[發明專利]一種半導體表面金屬化的方法

在審

• 申請號: 201910071122.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN111489953A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 程丙坤
• 申請（專利權）人: 東莞新科技術研究開發有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/3205
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

本發明提供了一種半導體表面金屬化的方法，包括以下步驟：在硅片背面的表面，采用蒸發或濺射的方式鍍上鋁或鈦，進行合金，使金屬與硅片形成第一層；然后對第一層進行離子轟擊清洗，然后在惰性氣體氛圍下通過靶濺射在所述第一層上表面依次鍍鎳層和鍍錫層，在第一層上表面形成第二層；在第二層的表面采用蒸發或者濺射的方式鍍上金屬金，形成導電層。本發明的方法在形成第一層之后，進行離子轟擊清洗后再形成第二層，使得第一層和第二層之間的結合效果更好；第二層金屬層先后鍍鎳和錫，錫在氣相沉積中，物理化學性質具有和鎳高度的融合性，錫層和鎳層之間的結合效果好，有利于金的導電層在第二層表面的結合，并且表面金屬化形成的硅片的破損率低。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，具體涉及一種半導體表面金屬化的方法。

背景技術

近年來，半導體芯片市場競爭進入白熱化。隨著市場競爭持續升級，芯片市場已經逐漸從以產品價格競爭為主的競爭格局轉向以產品質量競爭與價格競爭并存的競爭態勢。產品的成本、產品的可靠性已經成為衡量產品競爭力的主要標準。而作為分立器件制造上成本與質量的關鍵工序-背面金屬化，由于成本消耗高、工藝陳舊，已經越來越難以滿足生產的需要。

通常表面金屬化由噴涂的電鍍工序完成，噴涂電鍍工序使半導體材料易于焊錫，但如果半導體厚度在1mm以下，進行電鍍前的噴鎳工序時，在高溫高壓的鎳流作用下晶片極易碎裂，同時電鍍法產生的廢液排放會對環境造成嚴重污染，實現行業的可持續發展，亟需對現有的半導體晶片表面處理工藝進行改進。

在本發明作出以前，常用的適用于共晶封裝的背面金屬化工藝方法：

步驟一、采用蒸發方式在硅表面上鍍上非貴金屬的粘附層，粘附層采用的金屬一般是鈦或釩或鉻；

步驟二、在粘附層的表面再鍍上阻擋層，阻擋層一般采用金、鍺、銻等貴金屬的合金，也有采用鎳、錫銅合金作阻擋層的；

步驟三、在阻擋層的表面再鍍上貴金屬的導電層，導電層采用的是貴金屬金。

其不足之處在于：1、背面金屬化層工藝不夠穩定，易造成致命失效；2、與后續封裝工藝配合不佳。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種半導體表面金屬化的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種半導體表面金屬化的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在硅片背面的表面，采用蒸發或濺射的方式鍍上非貴金屬鋁或鈦，然后在300℃～400℃和氮氣流量為6.5L/min氣氛下進行合金，使非貴金屬與硅片進行合金形成第一層；

(2)在真空條件下對所述第一層進行離子轟擊清洗，清洗完成后抽真空再通入惰性氣體，然后通過靶濺射在所述第一層的金屬表面依次鍍鎳層和鍍錫層，得到在第一層的金屬表面的第二層；

(3)在第二層的表面采用蒸發或者濺射的方式鍍上金屬金，得到在第二層的表面的導電層。

錫在氣相沉積中，物理化學性質具有和鎳高度的融合性，能夠降低鎳的能量，錫層和鎳層之間的結合效果好，有利于金的導電層在第二層表面的結合。

形成第一層之后，進行離子轟擊清洗后再形成第二層，使得第一層和第二層之間的結合效果更好。

優選地，所述靶濺射通過錫靶濺射進行鍍錫，鍍錫功率為5～6.5kW，轟擊電流為8～10A。

優選地，所述鍍錫功率為5kW、5.5kW、6kW或者6.5kW。

優選地，所述鍍錫的轟擊電流為8A、9A、10A。

在使用步驟(2)所述方法鍍鎳和鍍錫時，硅片的破損率很低。