[發明專利]具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構

有效

• 申請號: 201410114060.6
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103928437A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 林罡
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是包括A金屬層（1）上是A金屬擴散阻擋層（2）；A金屬擴散阻擋層（2）上是B金屬層(3)；B金屬層(3)上是B金屬擴散阻擋層（4）；B金屬擴散阻擋層（4）上是C金屬層（5）；C金屬層（5）上是接觸金屬層（6）；接觸金屬層（6）上是襯底（7）；襯底（7）上提供的是正面圖形(8)。

2.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的A金屬層（1）為Au層，或是其他用作與芯片焊料配合的AuSn合金、AuTi合金、Cu，其厚度由與焊料燒結時最佳工藝厚度為100～1000nm。

3.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的A金屬擴散阻擋層（2）由多層或單層金屬/合金復合而成，其微觀層數、每層組分、厚度隨具體器件需求中所需阻擋的擴散金屬/合金而調整，擴散金屬指自于芯片裝備時的焊料或A金屬層（1）或B金屬層（3），對于常規的砷化鎵背金擴散機制，A金屬擴散阻擋層（2）采用Ti、Ni、W、WTi、WTiN、Pt金屬/合金的單層或多層復合設計，總厚度30～500nm，優選厚度為300nm，子層厚度為10～50nm。

4.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的B金屬層（3）為Au層，或是Cu，Al，Pd，Pt，厚度500～5000nm。

5.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的B金屬擴散阻擋層（4），采用與A金屬擴散阻擋層（2）一樣的或不一樣設計，B金屬擴散阻擋層（4）總厚度30～500nm，子層厚度為10～50nm；所述的采用與A金屬擴散阻擋層（2）不一樣的設計是根據擴散金屬的擴散能力，增加或減少對應的阻擋金屬子層的厚度或種類。

6.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的C金屬層（5）為Au層，或是Cu，Al，Pd，Pt，厚度500～6000nm。

7.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的接觸金屬層（6）為AuGe合金，或是Au/Ge多層金屬層，所采用的金屬/合金包括Ti、TiAu、TiAl，Pd、Ge、Ni。

8.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的襯底（7），為砷化鎵襯底，或是Si、Ge、GaN、SiC、藍寶石襯底。

9.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是所述的正面圖形（8），包括外延層、器件圖形、電路圖形，涵蓋半導體工藝的MOS、HEMT、LED、太陽電池類型的器件結構。

10.如權利要求1所述的具有雙層或多層插入層的砷化鎵芯片背面金屬的結構，其特征是應用于背面金屬燒結時的擴散控制，但不僅限于背面金屬層，同樣應用于一些非常規芯片中的非背面金屬燒結層，如一些特殊芯片封裝后用于燒結的正面電極層也可采用本設計。