[發明專利]一種硅表面金屬化方法

在審

• 申請號: 201710046807.2
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106653630A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 孫旭東;惠宇;畢孝國;劉旭東
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 畢進

技術領域

本發明涉及一種金屬化方法，具體說是一種硅表面金屬化方法。

背景技術

由于釬焊料不能直接潤濕硅表面，因此，當硅基板表面刻蝕電路或者硅基板之間的焊接時，需要在焊料與硅晶圓之間生長一層金屬化層UBM，這個過程稱為硅基板的金屬化。

傳統的硅基板金屬化方法是：(1)首先，在硅基板(硅晶圓)表面用濺射的方法生長一層粘附層材料，粘附層材料是鈦或者鉻，厚度在50～200nm；(2)然后，用電鍍或化學鍍的方法生長一層阻擋層，阻擋層材料通常是鎳，厚度在5～20um；(3)最后，用蒸發或濺射方式生長一層保護層，常見的保護層材料是金、鉑、鈀，厚度在50～500nm。這種傳統的硅基板金屬化方法缺點是在常溫下進行，金屬化層與硅基板之間屬于物理機械連接，依靠機械咬合力粘合到一起，不含有化學鍵，沒形成冶金連接，因此在結合力，熱傳導等方面性能都比較差，而且工藝復雜，成本高。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺點，本發明涉及一種硅表面金屬化方法，該方法不需要后期熱處理，節約大量能源，成本低；比以往的金屬混合物相比，更簡單，導電性、導熱性更好。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：一種硅表面金屬化方法，具體包括：通過激光掃描，在硅基板表面完全覆蓋上激光燒結的金屬導電層。

進一步的，上述方法使用的激光為CO2激光，波長為10.6μm。

進一步的，所述金屬導電層為均勻金屬導電層。

進一步的，上述方法具體實施步驟為：

步驟一：根據硅基板尺寸，繪制出金屬化形狀；

步驟二：在硅基板表面的金屬化形狀內均勻涂覆金屬粉末，厚度在1-100微米之間，放到烘箱里進行干燥處理；

步驟三：將涂覆金屬粉末層的硅基板放到激光工作臺上，進行激光掃描，激光掃描燒結結束，硅表面全部金屬化；

更進一步的，上述還包括：

步驟四：金屬化處理后的硅基板等待焊接，或者進行表面電路刻蝕。

作為更進一步的，所述硅基板包括單晶硅，多晶硅基板。

作為更進一步的，所述的金屬粉末包括銅粉，鉬粉，銀粉，鎢粉，鉻粉，鈦粉，粒度在0.3-10μm之間。

本發明由于采用以上技術方案，能夠取得如下的技術效果：

1.本發明為局部加熱，因此工件整體其他部分處于常溫狀態，不影響破壞其他部分的功能。以往的金屬化方法為：放入加熱爐中進行加熱，使得工件整體處于同樣的高溫，如果工件其他部分不耐高溫，其功能將喪失。

2.與以往的高溫燒結技術相比，本發明不需要后期熱處理，節約大量能源，高溫燒結爐的功率為10KW左右，而本發明所使用設備功率不超過300W，因此本發明方法節約大量能源，成本低。

3.本發明的金屬層為單一金屬均勻導電層，比以往的金屬混合物相比，更簡單，導電性，導熱性更好。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。

實施例1

S1.使用Coredraw軟件在電腦中繪制相關金屬化面積矩形；

S2.將50*50*1mm的硅基板(導熱率150W/ms)放在激光切割機工作臺上；

S3.在其表面均勻涂覆鎳粉；

S4.打開激光切割機，開始進行激光掃描燒結，掃描速度為80mm/s；

S5.表面金屬化的硅基板，表面進行電鍍防腐處理；

S6.處理后的樣品等待焊接，或者表面電路刻蝕。

實施例2

S1.使用Coredraw軟件在電腦中繪制相關金屬化面積矩形；

S2.將50*50*1mm的硅基板(導熱率150W/ms)放在激光切割機工作臺上；

S3.在其表面均勻涂覆鉬粉；

S4.打開激光切割機，開始進行激光掃描燒結，掃描速度為60mm/s；

S5.表面金屬化的硅基板，表面進行電鍍防腐處理；

S6.處理后的樣品等待焊接，或者表面電路刻蝕。

實施例3

S1.使用Coredraw軟件在電腦中繪制相關金屬化面積矩形；

S2.將50*50*1mm的硅基板(導熱率150W/ms)放在激光切割機工作臺上；

S3.在其表面均勻涂覆鎢粉；

S4.打開激光切割機，開始進行激光掃描燒結，掃描速度為40mm/s；

S5.表面金屬化的硅基板，表面進行電鍍防腐處理；

S6.處理后的樣品等待焊接，或者表面電路刻蝕。