[發明專利]金/硅共晶芯片鍵合方法

有效

• 申請號: 200710187345.2
• 申請日: 2007-11-20
• 公開（公告）號: CN101192551A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 劉凱;孫明
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/58
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 白璧華

技術領域

本發明涉及一種將半導體芯片鍵合到封裝中的方法，更具體地涉及一種直接金/硅共晶鍵合方法。

背景技術

常規的芯片鍵合方法包括對用于將硅芯片(帶有或不帶有背面金屬化)附貼到襯底的材料的寬泛的選擇。這些材料包括硬性的和軟性的焊料，導電環氧樹脂以及金/硅共晶合金。金/硅共晶合金是對于諸如SOT-23和SOT-363的小封裝的最佳選擇并且甚至是對于諸如SOT-563和SOT-623的更小封裝的唯一選擇。

常規的金/硅共晶芯片鍵合方法包括用金鍍覆硅芯片的背面然后將芯片加熱到高于370℃的共晶溫度的溫度以形成金/硅共晶合金。在大多數應用中，夾層型結構的粘附層被用于提高金對硅芯片的粘附。然后芯片通過將該金/硅共晶合金用作焊料的附加的加熱步驟附貼到金屬引線框或襯底上。在金/硅共晶合金層上可以淀積附加的金層并且該金或金合金預制層可以用于促進芯片鍵合。其他的常規技術包括將金/硅籽晶用作形成共晶鍵的觸媒以及應用通過金層中的硅注入產生的金/硅合金。

垂直功率器件產品的不斷提高的性能要求促使制造商應用更薄的晶片工藝集成和裝配這些器件。用金屬鍍覆薄晶片上形成的硅芯片的背面的先有技術的方法表現出各種困難。因此需要一種簡單而且不要求背面金屬化處理的芯片鍵合方法。還需要一種不要求預制層，共晶焊料或籽晶注入的芯片鍵合方法。還進一步需要一種高成本效率以及提高器件產量的芯片鍵合方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種金/硅共晶芯片鍵合方法，其可解決把薄晶片上形成的垂直功率器件鍵合到封裝襯底相關的各種問題，克服背景技術中所述的缺陷。

為達上述目的，本發明提供一種金/硅共晶芯片鍵合方法，根據該方法：引線框的芯片區首先被鍍金；然后晶片被研磨到所需要的厚度并對其進行切割，或者應用研磨前切割工藝在研磨到所需要的厚度之前先行切割；然后從切割帶上拾取芯片并在高于370℃的金/硅共晶溫度的預先定義的溫度下將其附貼到鍍金的引線框芯片區，從而形成金/硅共晶合金。芯片背面的硅和引線框表面的金能夠在超聲功率的幫助下并通過提高溫度穿透氧化硅層而形成金/硅共晶合金。

根據本發明提供的一種金/硅共晶芯片鍵合方法，包括：芯片鍵合區鍍金；將晶片研磨到所需要的厚度；研磨步驟后的晶片切割；拾取芯片；和在高于金/硅共晶溫度的溫度下將芯片附貼到芯片鍵合區的各個步驟。

根據本發明提供的另一種金/硅共晶芯片鍵合方法，包括：芯片鍵合區鍍金；切割晶片；切割步驟后將晶片研磨到所需要的厚度；拾取芯片；和在高于金/硅共晶溫度的溫度下將芯片附貼到芯片鍵合區的各個步驟。

本發明提供不要求晶片背面金屬化處理的金/硅共晶芯片鍵合方法，因此該芯片鍵合方法是高成本效率的方法并且提供了經提高的器件產量。

上文雖然概括但已經描述了本發明的比較重要的特征，為的是能夠更好地理解下文對本發明的詳盡敘述以及理解本發明對本技術領域的貢獻。當然，本發明還有其他的特征，這些特征將在下文敘述并形成本文附后的權利要求的主體內容。

有關該方面，在詳盡解釋本發明的至少一個實施例之前，應該理解的是，本發明在其應用中不限于下文敘述中闡明的或附圖中圖示的方法細節，本發明能夠有其他各個實施例并且能夠以各種方式實施和進行。還有，應該理解的是，本文采用的措辭和術語以及摘要用于敘述的目的，不應將其理解為限制。

因此，本技術領域的熟練人員將理解的是，本發明根據的原理可以容易地用作設計實現本發明的數個目的的其他結構，方法和系統的基礎。因此，重要的是所述權利要求應被理解為包括不背離本發明的精神和范圍的這樣的各種等效構造。

本發明的這些和其他特征，方面和優點通過參考下列附圖，敘述和權利要求將得到更好的理解。

附圖說明

圖1是本發明提供的金/硅共晶芯片鍵合方法的流程圖；

圖2是本發明提供的替代的金/硅共晶芯片鍵合方法的流程圖；和

圖3是本發明提供的金/硅共晶層的被鍵合到引線框上的芯片的截面圖。

具體實施方式

以下結合圖1-圖3，詳細說明本發明的較佳實施方式。

本發明提供一種用于不需要晶片背面金屬化處理而將芯片直接附貼到鍍金引線框的金/硅共晶芯片鍵合方法。