[發明專利]電子裝置和制造電子裝置的方法

有效

• 申請號: 201310347355.3
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103681564B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 哈利勒·哈希尼;戈特弗里德·比爾;約阿希姆·馬勒;伊萬·尼基廷
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/48;H01L21/60
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本發明涉及將半導體芯片接合（bond）在載體上的技術，更具體地，涉及擴散焊接的技術。

背景技術

半導體裝置制造商不斷努力以改進他們的產品的性能，同時降低他們的制造成本。在半導體裝置的制造中的成本密集的區域是對半導體芯片進行封裝。如本領域的技術人員已知的，在晶圓上制作集成電路，隨后這些晶圓被單個化（singulate）以生產半導體芯片。隨后，可以在導電載體上安裝半導體芯片。希望在導電載體上安裝的半導體芯片從而以高產量和低成本提供低應力、機械穩定以及高導熱性和高導電性的接合。

發明內容

本文提供了一種半導體裝置，該半導體裝置包括：導電載體；半導體芯片，設置在載體上；以及多孔擴散焊料層，設置在載體和半導體芯片之間。

優選地，多孔擴散焊料層包括具有金屬間相的顆粒。

優選地，顆粒包括從由銀、銅、金和銦構成的組中選擇的第一金屬成分，以及從由錫和鋅構成的組中選擇的第二金屬成分。

優選地，多孔擴散焊料層包括第一金屬成分的重量百分比是50%至75%并且第二金屬成分的重量百分比是25%至50%的化學組合物。

優選地，多孔擴散焊料層的顆粒被燒結或相互擴散。

優選地，半導體裝置進一步包括設置在載體和多孔擴散焊料層之間的第一中間層，其中，第一中間層包括錫或鋅。

優選地，第一中間層包括由防銹層形成的表面。

優選地，多孔擴散焊料層包括在從1μm到50μm的范圍內的厚度。

優選地，載體是引線框。

優選地，半導體裝置進一步包括設置在多孔擴散焊料層和半導體芯片之間的第二中間層，其中，第二中間層包括燒結的或相互擴散的金屬層。

本文還提供了一種半導體布置，該半導體布置包括：半導體本體；以及焊料膏層，設置在半導體本體的至少一個主表面的上方，焊料膏層包括從由銀、銅、金和銦構成的組中選擇的第一金屬成分的第一顆粒；從由錫和鋅構成的組中選擇的第二金屬成分的第二顆粒；以及埋設有第一顆粒和第二顆粒的聚合物材料。

優選地，聚合物材料包括B階段聚合物材料。

優選地，B階段聚合物材料被預固化。

優選地，聚合物材料是溶劑或液體。

優選地，溶劑或液體在預固化期間可蒸發。

優選地，焊料膏層的總金屬貢獻包括第一金屬成分的重量百分比是50%至75%并且第二金屬成分的重量百分比是25%至50%的化學組合物。

本文還提供了一種在導電載體上接合半導體芯片的方法，該方法包括：在導電載體上形成焊料膏層，焊料膏層包括第一金屬成分的第一顆粒和第二金屬成分的第二顆粒；將半導體芯片放置在焊料膏層上；以及加熱焊料膏層，從而將焊料膏層轉換成多孔擴散焊料層中。

優選地，在加熱期間對焊料膏層施加的最高溫度小于220℃。

優選地，方法進一步包括在加熱期間對焊料膏層施加外部壓力。

優選地，外部壓力在從3MPa到40MPa的范圍內。

優選地，焊料膏層進一步包括埋設有第一顆粒和第二顆粒的聚合物材料。

優選地，第一顆粒包括從由銀、銅、金和銦構成的組中選擇的第一金屬成分，以及從由錫和鋅構成的組中選擇的第二金屬成分。

本文還提供了一種提供具有焊料膏的半導體芯片的方法，該方法包括：將包括第一金屬成分的第一顆粒、第二金屬成分的第二顆粒以及B階段聚合物材料的焊料膏層涂覆在晶圓表面上；加熱焊料膏層以預固化B階段聚合物材料；以及將晶圓單個化為多個半導體芯片。

優選地，涂覆焊料膏層包括印刷、箔剝離、分配、旋涂或濺射。

優選地，焊料膏層的總金屬貢獻包括第一金屬成分的重量百分比是50%至75%并且第二金屬成分的重量百分比是25%至50%的化學組合物。

本文還提供了一種半導體裝置，該裝置包括導電載體；半導體芯片，設置在載體上；焊料層，設置在載體和半導體芯片之間，其中，半導體芯片具有鄰近焊料層的多孔結構。

優選地，多孔結構是多孔硅層或多孔陶瓷層。

附圖說明

附圖被包括以提供對實施方式的進一步理解并且被結合到本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖示出了實施方式并且與描述一起用于說明實施方式的原理。因為其他實施方式和實施方式的多個預期的優點通過參考以下具體實施方式而變得更好理解，所以將更容易地理解它們。附圖的元件不需要相對彼此按比例繪制。相同的參考標號表示對應的相似部件。