[實用新型]芯片背面復合材料多層金屬化結構

有效

• 申請號: 201020128627.2
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN201638808U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 王新潮;馮東明;葉新民;王文源;周曉明
• 申請（專利權）人: 江陰新順微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

(一)技術領域

本實用新型涉及一種芯片背面金屬化結構。屬集成電路或分立器件制造技術領域。

(二)背景技術

近年來，集成電路或分立器件消費產品需求量很大，芯片封裝產品逐步走向小型化。目前有很多公司開始采用低成本的銅(黃銅)框架。由于銅的熱膨脹系數遠比原來采用的鐵鎳框架大，對芯片的要求也就大大提高了。采用常規背面金屬化工藝生產的芯片如果用這種銅框架封裝，芯片就會出現隱裂甚至裝不上，可能會產生嚴重的可靠性問題。

功率分立器件金屬化工藝多年來一直采用多層金屬覆蓋方式。其工藝是利用受控的高能電子束轟擊金屬蒸發源表面，將電子束轟擊的動能轉化為熱能，瞬間使蒸發源融化并均勻蒸發到硅片上的一種方法，并通過多個坩堝轉換實現多層金屬材料的蒸發。由于金屬與硅之間的結合屬于物理氣相淀積，內部應力并沒有得到完全釋放，在芯片切割過程中容易導致內部崩裂，熱阻和飽和參數較大。

(三)發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能降低芯片內應力以及減少熱阻和飽和壓降的低成本芯片背面復合材料多層金屬化結構。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種芯片背面復合材料多層金屬化結構，所述結構自上至下依次由硅襯底層、金-硅共溶層、金接觸層、阻擋層和金屬保護層共五層復合而成，所述阻擋層材料為錫銅合金，金屬保護層材料為錫或銅或銀或金。

金原子在高溫下發生間隙擴散與硅材料形成共溶層合金，此合金層能提高芯片與金屬層的結合力，同時覆蓋的錫銅合金也可以為接觸層提供填充材料，阻擋金屬保護層的金屬擴散，而在最外圍的金屬保護層金屬在共晶封裝時能與基島面形成良好的歐姆接觸。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型利用金-硅共溶層合金效果降低芯片內部殘余應力，整體金屬化結構采用多層金屬分布減少貴重材料消耗，利于大規模生產制造。

(四)附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中附圖標記：

硅襯底層1、金-硅共溶層2、金接觸層3、阻擋層4、金屬保護層5。

(五)具體實施方式

參見圖1，圖1為本實用新型的結構示意圖。由圖1可以看出，實用新型芯片背面復合材料多層金屬化結構，所述結構自上至下依次由硅襯底層1、金-硅共溶層2、金接觸層3、阻擋層4和金屬保護層5共五層復合而成，所述阻擋層4材料為錫銅合金，金屬保護層5材料為錫或銅或銀或金。其制備方法如下：先在硅襯底層1背面蒸鍍金接觸層3，并在所述金接觸層3與硅襯底層1之間形成金-硅共溶層2；再在所述金接觸層3背面依次蒸鍍阻擋層4和金屬保護層5。