專利名稱：一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法
一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，具體為一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
背面金屬化工藝對于分立器件生產(chǎn)來說是一種非常重要的工序，對于目前大電流的功率器件，國內(nèi)背面金屬化的主流工藝是Ti/Ni/Ag三層金屬結(jié)構(gòu)，襯底為重?fù)讲牧掀?這種結(jié)構(gòu)可以使金屬和硅之間形成良好的歐姆接觸，同時(shí)使金屬能較好的粘附在硅上。但是，在芯片的封裝過程中，部分廠家會(huì)使用一種稱之為絲網(wǎng)印刷的工藝，即在晶片正面通過類似于印刷的手段在管芯上生成一層焊錫層，在此工藝過程中，由于高溫和氮?dú)獾淖饔?，容易引起Ti/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的脫落。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法的技術(shù)方案，采用Cr/NiAg結(jié)構(gòu)的多層金屬結(jié)構(gòu)替代了現(xiàn)有的Ti/Ni/Ag結(jié)構(gòu)，使其適于絲網(wǎng)印刷的工藝，保證了金屬與硅焊接的牢固度。
所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下工藝步驟1)貼膜已完成器件正面結(jié)構(gòu)的晶片，使用UV膜貼于晶片正面；2)通過機(jī)械研磨減薄晶片先粗磨，用320目的砂輪研磨掉300um晶片背面的硅，再細(xì)磨，用2000目砂輪研磨掉30um晶片背面的硅；3)去應(yīng)力腐蝕a.經(jīng)步驟2處理后的晶片在腐蝕液中浸3分鐘，溫度為19.5士2. 5°C ；b.純水溢流沖洗10分鐘；c.化學(xué)品去污5分鐘；d.純水溢流沖洗10分鐘；e.硅氧化物緩沖腐蝕，腐蝕時(shí)間5分鐘，緩沖腐蝕液由氟化銨和氫氟酸按體積比101 混合而成；f.純水溢流沖洗10分鐘；g.甩干；4)金屬淀積前的晶片表面處理用濃度為0.49%的氫氟酸清洗5分鐘；再用純水噴淋 7次，每次1分鐘，溢流10分鐘；5)去除步驟1貼上的UV膜使用UV照射機(jī)照射晶片正面的UV膜，使其失去粘性，再使用去膜膠帶貼于膜上，通過膠帶對膜的粘附力將膜從晶片正面剝離；6)晶片背面金屬蒸發(fā)a.在高真空腔體中加熱烘烤晶片，真空度低于5Ε-6ΤΟΠ·，加熱溫度為150°C ；b.在真空度低于2.0Ε-6ΤΟΠ·下，淀積Cr，具體為將Cr粉置于鎢坩堝中，通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描，使Cr粉氣化，淀積到晶片表面；c.在完成步驟b后保持晶片在真空狀態(tài)，且真空低于2.OE-6 Torr,淀積Ni，Ni由Ni 錠和M顆粒，Ni顆粒置于M錠之上，具體為通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描M 錠和M顆粒，使其表面液化和氣化，并淀積到晶片表面；d.在完成步驟c后保持晶片在真空狀態(tài)，且真空度低于2.0E-6Torr,淀積Ag或Au，具體為將Ag顆粒或Au顆粒置于鎢坩堝內(nèi)，通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描Ag顆?；駻u顆粒，使其完全熔化和氣化，并淀積于晶片表面。
所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟3中所述的腐蝕液由硝酸、氫氟酸、醋酸、水按體積比為6 :1 :2 :1混合而成。
所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟3中所述的化學(xué)品由氟化銨、雙氧水和水按體積比1 :1 10混合而成。
所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟6的晶片背面金屬蒸發(fā)工藝需要在步驟4處理后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
本發(fā)明在晶片背面生長Cr/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的多層金屬，其不同于Ti/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的多層金屬結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)工藝，由于Cr在高溫時(shí)容易與硅形成合金，在確保金屬與硅形成歐姆接觸的前提下，也保證金屬與硅焊接時(shí)不會(huì)脫落，本發(fā)明的金屬Ni還可以用NiV代替，^Vg還可以用Au代替。


圖1為晶片背面金屬的層狀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中:1-晶片，2-Cr，3- Ni，4-Ag。
具體實(shí)施方式
通過本發(fā)明的方法對晶片1背面蒸發(fā)金屬，最終得到自上而下依次為晶片l、Cr2、 Ni3、Ag4的多層金屬結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的工藝步驟如下1)貼膜已完成器件正面結(jié)構(gòu)的晶片，使用UV膜貼于晶片正面，以保護(hù)晶片在后續(xù)處理過程中正面結(jié)構(gòu)不會(huì)有損傷；2)通過機(jī)械研磨減薄晶片先粗磨，用320目的砂輪研磨掉300um晶片背面的硅，再細(xì)磨，用2000目砂輪研磨掉30um晶片背面的硅，機(jī)械研磨機(jī)的型號Dre8540，廠家DISC0 ；3)去應(yīng)力腐蝕，去除步驟2帶來的機(jī)械損傷，清洗步驟如下a.經(jīng)步驟2處理后的晶片在腐蝕液中浸3分鐘，溫度為19.5士2. 5°C，腐蝕液由硝酸、 氫氟酸、醋酸、水按體積比為6 1 2 1混合而成；b.純水溢流沖洗10分鐘；c.化學(xué)品去污5分鐘，其中化學(xué)品由氟化銨、雙氧水和水按體積比1:1 10混合而成；d.純水溢流沖洗10分鐘；e.硅氧化物緩沖腐蝕，腐蝕時(shí)間為5分鐘，緩沖腐蝕液由氟化銨和氫氟酸按體積比10 1混合而成；f.純水溢流沖洗10分鐘；g.甩干；4)金屬淀積前的晶片表面處理用濃度為0.49%的氫氟酸清洗5分鐘；再用純水噴淋 7次，每次1分鐘，溢流10分鐘；5)去除步驟1貼上的UV膜使用UV照射機(jī)照射晶片正面的UV膜，使其失去粘性，再使用去膜膠帶貼于膜上，通過膠帶對膜的粘附力將膜從晶片正面剝離；6)晶片背面金屬蒸發(fā)，該步驟需要在步驟4后4小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行；a.在高真空腔體中加熱烘烤晶片，真空度低于5Ε-6ΤΟΠ·，加熱溫度為150°C；b.在真空度低于2.0Ε-6ΤΟΠ·下，淀積Cr，具體為將Cr粉置于鎢坩堝中，通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描，使Cr粉氣化，淀積到晶片表面；這樣處理的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約Cr 材料，下次淀積時(shí)僅需將表面被電子束掃描到的Cr粉更換即可；節(jié)省能量，不需要將Cr完全融化，僅將表面Cr粉氣化即可；c.在完成步驟b后保持晶片在真空狀態(tài)，且真空低于2.OE-6 Torr,淀積Ni，Ni由Ni 錠和Ni顆粒，Ni顆粒置于Ni錠之上，加入Ni顆粒的目的是為每次蒸發(fā)時(shí)，金屬熔化后的液面位于同一高度，具體為通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描M錠和M顆粒，使其表面液化和氣化，并淀積到晶片表面；只熔化表面的目的是降低電子束的輸出能量，淀積過程中速率可以更穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)金屬飛濺；d.在完成步驟c后保持晶片在真空狀態(tài)，且真空度低于2.0E-6Torr,淀積Ag或Au，具體為將Ag顆粒或Au顆粒置于鎢坩堝內(nèi)，通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描Ag顆?；駻u顆粒，使其完全熔化和氣化，并淀積于晶片表面。
本發(fā)明在晶片背面生長Cr/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的多層金屬，其不同于Ti/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的多層金屬結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)工藝，由于Cr在高溫時(shí)容易與硅形成合金，在確保金屬與硅形成歐姆接觸的前提下，也保證金屬與硅焊接時(shí)不會(huì)脫落，同時(shí)也符合絲網(wǎng)印刷工藝的要求。本發(fā)明的金屬Ni還可以用NiV代替，Ag還可以用Au代替。
權(quán)利要求
1.一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下工藝步驟1)貼膜已完成器件正面結(jié)構(gòu)的晶片，使用UV膜貼于晶片正面；2)通過機(jī)械研磨減薄晶片先粗磨，用320目的砂輪研磨掉300um晶片背面的硅，再細(xì)磨，用2000目砂輪研磨掉30um晶片背面的硅；3)去應(yīng)力腐蝕a.經(jīng)步驟2處理后的晶片在腐蝕液中浸3分鐘，溫度為19.5士2. 5°C ；b.純水溢流沖洗10分鐘；c.化學(xué)品去污5分鐘；d.純水溢流沖洗10分鐘；e.硅氧化物緩沖腐蝕，腐蝕時(shí)間5分鐘，緩沖腐蝕液由氟化銨和氫氟酸按體積比101 混合而成；f.純水溢流沖洗10分鐘；g.甩干；4)金屬淀積前的晶片表面處理用濃度為0.49%的氫氟酸清洗5分鐘；再用純水噴淋 7次，每次1分鐘，溢流10分鐘；5)去除步驟1貼上的UV膜使用UV照射機(jī)照射晶片正面的UV膜，使其失去粘性，再使用去膜膠帶貼于膜上，通過膠帶對膜的粘附力將膜從晶片正面剝離；6)晶片背面金屬蒸發(fā)a.在高真空腔體中加熱烘烤晶片，真空度低于5Ε-6ΤΟΠ·，加熱溫度為150°C；b.在真空度低于2.0Ε-6ΤΟΠ·下，淀積Cr，具體為將Cr粉置于鎢坩堝中，通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描，使Cr粉氣化，淀積到晶片表面；c.在完成步驟b后保持晶片在真空狀態(tài)，且真空低于2.OE-6 Torr,淀積Ni，Ni由Ni 錠和M顆粒，Ni顆粒置于M錠之上，具體為通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描M 錠和M顆粒，使其表面液化和氣化，并淀積到晶片表面；d.在完成步驟c后保持晶片在真空狀態(tài)，且真空度低于2.0E-6Torr,淀積Ag或Au，具體為將Ag顆?；駻u顆粒置于鎢坩堝內(nèi)，通過電子束蒸發(fā)的方式，調(diào)節(jié)電子束掃描Ag顆?；駻u顆粒，使其完全熔化和氣化，并淀積于晶片表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法， 其特征在于步驟3中所述的腐蝕液由硝酸、氫氟酸、醋酸、水按體積比為6 :1 :2 :1混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法， 其特征在于步驟3中所述的化學(xué)品由氟化銨、雙氧水和水按體積比1 :1 :10混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法， 其特征在于步驟6的晶片背面金屬蒸發(fā)工藝需要在步驟4處理后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，具體為一種適于絲網(wǎng)印刷的半導(dǎo)體分立器件背面金屬的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的工藝步驟如下1)貼膜；2)通過機(jī)械研磨減薄晶片；3)去應(yīng)力腐蝕；4)金屬淀積前的晶片表面處理；5)去除步驟1貼上的UV膜；6)晶片背面金屬蒸發(fā)。本發(fā)明在晶片背面生長Cr/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的多層金屬，其不同于Ti/Ni/Ag結(jié)構(gòu)的多層金屬結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)工藝，由于Cr在高溫時(shí)容易與硅形成合金，在確保金屬與硅形成歐姆接觸的前提下，也保證金屬與硅焊接時(shí)不會(huì)脫落，同時(shí)也符合絲網(wǎng)印刷工藝的要求。本發(fā)明的金屬Ni還可以用NiV代替，Ag還可以用Au代替。
文檔編號C23C14/30GK102522326SQ20111041613
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者周詩雨, 張瑞麗, 徐林海, 朱春生, 湯林斌, 王艷萍, 黃力平 申請人:杭州立昂微電子股份有限公司