[實用新型]雙極型功率晶體管基片

有效

• 申請號: 201420245891.2
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN203826396U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王強棟;霍彩紅;董軍平;劉青林;秦龍;潘宏菽
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/06
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本實用新型涉及晶體管技術領域，尤其涉及一種雙極型功率晶體管基片結構。

背景技術

晶體管在芯片制造過程中，為保證晶片在加工過程中能順利完成各工序，避免晶片在加工過程中出現碎裂報廢，晶片都要求具有一定的厚度。在完成晶片的正面工藝后，常常要對晶片背面進行減薄，主要目的是降低晶體管的熱阻，提高晶體管的散熱能力。減薄后的晶片通常只有100-250微米厚，特殊要求的有時厚度要低于100微米，這對晶體管的熱阻降低有很大的益處。由于晶片厚度較薄，且機械減薄后晶片受到較大的應力會發生形變，在后續的工藝操作中很容易碎片。以往的晶片減薄后，晶片直接劃片或裂片，分離成一個個獨立的芯片，然后將芯片燒結在管殼上，隨后鍵合引線，就形成了晶體管或集成電路。

隨著不同的半導體工藝和芯片貼裝工藝的發展，部分芯片在燒結或貼裝前要求對芯片的背面進行金屬化，而為保證背面金屬層能與芯片背面形成良好的低歐姆接觸，要求背面金屬層不但要與芯片背面粘附好，還要求產生的損耗要盡量低。從目前的技術來看，采用單層金屬難以滿足要求，采用多層金屬化系統來滿足要求的報道不斷出現，但大都是采用銀為主體的金屬化系統，對鍍金管殼的燒結常常不適用。

功率晶體管管芯的背面金屬化對晶體管的性能和可靠性起著非常關鍵的作用，對于雙極型功率晶體管，從電性能上要求背面金屬與半導體材料要形成良好的歐姆接觸；從可靠性上要求背面金屬與半導體材料要接觸緊密，無空洞，實現良好的散熱。從測試參數看，要求BC結正向壓降要低、飽和壓降要小，晶體管的輸出特性曲線在正常電流下無明顯雙線。若雙極型晶體管的BC結正向壓降和飽和壓降大，晶體管的性能不能很好的發揮，集電極效率會降低，還會增加晶體管的損耗，對晶體管性能的長期穩定工作不利；若背面金屬與半導體材料之間有空洞，會造成晶體管管芯散熱不好，容易在芯片上形成熱斑，對晶體管的可靠性形成嚴重威脅，甚至造成晶體管的燒毀或過早失效。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙極型功率晶體管基片，所述基片提高了雙極型功率晶體管的背面金屬與晶圓片背面的粘附性能，又保證了管芯在與管座燒結在一起時的牢固可靠，同時又避免了燒結時容易在大功率芯片背面燒結處出現空洞造成功率晶體管熱斑對晶體管可靠性形成威脅的被動局面，主要適合于金金屬化系統，即管座燒結處是鍍金的，芯片背面金屬也是以金為主要參與燒結的金屬體系。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種雙極型功率晶體管基片，其特征在于：包括晶圓片，所述晶圓片的下表面從上到下依次設有鈦金屬層、鎳金屬層和金金屬層。

進一步優選的技術方案在于：所述鈦金屬層的厚度為????????????????????????????????????????????????。

進一步優選的技術方案在于：所述鎳金屬層的厚度為。

進一步優選的技術方案在于：所述金金屬層的厚度為。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：?由于在晶圓片的背面采用了多層金屬化結構，避免了單純的金與硅形成不穩定的金硅合金或與硅粘附不牢等問題，故背面金屬化的穩定性得到了提升，表現在雙極型晶體管的飽和壓降和晶體管的BC極正向壓降不但降低而且一致性提高。多層金屬化還保證了背面金屬熱應力匹配要好于單層金屬，這也提高了背面金屬化的穩定性。采用此方法，燒結后的管芯做剪切力試驗，均滿足相應的規范要求的剪切力強度，通過超聲波檢測未發現燒結處存在空洞現象，降低了晶體管的功耗。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型雙極型晶體管基片的結構示意圖；

其中：1、晶圓片?2、鈦金屬層?3、鎳金屬層?4、金金屬層。

具體實施方式