[发明专利]可表面连接的半导体桥接元件、器件和方法

权利要求书

1.一种由一个衬底晶片制造多个半导体元件的方法，所述晶片具有一个前表面和一个后表面，该方法包括以下步骤：

(a)在一个硅衬底晶片的至少一个表面上涂覆一个电介质层；

(b)在电介质层上淀积一层多晶硅薄膜；

(c)在衬底晶片中形成多个开口，这些开口从晶片的前表面穿过晶片延伸至其后表面，从而界定了从晶片的前表面延伸至后表面的侧表面，这些开口的设置适于从衬底晶片切割出多个模片，每个模片具有一对对置的侧表面；

(d)在晶片上以及通过开口在前表面、后表面和侧表面上淀积一个金属层，以便通过侧表面在模片上在前表面和后表面之间形成连续的导电路径；

(e)对多晶硅薄膜和金属层进行掩模和蚀刻，以便在模片上形成所需的电路，从而由模片构成半导体元件；和

(f)将半导体元件从衬底晶片上分离并且将各半导体元件相互分离。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，半导体元件包括半导体桥接元件，并且步骤(e)包括对多晶硅薄膜和金属层进行掩模和蚀刻，以便在后表面上形成至少两个分离的电触点且在前表面上形成一个半导体桥接电路几何图形。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，硅衬底晶片是从由p型衬底和n型衬底构成的一组中选择出的，并且还包括以下步骤：

(g)在步骤(d)的淀积金属层之前，采用从p型掺杂物和n型掺杂物构成的一组中所选择出的一种掺杂物对多晶硅薄膜和硅衬底晶片的侧表面进行掺杂；当衬底包括p型衬底时，多晶硅薄膜和侧表面用n型掺杂物掺杂，当衬底包括n型衬底时，多晶硅薄膜和侧表面用p型掺杂物掺杂，由此多晶硅薄膜和侧表面的掺杂在相对的侧表面之间形成背对背二极管装置，从而为每个半导体元件提供了无偏防静电放电保护。

4.根据权利要求1或2的方法，包括以下述方式在衬底晶片中形成多个开口：穿过衬底晶片的前表面切割多个第一沟槽，并且穿过衬底晶片的后表面切割多个第二沟槽，该第二沟槽的方向垂直于多个第一沟槽，多个第一和第二沟槽被切割得足够深，以致于多个第一沟槽和多个第二沟槽相互交叉，在交叉点处形成多个孔，这些孔及其相关沟槽相结合界定了多个侧表面.

5.根据权利要求4的方法，包括(i)切割多个第一沟槽，这些第一沟槽相互平行并且等间距；(ii)切割多个第二沟槽，这些第二沟槽相互平行并且等间距；和(iii)垂直于多个第二沟槽切割多个第一沟槽。

6.一种由一个硅衬底晶片制造多个半导体桥接元件的方法，所述衬底晶片是从p型衬底和n型衬底构成的一组中选择出的并且具有一个前表面和一个后表面，该方法包括以下步骤：

(a)在硅衬底晶片的至少一个表面上涂覆一个电介质层；

(b)在电介质层上淀积一层多晶硅薄膜；

(c)在衬底晶片中形成多个开口，这些开口从晶片的前表面穿过晶片延伸至其后表面，从而界定了从晶片的前表面延伸至后表面的侧表面，这些开口的设置适于从衬底晶片切割出多个模片，每个模片具有一对对置的侧表面；

(d)采用与晶片的极性相反的掺杂物来对多晶硅薄膜和硅衬底的侧表面进行掺杂，以便在相对的侧表面之间形成背对背二极管装置，由此为每个最终的半导体桥接元件提供无偏防静电放电保护；

(e)在前表面、后表面和侧表面上淀积一个金属层，以便通过侧表面在模片上在前表面和后表面之间形成连续的导电路径，从而使模片构成半导体桥接元件；和

(f)将半导体桥接元件从衬底晶片上分离并且将各半导体桥接元件相互分离。

7.根据权利要求2或6的方法，包括以下步骤：通过将后表面上的金属层焊接至一个管座上的电触点，从而将各半导体桥接元件直接表面安装至管座。

8.根据权利要求1、2或6的方法，其特征在于，硅衬底包括p型衬底，并且多晶硅薄膜和侧表面用n型掺杂物掺杂。

9.根据权利要求1、2或6的方法，其特征在于，硅衬底包括n型衬底，并且多晶硅薄膜和侧表面用p型掺杂物掺杂。