本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的，具體而言，涉及一種功率半導(dǎo)體器件上鋁焊盤(pán)的制造方法。

背景技術(shù)：

1、功率半導(dǎo)體器件是指能承受大電流或高電壓的半導(dǎo)體器件，其作為電力電子技術(shù)的核心部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、通信、消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電等領(lǐng)域。

2、功率半導(dǎo)體器件的主要工藝流程包括：在晶圓片上加工芯片(薄膜制造、曝光和刻蝕等)、芯片封裝、性能測(cè)試，其中芯片封裝是將器件連接到外部電路和保護(hù)器件的過(guò)程，在這個(gè)步驟中，首先需要在芯片表面沉積金屬薄膜，形成焊盤(pán)，其后，采用焊接的方法，將焊盤(pán)連接到芯片封裝的外部元件，目前沉積的金屬薄膜有銅、鋁等，其中以鋁焊盤(pán)為主。

3、現(xiàn)有的鋁焊盤(pán)制作方法是：采用物理氣相沉積(pvd)工藝在整個(gè)晶圓表面形成鋁薄膜層，之后采用涂膠、感光、清洗、腐蝕、除膠工藝，將絕緣部位上的鋁鍍層去除，從而在芯片表面形成鋁焊盤(pán)，如圖1所示，圖1為加工成芯片(含絕緣部位)的晶圓，首先通過(guò)pvd鍍鋁，由此在整個(gè)晶圓表面形成鋁鍍層，之后在鋁鍍層上涂膠，如圖2所示，之后通過(guò)感光、清洗，去除絕緣部位上的膠，如圖3所示；然后對(duì)該部位上的鋁鍍層進(jìn)行腐蝕，形成圖4所示的結(jié)構(gòu)，最后將鋁鍍層上的膠清洗掉，形成圖5所示的結(jié)構(gòu)，芯片上有鋁鍍層(鋁焊盤(pán))，絕緣部位沒(méi)有鋁的晶圓，之后，沿晶圓上的絕緣部位進(jìn)行切割，最終形成多個(gè)功率半導(dǎo)體器件(芯片)。

4、但是上述鋁焊盤(pán)制作方法存在以下問(wèn)題：

5、1.采用物理氣相沉積(pvd)工藝沉積鋁后，需要經(jīng)過(guò)光刻、清洗等步驟，整個(gè)周期長(zhǎng)達(dá)24h左右，需消耗光刻膠、清洗液等原料，成本高，其中清洗環(huán)節(jié)還容易產(chǎn)生結(jié)晶缺陷，影響封裝質(zhì)量；

6、2.物理氣相沉積(pvd)工藝屬于真空沉積技術(shù)，設(shè)備投入大，沉積鋁的效率低；

7、3.隨半導(dǎo)體器件的功率增大，需要更厚的鋁層，這極大地增加了刻蝕法制造鋁焊盤(pán)的難度(對(duì)膠膜要求高，刻蝕時(shí)間長(zhǎng))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)無(wú)需光刻清洗步驟便能制造得到鋁焊盤(pán)，降低成本，提高沉積鋁的效率，減少刻蝕時(shí)間，為克服以上現(xiàn)有技術(shù)(或相關(guān)技術(shù))的缺陷，本發(fā)明提供一種功率半導(dǎo)體器件上鋁焊盤(pán)的制造方法。

2、本發(fā)明提供一種功率半導(dǎo)體器件上鋁焊盤(pán)的制造方法，包括：

3、步驟s1，以制成半導(dǎo)體芯片并經(jīng)清洗干燥后的晶圓為陰極，以鋁絲為陽(yáng)極，以離子液體為鍍液，以玻璃燒杯為鍍槽，均置于填充有保護(hù)氣體的箱體內(nèi)；

4、步驟s2，將所述陽(yáng)極與直流電源的正極電連接，并將所述陰極與直流電源的負(fù)極電連接；

5、步驟s3，通電進(jìn)行電鍍，隨后將晶圓取出經(jīng)過(guò)溶劑超聲清洗和水洗干燥處理后，得到電鍍有鋁焊盤(pán)的功率半導(dǎo)體器件。

6、本申請(qǐng)一種功率半導(dǎo)體器件上鋁焊盤(pán)的制造方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本申請(qǐng)中采用電鍍鋁的方法制造鋁焊盤(pán)，無(wú)需經(jīng)涂膠、刻蝕、除膠、濕法清洗等工藝環(huán)節(jié)，因此可極大的減少高純鋁靶材、光刻膠、除膠液、清洗液等物料的消耗，減少pvd、涂膠、清洗等設(shè)備的投入，或減少這些設(shè)備的占用時(shí)間，由此實(shí)現(xiàn)成本的大幅下降，且減少了工藝環(huán)節(jié)的情況下，還可以顯著縮短刻蝕時(shí)間，提高沉積鋁的效率。

7、在一種可能的實(shí)施方式中，所述步驟s1中，所采用的所述離子液體為氯化鋁-咪唑類(lèi)或氯化鋁-吡啶類(lèi)或氯化鋁-季銨類(lèi)或氯化鋁-吡咯類(lèi)。

8、在一種可能的實(shí)施方式中，所述步驟s1中，所述步驟s1中，所述離子液體采用摩爾比為1.5～2.0的alcl3-emic離子液體。

9、在一種可能的實(shí)施方式中，所述步驟s3中，所采用的所述alcl3-emic離子液體的摩爾比為2.0。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案后，考慮到在alcl3-emic離子液體中，只有alcl3和emic的摩爾比大于1的組成時(shí)才能電鍍鋁，而摩爾比為2.0為最優(yōu)，可以顯著增強(qiáng)電鍍鋁的效果。

11、在一種可能的實(shí)施方式中，所述步驟s3中，于電流密度范圍為5～80ma/cm2、溫度范圍為25～80℃、鍍速范圍為1～10μm/min的條件下進(jìn)行電鍍。

12、在一種可能的實(shí)施方式中，所述步驟s3中，采用溶劑對(duì)所述晶圓進(jìn)行超聲清洗，所述溶劑為酒精或甲苯。

13、在一種可能的實(shí)施方式中，所述步驟s3中，將晶圓取出經(jīng)過(guò)溶劑超聲清洗和水洗干燥處理后還包括：

14、對(duì)經(jīng)過(guò)溶劑超聲清洗和水洗干燥處理后的所述晶圓于500℃下進(jìn)行30min的熱處理。

技術(shù)特征：

1.一種功率半導(dǎo)體器件上鋁焊盤(pán)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步驟s1中，所采用的所述離子液體為氯化鋁-咪唑類(lèi)或氯化鋁-吡啶類(lèi)或氯化鋁-季銨類(lèi)或氯化鋁-吡咯類(lèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述步驟s1中，所述離子液體采用摩爾比為1.5～2.0的alcl3-emic離子液體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述步驟s3中，所采用的所述alcl3-emic離子液體的摩爾比為2.0。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步驟s3中，于電流密度范圍為5～80ma/cm2、溫度范圍為25～80℃、鍍速范圍為1～10μm/min的條件下進(jìn)行電鍍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步驟s3中，采用溶劑對(duì)所述晶圓進(jìn)行超聲清洗，所述溶劑為酒精或甲苯。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步驟s3中，將晶圓取出經(jīng)過(guò)溶劑超聲清洗和水洗干燥處理后還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種功率半導(dǎo)體器件上鋁焊盤(pán)的制造方法，包括：步驟S1，以制成半導(dǎo)體芯片并經(jīng)清洗干燥后的晶圓為陰極，以鋁絲為陽(yáng)極，以離子液體為鍍液，以玻璃燒杯為鍍槽，均置于填充有保護(hù)氣體的箱體內(nèi)；步驟S2，將陽(yáng)極與直流電源的正極電連接，并將陰極與直流電源的負(fù)極電連接；步驟S3，通電進(jìn)行電鍍，隨后將晶圓取出經(jīng)過(guò)溶劑超聲清洗和水洗干燥處理后，得到電鍍有鋁焊盤(pán)的功率半導(dǎo)體器件。有益效果是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)無(wú)需光刻清洗步驟便能制造得到鋁焊盤(pán)，降低成本，提高沉積鋁的效率，減少刻蝕時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：凌國(guó)平,李文川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三磊（寧波）新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21