[發(fā)明專利]一種智能功率芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110007273.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112820654B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫德瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東睿芯半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/50
• 分類號(hào): H01L21/50;H01L21/60;H01L21/683;H01L23/367;H01L23/488
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種智能功率芯片結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括以下步驟：

（1）提供臨時(shí)襯底，在所述臨時(shí)襯底上形成背面散熱層；

（2）在所述背面散熱層上固定一功率芯片，并形成密封所述功率芯片的密封層，所述密封層的頂面與所述功率芯片的上表面齊平以形成第一表面；

（3）在所述第一表面上形成金屬層，所述金屬層包括再分布層和在所述功率芯片的上表面的第一散熱層；

（4）在所述金屬層上覆蓋一介質(zhì)層；

（5）蝕刻所述介質(zhì)層一形成露出所述第一散熱層的開(kāi)窗；

（6）在所述介質(zhì)層以及所述開(kāi)窗中形成間隔層；

（7）在所述介質(zhì)層中形成露出所述再分布層的多個(gè)開(kāi)口；

（8）在所述介質(zhì)層上、所述多個(gè)開(kāi)口中和所述開(kāi)窗中形成凸塊下金屬層；

（9）在所述多個(gè)開(kāi)口中填充第一金屬以形成多個(gè)凸塊，在所述開(kāi)窗中填充第二金屬以形成第二散熱層；

（10）蝕刻所述第二散熱層以及凸塊下金屬層，以形成通過(guò)所述凸塊下金屬層分別電連接至所述多個(gè)凸塊的多個(gè)散熱圖案；

其中，相較于所述間隔層，所述凸塊下金屬層的厚度較薄，所述多個(gè)凸塊通過(guò)較薄的凸塊下金屬層弱電連接至所述多個(gè)散熱圖案，用于防止焊盤的腐蝕且可以保證電連接的可靠性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，還包括步驟（11）：移除所述臨時(shí)襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述第一金屬的氧化還原電位高于所述第二金屬的氧化還原電位，所述第一金屬是Cu，所述第二金屬是Zn或Al。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)為扇出型封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述再分布層從所述功率芯片的上表面上延伸至所述密封層的頂面上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，還包括在所述第一表面和所述金屬層之間的種子層，所述種子層直接接觸所述功率芯片。

6.一種智能功率芯片結(jié)構(gòu)，其通過(guò)權(quán)利要求1所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)的制造方法形成，包括：

背面散熱層；

功率芯片，固定在所述背面散熱層上；

密封層，密封所述功率芯片，所述密封層的頂面與所述功率芯片的上表面齊平以形成第一表面；

金屬層，形成在所述第一表面上，所述金屬層包括再分布層和在所述功率芯片的上表面的第一散熱層；

介質(zhì)層，覆蓋在所述金屬層上，所述介質(zhì)層包括露出所述第一散熱層的開(kāi)窗和露出所述再分布層的多個(gè)開(kāi)口；

間隔層，形成在所述介質(zhì)層上以及所述開(kāi)窗中；

凸塊下金屬層，形成于所述介質(zhì)層上、所述多個(gè)開(kāi)口中和所述開(kāi)窗中；

多個(gè)凸塊，形成在所述多個(gè)開(kāi)口中且由第一金屬形成；

多個(gè)散熱圖案，形成在所述開(kāi)窗中的凸塊下金屬層上且由第二金屬形成，所述多個(gè)散熱圖案通過(guò)所述凸塊下金屬層分別電連接至所述多個(gè)凸塊；

其中，相較于所述間隔層，所述凸塊下金屬層的厚度較薄，所述多個(gè)凸塊通過(guò)較薄的凸塊下金屬層弱電連接至所述多個(gè)散熱圖案，用于防止焊盤的腐蝕且可以保證電連接的可靠性。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬的氧化還原電位高于所述第二金屬的氧化還原電位，所述第一金屬是Cu，所述第二金屬是Zn或Al。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)為扇出型封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述再分布層從所述功率芯片的上表面上延伸至所述密封層的頂面上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括在所述第一表面和所述金屬層之間的種子層，所述種子層直接接觸所述功率芯片。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能功率芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔層與所述介質(zhì)層的材質(zhì)相同。