[實用新型]可用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構

有效

• 申請號: 201320272682.2
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203300630U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王仁書;徐永平
• 申請（專利權）人: 揚州晶新微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/482
• 分類號: H01L23/482
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本實用新型涉及一種可用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構，屬于半導體器件技術領域。?

背景技術

當今，半導體器件芯片與基座材料的聯接都希望用共晶焊接技術。共晶焊又稱低熔點合金焊接。共晶合金原是從二元合金的一種相圖特性引出的概念，其基本特性是：兩種不同的金屬可在遠低于各自的熔點溫度下按一定重量比例形成合金。現在推廣到多元合金。共晶焊是指在相對較低的溫度下共晶焊料發生共晶物熔合的現象，共晶合金直接從固態變到液態，而不經過塑性階段，因而焊接溫度低、焊接的機械性能和電性能的質量好。?

目前適合共晶焊接工藝的硅半導體芯片既有單層金結構又有多層金結構。相對于共晶焊接工藝的硅半導體芯片來講，要想降低半導體芯片的壓降，一方面要提高半導體基材的摻雜濃度；另一方面要減小基材在金屬化工藝中金屬與基材的接觸電阻。要減小該接觸電阻，對于N型半導體常采用在硅半導體芯片背面補N型雜質磷或砷的方法；對于P型硅半導體常采用在芯片背面補P型元素硼的方法，以提高半導體接觸區的摻雜濃度。P型硅半導體背面補硼通常采用擴散或離子注入的方法。實際上對于P型硅半導體亦可通過在半導體背面補其他III族元素原子，如通過PVD工藝及合金的方法來達到提高背面摻雜濃度的效果。本實用新型“可用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構”，實現了滿足共晶工藝焊接的要求且得到良好的歐姆接觸的、機械強度較好的焊接點。?

發明內容

本實用新型的目的就是為克服上述現有技術存在的不足，提供一種用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構，滿足共晶工藝焊接的要求且得到良好的歐姆接觸的、機械強度較好的焊接點。?

本實用新型的目的是這樣實現的，可用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構，其特征是，P型硅半導體基材背面設有III?族元素原子與金及P型硅半導體材料的多元合金層，在多元合金層上設有金金屬層。所述多元合金層厚度為0.02-0.3微米。金金屬層厚度為1-2微米。?

所述金金屬層上還可以設有SnCu或SnSb金屬層。?

本實用新型結構合理，通過在P型硅半導體材料背面補III族元素原子的方法，設置III?族元素原子與金及P型硅半導體材料的多元合金層和金金屬層，提高背面的摻雜濃度。通過PVD和合金工藝相結合的方法，改變了以往單一的P型硅半導體材料與金的合金層為P型硅半導體材料與金鎵合金或金鋁合金或金銦合金的多元合金層，實現了背面高濃度與金屬化的有機結合。進一步降低了半導體芯片的壓降，實現了可滿足共晶工藝的P型硅半導體芯片背面金屬化結構。一方面降低了P型硅半導體芯片的壓降，另一方面滿足了半導體芯片封裝共晶焊接工藝的要求。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。?

圖中：1?.P型硅半導體基材、2.多元合金層、3.金金屬層或金金屬層上附加SnCu或SnSb金屬層。?

具體實施方式

可用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構，通過在P型硅半導體基材1背面補III族元素原子的方法，設置III?族元素原子與金及P型硅半導體材料的多元合金層2和金金屬層3，多元合金層2設置在P型硅半導體基材上，多元合金層上設置金金屬層。還可以在金金屬層上附加SnCu或SnSb金屬層。所述多元合金層厚度為0.02-0.3微米。金金屬層厚度為1-2微米。?

本實用新型可用于共晶焊的P型硅器件芯片背面金屬化結構是通過PVD和合金工藝相結合的方法來實現的，其工藝過程可有兩種方案，所述如下：?

方案一：

步驟一.?將需要進行背面金屬化的P型硅半導體基材面減薄。

步驟二.?對步驟一的減薄面進行化學腐蝕或拋光。?

步驟三.?將半導體基材的化學腐蝕或拋光面用稀氫氟酸清洗，然后用DI水（高純水或去離子水）沖洗。?

步驟四.?將完成步驟三的半導體基材甩干。?

步驟五.?對完成步驟四的半導體基材的化學腐蝕或拋光面依次蒸發或濺射金鎵合金或金鋁合金或金銦合金、金。?

步驟六.?將完成步驟五的半導體基材在一定溫度、氣氛下進行合金。完成背面金屬化結構。?

方案二：?

步驟一.?將需要進行背面金屬化的P型硅半導體基材面減薄；

步驟二.?對步驟一的減薄面進行化學腐蝕或拋光;

步驟三.?將半導體基材的化學腐蝕或拋光面用稀氫氟酸清洗，然后用DI水沖洗；

步驟四.?將完成步驟三的半導體基材甩干。