(kuò)散后晶片10與基板20容易燒結(jié)熔接，因此，可以進(jìn)一步在擴(kuò)散后晶片10與基板20之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材50，以供擴(kuò)散后晶片10與基板20能相互燒結(jié)熔接。該基板20實(shí)施時，基板20的材質(zhì)可以是非導(dǎo)體，例如陶瓷、玻璃等，并且在該陶瓷或玻璃基板20頂面可以設(shè)置金屬化的接合層21，以達(dá)到與擴(kuò)散后晶片10容易層迭燒結(jié)熔接的目的。前述基板20頂面接合層21實(shí)施時，可以利用印刷方式制成厚膜接合層，或者利用電鍍方式制成薄膜接合層。再者，為達(dá)到更好的散熱效果，該基板20實(shí)施時，其材質(zhì)也可以是導(dǎo)體，例如金、 銀、銅、鐵、鋁等金屬，或者是較高阻值半導(dǎo)體等替代，此基板20的材質(zhì)如果為導(dǎo)體或半導(dǎo)體實(shí)施例時，為確保達(dá)到保護(hù)擴(kuò)散后晶片10以及防潮絕緣的效果，基板20底部需設(shè)置一保護(hù)層22。由于基板20相對于擴(kuò)散后晶片10比較不易變形、剛性強(qiáng)，所以在擴(kuò)散后晶片10 與基板20燒結(jié)熔接共構(gòu)后，若擴(kuò)散后晶片10刻蝕開溝過深，或是該擴(kuò)散后晶片10研磨過薄時，擴(kuò)散后晶片10也不容易發(fā)生斷裂問題，因此較不怕碰撞，而且具有縮小體積的功效。如圖5、圖9所示，前述第三步驟202在擴(kuò)散后晶片10上的多個隔離溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)12，實(shí)施時，可以填充玻璃或是長氧化層等各種可以達(dá)到隔離電極11的實(shí)施方式實(shí)施設(shè)置。如圖5、圖10所示，前述第四步驟203中，對擴(kuò)散后晶片10表面金屬化，其目的是使電極11易于粘著或焊接，并完成所有的功能線路制作，金屬化后還可以在表面金屬化的每一電極11上，以印刷或高溫焊接方式增設(shè)一金屬電極板13，如圖11所示；此金屬電極板 13的設(shè)置亦可以在第五步驟204切割后進(jìn)行。如圖5、圖12所示，除此之外，為強(qiáng)化工藝后每一單一個體表面粘著型二極管元件 40的絕緣保護(hù)，可以在每一個表面粘著型二極管元件40除電極11以外的外表面上增加設(shè)置一絕緣層60，該絕緣層60實(shí)施時可以是固態(tài)或液態(tài)環(huán)氧樹脂(EPOXY)或絕緣膠，以達(dá)到絕緣保護(hù)的目的。如圖5、圖13、以及圖17所示，上述工藝中，若擴(kuò)散后晶片10為雙面擴(kuò)散型，切割后可以形成雙面擴(kuò)散型硅晶粒120，則可以令前述單一表面粘著型二極管元件40的兩個電極11為P/N電極111、112，并建構(gòu)在同一平面上相互絕緣隔離，即形成單向表面粘著型二極管元件。如圖5、圖14所示，本單向表面粘著型二極管元件工藝實(shí)施例與前述步驟不同之處，是由于擴(kuò)散后晶片10為雙面擴(kuò)散型，擴(kuò)散后晶片10必須分隔成PPNNPP···....多個電極111、111、112、112，因此在進(jìn)行第三步驟202時，不必在N/N間112、112的溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)12，以便在進(jìn)行第四步驟203時能同時對N/N間的溝槽、以及P、N電極111、112面作金屬化；此N/N間空出的溝槽可在第四步驟的前以刻蝕開溝或黃光顯影工藝設(shè)置之。如圖5、圖15所示，此實(shí)施例中，由于第四步驟203對擴(kuò)散后晶片10表面金屬化時，金屬化部位亦包含N/N電極112、112間的溝槽表面，因此在進(jìn)行第五步驟204切割前， 需再對Ν/Ν電極112、112間的溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)12，如圖16、圖17所示，則第五步驟204 切割后，即可分離出多個單一表面粘著型二極管元件10，且每一單一表面粘著型二極管元件的表面均具有兩個建構(gòu)在同一平面上相互絕緣隔離的P/N電極111、112，使每一單一個體形成可以直接應(yīng)用的表面粘著型二極管元件40。為強(qiáng)化工藝后每一表面粘著型二極管元件40的絕緣保護(hù)，可以選擇在每一個表面粘著型二極管元件40除電極11以外的外表面上增加設(shè)置一絕緣層60，該絕緣層60實(shí)施時可以是固態(tài)或液態(tài)環(huán)氧樹脂(EPOXY)或絕緣膠等，以達(dá)到絕緣保護(hù)的目的。藉由上述步驟，本發(fā)明硅晶片與基板20共構(gòu)表面粘著型二極管元件40結(jié)構(gòu)可以分為單向及雙向二極管兩種構(gòu)造，以下作更進(jìn)一步的說明(1)雙向表面粘著型二極管元件40結(jié)構(gòu)如下如圖12、圖18、圖19所示，一種表面粘著型二極管元件40，包括一單面擴(kuò)散型硅晶粒110以及一與該硅晶粒110底面燒結(jié)熔接的基板20，其中，該硅晶粒110底面與基板 20之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材50，以供硅晶粒110與基板20相互燒結(jié)接合；所述硅晶粒 110兩電極的四周均設(shè)有填充絕緣物質(zhì)12的隔離溝槽，以分隔出兩個建構(gòu)于同一平面上的 P/P電極111、111或N/N電極112、112(請另參考圖13)，且每一電極11外表面設(shè)有金屬化導(dǎo)接層14。(2)單向表面粘著型二極管元件40結(jié)構(gòu)如下如圖16至圖19所示，一種表面粘著型二極管元件40，包括一雙面擴(kuò)散型硅晶粒 120以及一與該硅晶粒120底面燒結(jié)熔接共構(gòu)的基板20，其中，該硅晶粒120底面與基板20 之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材50，以供硅晶粒與基板20相互燒結(jié)接合；所述硅晶粒120兩電極的四周均設(shè)有填充絕緣物質(zhì)12的隔離溝槽，以分隔出兩個建構(gòu)于同一平面上的P/N電極11，且每一電極11外表面金屬化設(shè)置導(dǎo)接層14，該導(dǎo)接層14由其中一電極11延伸到其側(cè)邊的隔離溝槽與絕緣物質(zhì)12之間。實(shí)施時，前述基板20的材質(zhì)可以是非導(dǎo)體，例如陶瓷、玻璃等，而且，該陶瓷等基板20頂面也可以設(shè)置金屬化的接合層21，以達(dá)到與擴(kuò)散后晶片10容易層迭燒結(jié)熔接的目的。而且，前述陶瓷等基板20頂面接合層21實(shí)施時，可以是以印刷方式制成的厚膜接合層 21，或者利用電鍍方式制成的薄膜接合層21。再者，為達(dá)到更好的散熱效果，該基板20實(shí)施時，其材質(zhì)也可以是導(dǎo)體，例如金、 銀、銅、鐵、鋁等，或可使用較高阻值半導(dǎo)體替代；此基板20的材質(zhì)如果為導(dǎo)體或半導(dǎo)體的實(shí)施例時，為確保達(dá)到保護(hù)擴(kuò)散后晶片10以及防潮絕緣的效果，金屬基板20底部需設(shè)置一保護(hù)層22。此外，實(shí)施時，也可以視實(shí)際組裝需要，在前述金屬化導(dǎo)接層14的外表面再設(shè)置一方便組裝的金屬電極板13，以達(dá)到容易加工組裝的目的。再者，為強(qiáng)化每一表面粘著型二極管元件40的絕緣保護(hù)，實(shí)施時還可以在每一個表面粘著型二極管元件40除電極11以外的外表面上設(shè)置一絕緣層60，該絕緣層60實(shí)施時可以是固態(tài)或液態(tài)環(huán)氧樹脂(EPOXY)或絕緣膠，以達(dá)到絕緣保護(hù)的目的。
上述各名稱為方便描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容所定，而非用以限制本案的權(quán)利要求范圍；是以，舉凡依據(jù)本案的創(chuàng)作精神所作的等效元件轉(zhuǎn)換、替代，均應(yīng)涵蓋在本案的保護(hù)范圍內(nèi)，謹(jǐn)此聲明。
權(quán)利要求
1.一種硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，所述的制造方法包括下列步驟第一步驟將一擴(kuò)散后晶片與一可耐高溫的高強(qiáng)度基板層迭燒結(jié)熔接后，令擴(kuò)散后晶片與基板形成一共構(gòu)體；第二步驟對所述的擴(kuò)散后晶片的表面進(jìn)行刻蝕開溝，以形成多個隔離溝槽，使擴(kuò)散后晶片上形成多個建構(gòu)在同一平面上相互隔離排列的電極；第三步驟在擴(kuò)散后晶片上的多個隔離溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)，令多個建構(gòu)在同一平面上的電極相互絕緣隔離；第四步驟對擴(kuò)散后晶片的電極表面金屬化，以延伸電極的電氣特性，完成所有的功能線路制作；第五步驟將擴(kuò)散后晶片與基板所形成的共構(gòu)體進(jìn)行切割，以分離出多個單一個體，每一單一個體表面均具有兩個建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的電極，使每一單一個體形成可以直接應(yīng)用的單一表面粘著型二極管元件。
2.如權(quán)利要求1所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，擴(kuò)散后晶片為單面擴(kuò)散型，以令多個建構(gòu)在同一平面上相互隔離排列的電極建構(gòu)在同一平面上且相互絕緣隔離的兩個電極為P/P電極或N/N電極，形成雙向表面粘著型二極管元件。
3.如權(quán)利要求1所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，擴(kuò)散后晶片為雙面擴(kuò)散型，多個建構(gòu)在同一平面上相互隔離排列的電極為 PPNNPP...電極，進(jìn)行第三步驟時，N/N間的溝槽內(nèi)未填入絕緣物質(zhì)，使第四步驟同時對N/N 間的溝槽、以及P、N電極面作金屬化后，在第五步驟切割前，對N/N間的溝槽內(nèi)填入絕緣物質(zhì)，令第五步驟切割后，分離出多個單一表面粘著型二極管元件，且每一單一表面粘著型二極管元件的表面均具有兩個建構(gòu)在同一平面上相互絕緣隔離的P/N電極。
4.如權(quán)利要求2或3所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，擴(kuò)散后晶片與基板之間進(jìn)一步設(shè)置一耐高溫的合金焊材，以供擴(kuò)散后晶片與基板相互燒結(jié)熔接。
5.如權(quán)利要求2或3所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，基板的材質(zhì)為非導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求2或3所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，基板材質(zhì)為導(dǎo)體或半導(dǎo)體，且基板底部設(shè)置一保護(hù)層。
7.如權(quán)利要求2或3所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，絕緣物質(zhì)為玻璃、氧化層。
8.如權(quán)利要求2或3所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，在表面金屬化的每一電極上，設(shè)置一延伸金屬特性的金屬電極板。
9.如權(quán)利要求2或3所述的硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件的制造方法，其特征在于，第五步驟后，在每一個單一表面粘著型二極管除電極以外的外表面上設(shè)置一絕緣保護(hù)的絕緣層。
10.一種表面粘著型二極管元件，其特征在于，所述的元件包括一單面擴(kuò)散型硅晶粒以及一與所述的硅晶粒底面燒結(jié)熔接共構(gòu)的基板，其中，所述的硅晶粒底面與基板之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材，以供硅晶片與基板相互燒結(jié)熔接，且硅晶粒兩電極的四周設(shè)有填充絕緣物質(zhì)的隔離溝槽，以分隔出兩個建構(gòu)于同一平面上的P/P或N/N電極，且每一電極外表面設(shè)有金屬化導(dǎo)接層。
11.一種表面粘著型二極管元件，其特征在于，所述的元件包括一雙面擴(kuò)散型硅晶粒以及一與所述的硅晶粒底面燒結(jié)熔接共構(gòu)的基板，其中，所述的硅晶粒底面與基板之間設(shè)置一耐高溫的合金焊材，以供硅晶粒與基板相互燒結(jié)接合；且硅晶粒兩電極的四周設(shè)有填充絕緣物質(zhì)的隔離溝槽，以分隔出兩個建構(gòu)于同一平面上的P/N電極，且每一電極外表面金屬化設(shè)置導(dǎo)接層，所述的導(dǎo)接層由其中一電極延伸到其側(cè)邊的隔離溝槽與絕緣物質(zhì)之間。
12.如權(quán)利要求10或11所述的表面粘著型二極管元件，其特征在于，基板材質(zhì)為非導(dǎo)體或較高阻值的半導(dǎo)體。
13.如權(quán)利要求10或11所述的表面粘著型二極管元件，其特征在于，基板為底部設(shè)置保護(hù)層的導(dǎo)體或半導(dǎo)體。
14.如權(quán)利要求10或11所述的表面粘著型二極管元件，其特征在于，二極管元件在電極以外的表面設(shè)置絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅晶片與基板共構(gòu)表面粘著型二極管元件制造方法及構(gòu)造；該制造方法是將一擴(kuò)散后晶片與一可耐高溫的高強(qiáng)度基板燒結(jié)熔接共構(gòu)后，再對該擴(kuò)散后晶片進(jìn)行刻蝕開溝、填入絕緣物質(zhì)、以及表面金屬化等工藝，使多個電極皆建構(gòu)在同一平面上，以完成所有功能線路制作后，再對該共構(gòu)體進(jìn)行切割，即可分離出多個可直接應(yīng)用的單一表面粘著型二極管元件；相較習(xí)知先將硅晶圓片所有功能線路制作完成并切割成單一晶粒之后，再經(jīng)封裝及測試的二極管元件制造方法，本發(fā)明具有簡化工藝、降低工時的功效，且工藝中晶片不易破裂損壞，并符合輕薄短小的世界潮流。
文檔編號H01L21/329GK102201368SQ20101014816
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者吳文湖, 黃文彬 申請人:美麗微半導(dǎo)體股份有限公司