[發明專利]半導體元件，半導體封裝結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201310400313.1
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103441109A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 蕭友享;楊秉豐;李長祺
• 申請（專利權）人: 日月光半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L23/31;H01L21/48
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

1.一種半導體元件，包括：

一半導體晶粒，具有一第一表面及一第二表面；

一背側鍍金屬，位于該半導體晶粒的第二表面；

一熱介面材料，位于該背側鍍金屬上，且包含銦鋅合金；及

一第一介金屬化合物，位于該背側鍍金屬及該熱介面材料之間，且包含銦而不包含鋅。

2.如權利要求1的半導體元件，其特征在于，該背側鍍金屬包含數層金屬層，其中最上方金屬層為銅層，且該第一介金屬化合物為Cu₁₁In₉。

3.如權利要求2的半導體元件，其特征在于，該背側鍍金屬的銅層是由一濺鍍銅及一電鍍銅所組成，且該電鍍銅的厚度約為5μm。

4.如權利要求2的半導體元件，其特征在于，該背側鍍金屬依序包含一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層，該第一金屬層位于該半導體晶粒的第二表面上，且為鋁層、鈦層或鉻層；該第二金屬層位于該第一金屬層上，且為鎳層或鎳釩合金層；該第三金屬層位于該第二金屬層上，且為銅層。

5.如權利要求1的半導體元件，其特征在于，該熱介面材料的銦鋅合金中鋅的含量為5wt%至30wt%。

6.一種半導體封裝結構，包括：

一基板；

一半導體晶粒，具有一第一表面及一第二表面，該半導體晶粒的第一表面是電性連接至該基板；

一背側鍍金屬，位于該半導體晶粒的第二表面；

一熱介面材料，位于該背側鍍金屬上，且包含銦鋅合金；

一散熱片，覆蓋該半導體晶粒以接觸該熱介面材料，且至少包含一銅層；

一第一介金屬化合物，位于該背側鍍金屬及該熱介面材料之間，且包含銦而不包含鋅；及

一第二介金屬化合物，位于該熱介面材料及該散熱片之間，且包含銦而不包含鋅。

7.如權利要求6的半導體封裝結構，其特征在于，該背側鍍金屬包含數層金屬層，其中最上方金屬層為銅層，且該第一介金屬化合物為Cu₁₁In₉。

8.如權利要求7的半導體封裝結構，其特征在于，該背側鍍金屬的銅層是由一濺鍍銅及一電鍍銅所組成，且該電鍍銅的厚度約為5μm。

9.如權利要求7的半導體封裝結構，其特征在于，該背側鍍金屬依序包含一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層，該第一金屬層是位于該半導體晶粒的第二表面上，且為鋁層、鈦層或鉻層；該第二金屬層是位于該第一金屬層上，且為鎳層或鎳釩合金層；該第三金屬層是位于該第二金屬層上，且為銅層。

10.如權利要求6的半導體封裝結構，其特征在于，該熱介面材料的銦鋅合金中鋅的含量為5wt%至30wt%。

11.如權利要求6的半導體封裝結構，其特征在于，該散熱片的銅層是直接接觸該熱介面材料，且該第二介金屬化合物為Cu₁₁In₉。

12.如權利要求6的半導體封裝結構，其特征在于，該散熱片更包括一鎳層，該鎳層直接接觸該熱介面材料，且該第二介金屬化合物為In₂₇Ni₁₀。

13.一種半導體封裝結構的制造方法，包括以下步驟：

(a)形成一背側鍍金屬于一半導體晶粒的一第二表面上；

(b)將該半導體晶粒的一第一表面電性連接至一基板；

(c)提供一去除氧化物的材料至該背側鍍金屬；

(d)形成一熱介面材料于該背側鍍金屬上，其中該熱介面材料包含銦鋅合金；

(e)將一散熱片覆蓋該半導體晶粒以接觸該熱介面材料，其中該散熱片至少包含一銅層；及

(f)進行回焊，以生成一第一介金屬化合物及一第二介金屬化合物，其中該第一介金屬化合物位于該背側鍍金屬及該熱介面材料之間，且包含銦而不包含鋅；該第二介金屬化合物位于該熱介面材料及該散熱片之間，且包含銦而不包含鋅。

14.如權利要求13的制造方法，其特征在于，步驟(a)中，該背側鍍金屬包含數層金屬層，其中最上方金屬層為銅層，且步驟(f)中，該第一介金屬化合物為Cu₁₁In₉。