[發明專利]具有覆銅導體的接合系統

在審

• 申請號: 201410011722.7
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103928436A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: R.巴耶雷爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L21/768
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬紅梅;馬永利

技術領域

本申請涉及用于半導體部件的互連系統，特別涉及用于具有標準鋁金屬化部的半導體部件的銅基互連系統。

背景技術

針對有源功率半導體管芯的表面的、通過超聲接合工藝生成的互連系統通常包括：接合到設置在管芯表面上的鋁金屬化部的重鋁線；或者接合到設置在管芯表面上的銅金屬化部的重銅線。已經做出嘗試以將覆鋁的銅線接合到具有標準鋁金屬化部的功率半導體管芯。然而，由于這樣的線的硬銅芯，該線在超聲接合工藝期間沉入到管芯的鋁金屬化部中，并損壞鋁金屬化部下面的有源器件區域。

發明內容

本文中描述的實施例提供了一種用于具有標準鋁金屬化部的半導體部件的銅基互連系統。半導體部件在標準鋁金屬化層上具有至少一個附加金屬層，該附加金屬層在包含覆銅（coated?copper）的電導體的超聲接合期間保護下面的標準鋁金屬化部免于極端變形。

根據半導體部件的實施例，該部件包括半導體管芯，所述半導體管芯具有：半導體器件區；半導體器件區上的含鋁金屬層；和含鋁金屬層上的比含鋁金屬層硬的至少一個附加金屬層。半導體部件進一步包括含銅電導體，所述含銅電導體經由所述含銅電導體的導電涂層而被接合到半導體管芯的至少一個附加金屬層，所述導電涂層比所述含銅電導體的銅軟。

根據制造半導體部件的方法的實施例，該方法包括：提供半導體管芯，所述半導體管芯具有：半導體器件區；半導體器件區上的含鋁金屬層；和含鋁金屬層上的比含鋁金屬層硬的至少一個附加金屬層；以及經由含銅電導體的導電涂層將含銅電導體超聲接合到半導體管芯的至少一個附加金屬層，導電涂層比含銅電導體的銅軟。

根據半導體部件的在另一實施例，該部件包括半導體管芯，所述半導體管芯具有：半導體器件區；半導體器件區上的含鋁金屬層；和含鋁金屬層上的至少一個附加金屬層。所述半導體部件進一步包括含銅電導體，所述含銅電導體經由所述含銅電導體的導電涂層而被接合到半導體管芯的至少一個附加金屬層，所述導電涂層比所述含銅電導體的銅軟。半導體管芯的至少一個附加金屬層足夠硬以便當所述含銅電導體被接合到半導體管芯的至少一個附加金屬層時防止半導體管芯的含鋁金屬層的顯著變形。

在閱讀下面的詳細描述并且查看附圖后，本領域技術人員將認識到附加特征和優點。

附圖說明

附圖的元件不必相對于彼此按比例繪制。相似的附圖標記指定對應的類似部分。各個所圖示的實施例的特征可以被組合，除非它們彼此排斥。實施例在附圖中被描繪并在下面的描述中被詳述。

圖1圖示了具有被超聲接合到包含覆銅的電導體的標準鋁金屬化部的半導體部件的實施例的前橫截面視圖。

圖2圖示了具有被超聲接合到包含覆銅的電導體的標準鋁金屬化部的半導體部件的實施例的側橫截面視圖。

圖3圖示了具有被超聲接合到包含覆銅的電導體的標準鋁金屬化部的半導體部件的另一實施例的側橫截面視圖。

圖4圖示了具有被超聲接合到包含覆銅的電導體的標準鋁金屬化部的半導體部件的再另一實施例的側橫截面視圖。

圖5圖示了具有被超聲接合到包含覆銅的電導體的標準鋁金屬化部的半導體部件的又一實施例的側橫截面視圖。

圖6圖示了用于將包含覆銅的電導體超聲接合到半導體部件的標準鋁金屬化部的接合工具的實施例。

圖7圖示了用于將包含覆銅的電導體超聲接合到半導體部件的標準鋁金屬化部的接合工具的另一實施例。

具體實施方式

圖1圖示了半導體部件的實施例的前橫截面視圖。半導體部件包括半導體管芯100，半導體管芯100具有半導體器件區102、半導體器件區102上的標準含鋁金屬層104（諸如Al、AlSi、AlSiCu等）和含鋁金屬層104上的至少一個附加金屬層106。半導體器件區102是在其中可以形成諸如晶體管、二極管、電阻器、電容器等的有源和/或無源器件的管芯100的區。半導體器件區102包括在其中形成所述器件的半導體材料，并可以包括單晶半導體（諸如Si或Ge）、二元化合物（諸如GaN、GaAs、SiC）、三元化合物等。一個或多個絕緣層（諸如氧化物和/或氮化物）可以作為半導體器件區102的部分而被設置在半導體材料上。可選的阻擋金屬108（諸如TiN、TiW、W、Ti等）可以被設置在半導體器件區102和含鋁金屬層104之間。在任一情況下，含鋁金屬層104上的至少一個附加金屬層106比含鋁金屬層104硬，從而防止在隨后的銅互連超聲接合工藝期間損壞。