[發(fā)明專利]一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110555962.3
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113299571B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張新宇
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫興華衡輝科技有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;C23C14/34;C23C14/16
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32260
• 代理人: 曹慧萍

1.一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將不需要鍵合的鋁質(zhì)器件部位涂覆有機(jī)隔離劑進(jìn)行遮蓋，將需要鍵合的鋁質(zhì)器件部位表面進(jìn)行清潔；

(2)將所述需要鍵合的鋁質(zhì)器件部位置于離子濺射儀的真空室中，濺射靶材設(shè)置為鋅，接通離子濺射設(shè)備的電源并開啟真空泵，在真空度達(dá)到指定要求后，開啟離子濺射過程，在鋁表面沉積一層鋅，沉積結(jié)束后，關(guān)閉離子濺射電源，打開真空閥門，將真空室的氣壓恢復(fù)至大氣壓力；

(3)將濺射靶材更換為銅，接通離子濺射設(shè)備電源并開啟真空泵，在真空度達(dá)到指定要求后，開啟離子濺射過程，在鋁表面沉積一層銅，沉積結(jié)束后，在鋁質(zhì)器件的表面生成一層Cu-Al-Zn三元化合物薄層，關(guān)閉離子濺射電源，打開真空閥門，將真空室氣壓恢復(fù)至大氣壓力；

(4)清洗鋁制器件表面涂覆的所述有機(jī)隔離劑，采用超聲波鍵合機(jī)對金絲進(jìn)行抽絲和球化，進(jìn)行Au-Al超聲波鍵合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，離子濺射環(huán)境的真空度控制在0.01～10Pa，所述濺射靶材的純度為99.99％～99.9999％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，經(jīng)離子濺射后，鋁表面沉積的鋅層厚度為5～1000nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，經(jīng)離子濺射后，鋁表面沉積的銅層厚度為20～1000nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，鋅層和銅層的厚度比為1：5～1：1.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，所述金絲的直徑為0.005～0.3mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，超聲波鍵合過程中使用惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，超聲波頻率控制在20～40kHz，功率為200～600mW，鍵合壓力為40～100cN，鍵合時間控制在2～70ms，溫度設(shè)置為150～180℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高Au-Al鍵合強(qiáng)度和可靠性的方法，其特征在于，所述有機(jī)隔離劑的黏度為3～500mPa·s。