[發(fā)明專(zhuān)利]Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380059808.0
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104798185A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷本智;佐藤伸二;谷澤秀和;松井康平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社;三墾電氣株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/52
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/52
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張勁松

1.一種Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，具有在半導(dǎo)體元件芯片和以Cu為主要原料的Cu基板之間夾持Au系釬料層的模片接合構(gòu)造，其特征在于，具備：

致密金屬膜，其配設(shè)于所述Cu基板和所述Au系釬料層之間，并具有以在俯視時(shí)成為規(guī)定形狀的方式構(gòu)圖的微細(xì)槽；

微小亞鈴截面構(gòu)造體，其分別埋設(shè)于所述Cu基板、所述Au系釬料層及所述致密金屬膜的微細(xì)槽，以Cu和Au為主要元素。

2.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述致密金屬膜為以Ni、或Co、或Ni和Co雙方為主要材料的金屬膜。

3.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述致密金屬膜為通過(guò)無(wú)電解電鍍法而形成的含有P的以Ni、或Co、或Ni和Co雙方為主要材料的金屬膜。

4.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

形成于所述致密金屬膜的微細(xì)槽在俯視時(shí)二維周期地形成。

5.如權(quán)利要求4所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述二維周期地形成的微細(xì)槽為方形周期圖案、六方周期圖案、三角周期圖案及等間隔平行線圖案中的任一種圖案。

6.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

形成于所述致密金屬膜的微細(xì)槽的寬度以相當(dāng)于所述Au系釬料層的厚度的值為最大，且是從該值到最小值0.1μm之間的值。

7.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述微細(xì)槽的總正投影面積占所述半導(dǎo)體元件芯片的接合面積整體的的比例為0.1％以上且10％以下。

8.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述Au系釬料層含有來(lái)源于所述Cu基板的Cu作為有效成分。

9.如權(quán)利要求1所述的Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述微小亞鈴截面構(gòu)造體的主要元素Cu及Au分別以所述Cu基板及所述Au系釬料層為起源。

10.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，

在加熱臺(tái)上依次疊置表面覆蓋有具有微細(xì)槽的致密金屬膜的Cu基板、液相線溫度在420℃以下的Au系釬料材及半導(dǎo)體元件芯片，

將疊置于加熱臺(tái)上的所述Cu基板、所述Au系釬料材及所述半導(dǎo)體元件芯片加熱升溫，使所述Au系釬料材熔化，作為夾持在所述Cu基板和所述半導(dǎo)體元件芯片之間的熔液層，

將所述Cu基板、所述半導(dǎo)體元件芯片、夾持在所述Cu基板和所述半導(dǎo)體元件芯片之間的熔液層冷卻，使所述熔液層固化，且使所述Cu基板和所述半導(dǎo)體元件芯片接合。

11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，

通過(guò)圖案無(wú)電解電鍍法、或蝕刻法、或激光束加工法中的任一種方法使具有所述微細(xì)槽的致密金屬膜形成于所述Cu基板表面。

12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，

在使具有所述微細(xì)槽的致密金屬膜形成于所述Cu基板表面的處理的最終工序中，施加對(duì)所述Cu基板整個(gè)面用厚度不足0.2μm的鍍膜覆蓋所述致密金屬膜的處理。

13.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，

在將疊置于加熱臺(tái)上的所述Cu基板、所述Au系釬料材及所述半導(dǎo)體元件芯片加熱升溫時(shí)，在5毫巴以下的減壓下執(zhí)行。

14.一種Au系釬料模片接合半導(dǎo)體裝置，具有在半導(dǎo)體元件芯片和以Cu為主要原料的Cu基板之間夾持Au系釬料層的模片接合構(gòu)造，其特征在于，具備：

致密金屬膜，其配設(shè)于所述Cu基板和所述Au系釬料層之間，并具有以在俯視時(shí)成為規(guī)定形狀的方式構(gòu)圖的微細(xì)槽；

釬料結(jié)合單元，其分別埋設(shè)于所述Cu基板、所述Au系釬料層及所述致密金屬膜的微細(xì)槽，以Cu和Au為主要元素通過(guò)微小亞鈴截面構(gòu)造將所述Cu基板和所述Au系釬料層結(jié)合。