用于將金屬層沉積到半導(dǎo)體部件上的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明描述了一種用于將金屬層(更具體地是第一接觸金屬層)沉積到半導(dǎo)體部件(優(yōu)選功率半導(dǎo)體部件)的接觸區(qū)域上的方法，所述部件以矩陣狀方式布置于晶片組合件內(nèi)。此外還描述了用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在DE 10 2011 005 743 B3中公開的現(xiàn)有技術(shù)揭示了用于將第一接觸金屬層電沉積到多個(gè)半導(dǎo)體部件的接觸區(qū)域上的方法，所述部件存在于晶片組合件內(nèi)并具有PN結(jié)，其P型摻雜的體積區(qū)域(volume area)鄰接第一表面，以及其N型摻雜的體積區(qū)域鄰接第二表面并在該處形成第二接觸區(qū)域。在這種情況下，半導(dǎo)體部件的第二表面以液密的方式由接觸裝置封裝，其中所述接觸裝置具有與半導(dǎo)體部件的第二接觸區(qū)域和外部連接元件電接觸的至少一個(gè)接觸元件。半導(dǎo)體部件連同所布置的接觸裝置被引入到具有至少一個(gè)電極的電鍍?cè)?nèi)，以及將直流電壓施加到電極和接觸裝置的連接元件上，其結(jié)果是電極的金屬沉積在半導(dǎo)體部件的第一接觸區(qū)域處。從原則上而言的問題在于，在這種情況下，沉積在晶片組合件上不均勻地發(fā)生，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)與晶片中心相比，沉積在邊緣處以顯著更大的程度發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]得知了所提及的狀況，本發(fā)明的目的是提出一種方法以及相關(guān)聯(lián)的設(shè)備，其使得接觸金屬層能夠均勻地沉積到晶片上，更具體地而言能夠均勻地沉積到存在于晶片組合件內(nèi)的半導(dǎo)體部件上。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的用于將第一接觸金屬層電沉積到存在于晶片組合件內(nèi)并且以矩陣狀方式布置的多個(gè)半導(dǎo)體部件的第一接觸區(qū)域上的方法包括以下步驟，優(yōu)選以該順序進(jìn)行:
[0005]a)提供晶片，即處于晶片組合件內(nèi)的半導(dǎo)體部件，其中每個(gè)半導(dǎo)體部件具有至少一個(gè)PN結(jié)，從而相應(yīng)地具有第一摻雜的體積區(qū)域和第二摻雜的體積區(qū)域，其中第一摻雜的體積區(qū)域鄰接相應(yīng)半導(dǎo)體部件的第一表面并在該處形成相應(yīng)的第一接觸區(qū)域，以及第二摻雜的體積區(qū)域鄰接相應(yīng)半導(dǎo)體部件的第二表面并在該處形成第二接觸區(qū)域；
[0006]b)相對(duì)于晶片的第一表面、從而相對(duì)于半導(dǎo)體部件的第一表面布置非導(dǎo)電的均勾化裝置，以及在與第一表面相反的第二表面處、以及優(yōu)選還在晶片的邊緣區(qū)域處布置電接觸裝置；
[0007]c)將晶片連同所布置的接觸裝置引入到具有電極的電鍍?cè)?nèi)，其中所述電極的表面至少部分地包括第一接觸金屬，并且其中所述半導(dǎo)體部件的第一表面與電鍍?cè)∠嘟佑|；和
[0008]d)將電壓(優(yōu)選恒定或脈沖的直流電壓)施加到電極和接觸裝置上，其結(jié)果是電流通過電鍍?cè)≡陔姌O、半導(dǎo)體部件和接觸裝置之間流動(dòng)，從而接觸金屬沉積在半導(dǎo)體部件的第一接觸區(qū)域處，其中平均層厚度在半導(dǎo)體部件之間的變化小于5%。
[0009]特別有利的是第一金屬接觸層具有的厚度在I μ m至200 μ m之間，優(yōu)選在5 μ m至20 μ m之間。
[0010]此外，同樣有利的是第一金屬接觸層包括至少90%的銅，優(yōu)選完全由銅構(gòu)成。
[0011]特別是，有利的是晶片以液密的方式封裝在接觸裝置內(nèi)，使得其第二表面受到保護(hù)以防止與電鍍?cè)〗佑|，其中接觸裝置具有外部連接元件。
[0012]有利的配置是，均勻化裝置與晶片的第一表面直接接觸或與所述第一表面間隔開最多25毫米。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的用于將第一接觸金屬層電沉積到存在于晶片組合件內(nèi)并且以矩陣狀方式布置的多個(gè)半導(dǎo)體部件的第一接觸區(qū)域上的第一設(shè)備包括第一均勻化裝置，其設(shè)計(jì)成相對(duì)于所述晶片布置，并且在這種情況下至少覆蓋將被金屬化的最外側(cè)系列的半導(dǎo)體部件，并具有在這些被覆蓋的將被金屬化的半導(dǎo)體部件的每一個(gè)上方的切除部，所述切除部具有開口區(qū)域，所述開口區(qū)域占據(jù)所分配的半導(dǎo)體部件的第一接觸區(qū)域的表面面積的最多90%，特別是最多80%。
[0014]其結(jié)果是，開口區(qū)域限制電鍍液從而限制接觸金屬離子到達(dá)將被金屬化的接觸區(qū)域的自由通達(dá)(access)，其結(jié)果是在晶片上獲得均勻的沉積。
[0015]在這種情況下，術(shù)語“系列”應(yīng)理解成是指多個(gè)半導(dǎo)體部件，其大致位于圍繞晶片中點(diǎn)的假想的同心圓上。最外側(cè)系列的半導(dǎo)體部件從而在晶片邊緣的方向上沒有進(jìn)一步相鄰的半導(dǎo)體部件。在晶片中心方向上的進(jìn)一步的系列具有來自進(jìn)一步向外定位的系列的至少一個(gè)相鄰的半導(dǎo)體部件。在正方形半導(dǎo)體部件的情況下，這意味著相關(guān)的半導(dǎo)體部件相鄰于來自直接向外相鄰系列的相鄰半導(dǎo)體部件的至少一個(gè)邊緣。術(shù)語“開口區(qū)域”應(yīng)理解成是指所分配的切除部的區(qū)域，其具有平行于晶片表面的最小表面面積。開口區(qū)域的間距應(yīng)理解成是指晶片的第一表面和開口區(qū)域之間的最小間距。
[0016]特別是在小的半導(dǎo)體部件的情況下，特別是半導(dǎo)體部件具有小于I平方毫米面積的情況下，可優(yōu)選的是放棄切除部到半導(dǎo)體部件上的直接分配，并提供分配給一組半導(dǎo)體部件例如二極管的切除部。優(yōu)選地，在此，所述切除部位于相對(duì)于晶片中點(diǎn)同心的圓上。這在原則上實(shí)現(xiàn)了與如上所述相同的效果，即限制接觸金屬離子到達(dá)半導(dǎo)體部件的自由通達(dá)。為了均勻的沉積，在這種情況下有必要將開口區(qū)域與接觸區(qū)域的間距選擇成足夠大以便可在該組半導(dǎo)體部件上進(jìn)行均勻的沉積。
[0017]優(yōu)選的是切除部開口區(qū)域的表面面積從一系列到另一個(gè)系列以單調(diào)的方式(優(yōu)選以嚴(yán)格單調(diào)的方式)從晶片邊緣在晶片中心的方向上增加。
[0018]此外，優(yōu)選的是切除部開口區(qū)域以圓形方式或以對(duì)應(yīng)于所分配的半導(dǎo)體部件的基本形狀、特別是其第一接觸區(qū)域的基本形狀的方式實(shí)現(xiàn)。
[0019]特別有利的配置是，均勻化裝置直接承靠在晶片上，且切除部具有以與垂直方向成10°至45°之間的角度延伸的邊緣，或者均勻化裝置以與晶片間隔開的方式布置。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的用于將第一接觸金屬層電沉積到存在于晶片組合件內(nèi)并且以矩陣狀方式布置的多個(gè)半導(dǎo)體部件的第一接觸區(qū)域上的第二設(shè)備包括第二均勻化裝置，其設(shè)計(jì)成相對(duì)于所述晶片布置，并且在這種情況下從晶片邊緣以至少50%的程度覆蓋將被金屬化的最外側(cè)系列的半導(dǎo)體部件。
[0021]在這種情況下特別有利的是，均勻化裝置用支腳區(qū)域直接承靠于晶片上，并且所述支腳區(qū)域的邊緣垂直于晶片的第一表面或以與垂直方向成10°至45°之間的角度延伸，或者均勻化裝置以與晶片間隔開的方式布置。
[0022]也會(huì)有利的是，對(duì)于第一均勻化裝置和第二均勻化裝置而言，所述均勻化裝置由非導(dǎo)電材料構(gòu)成，所述材料優(yōu)選是由聚芳基醚酮、優(yōu)選由聚醚醚酮制成的耐高溫塑料。
[0023]分配給均勻化裝置并用于以液密的方式將晶片封裝在接觸裝置內(nèi)的密封裝置有利地由實(shí)現(xiàn)為三元共聚彈性體的合成橡膠構(gòu)成，優(yōu)選由乙烯-丙烯-二烯橡膠構(gòu)成。
[0024]不言而喻，本發(fā)明的不同配置，也就是說方法以及設(shè)備的不同配置，可以單獨(dú)的方式或以任意組合的方式實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。特別是，上面提到的以及在此或下文解釋的特征可不僅以所描述的組合的方式使用，而且還可以其它組合或獨(dú)立的方式使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的進(jìn)一步的解釋、有利的細(xì)節(jié)和特征通過根據(jù)本發(fā)明的方法、根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備、以及以這種方式或其它方式制造的半導(dǎo)體部件的在圖1至圖9中示意性地示出的示例性實(shí)施例的以下描述將變得清楚。
[0026]圖1示出用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的一種設(shè)備。
[0027]圖2示出通過相對(duì)于晶片布置的第二均勻化裝置的三維剖視圖。
[0028]圖3示出通過相對(duì)于晶片布置的第一均勻化裝置的三維剖視圖。
[0029]圖4以平面視圖示出處于晶片組合件內(nèi)的半導(dǎo)體部件。
[0030]圖5示出相對(duì)于根據(jù)圖4所示的處于晶片組合件內(nèi)的半導(dǎo)體部件布置的第二均勻化裝置。
[0031]圖6示出通過相對(duì)于晶片布置的第二均勻化裝置的二維剖視圖。
[0032]圖7示出通過相對(duì)于晶片布置的第一均勻化裝置的另一配置的二維剖視圖。