一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件及制作方法技术

本发明专利技术涉及功率半导体器件技术领域，具体公开了一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，包括金属盘与其上的第一焊料，第一焊料的上方设置功率芯片，半导体功率芯片的表面设置第一钝化层，第一钝化层上设置窗口，窗口内设置第一过渡金属与第二过渡金属，第二过渡金属与第一钝化层的表面设置第二钝化层，第二过渡金属上方的第二钝化层内再次设置窗口，并在该窗口内设置第二焊料，金属片电极通过第二焊料与芯片电连接。本发明专利技术还公开了一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件的制作方法。本发明专利技术使得半导体功率芯片表面的窗口之间的距离可以自由调节，在获得较好的热耗散、较低的封装电阻与寄生电感的同时，提高了产品的良率。

【技术实现步骤摘要】
一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件及制作方法
本专利技术涉及功率半导体器件
，更具体地，涉及一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件及制作方法。
技术介绍
半导体器件领域内，在一个晶圆上制备多个半导体器件封装芯片方面面临诸多挑战。对于金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)器件，尤其是在芯片的一个表面上具有栅极和源极区，在其对面具有漏极区的垂直传导的功率MOSFET器件而言更是如此。在指定的芯片正面形成电连接，在器件的背面必须再额外形成电连接。在半导体封装中，如果芯片面积过小，那么源极区与栅极区就会非常靠近，导致焊料容易连结在一起，从而导致器件失效。
技术实现思路
本专利技术提供了一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件及制作方法，以解决现有技术中存在的芯片面积过小，源极区与栅极区非常靠近，导致焊料容易连结在一起，从而导致器件失效的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，包括金属盘，所述金属盘上设置有第一焊料，所述第一焊料的上方设置有半导体功率芯片，所述半导体功率芯片的表面设置有第一钝化层，所述第一钝化层上设置有第一窗口与第二窗口，所述第一窗口与第二窗口内均设置有第一过渡金属，所述第一过渡金属的表面设置有第二过渡金属，所述第二过渡金属与所述第一钝化层的表面设置有第二钝化层，所述第一窗口内的第二过渡金属的上方的第二钝化层内设置有第三窗口，所述第二窗口内的第二过渡金属的上方的第二钝化层内设置有第四窗口，所述第三窗口与所述第四窗口内均设置有第二焊料，所述第三窗口内的第二焊料的上方设置有第一金属片电极，所述第四窗口内的第二焊料的上方设置有第二金属片电极。进一步地，所述第三窗口内的第二焊料与第一窗口内的第二过渡金属接触，所述第四窗口内的第二焊料与第二窗口内的第二过渡金属接触；所述第三窗口与所述第一窗口的边界完全重叠或部分重叠，所述第四窗口与所述第二窗口的边界完全重叠或部分重叠。进一步地，所述第一钝化层与所述第二钝化层均由绝缘介质层构成。进一步地，所述第二过渡金属、第一金属片电极和第二金属片电极均由铜、银或金构成。进一步地，所述第一过渡金属由单一金属或复合金属构成。进一步地，所述第一过渡金属为钨或镍金。作为本专利技术的另一个方面，提供一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件的制作方法，包括以下步骤：步骤一：在晶圆上完成芯片表面的第一次钝化，形成第一钝化层，并在第一钝化层上设置第一窗口与第二窗口；步骤二：在晶圆表面形成第一过渡金属，然后在第一过渡金属的表面形成第二过渡金属；步骤三：采用研磨工艺去除第一钝化层表面的第一过渡金属与第二过渡金属；步骤四：在晶圆上完成芯片表面的第二次钝化，形成第二钝化层，其中，在所述第一窗口内的第二过渡金属的上方的第二钝化层内设置第三窗口，在所述第二窗口内的第二过渡金属的上方的第二钝化层内设置第四窗口；步骤五：对晶圆完成划片后，将芯片通过第一焊料焊接在金属盘上；步骤六：在第三窗口与第四窗口内形成第二焊料；步骤七：通过第二焊料将第一金属片电极焊接在第三窗口上，通过第二焊料将第二金属片电极焊接在第四窗口上。本专利技术提供的特殊表面金属化的中大功率半导体器件及制作方法具有以下优点：1）本专利技术通过两次钝化明显增加了芯片的厚度，为芯片提供了强大的支撑，使得超薄晶圆不易损坏；2）本专利技术第一窗口与第三窗口、第二窗口与第四窗口可以部分重叠，这样在芯片面积较小时将第二钝化层上的第三窗口与第四窗口之间的距离增大，防止两个窗口内的第二焊料连结，造成器件失效；3）本专利技术通过设置第一过渡金属与第二过渡金属，使得器件可以获得较低的封装电阻、寄生电感以及热阻；4）本专利技术的制造工艺与现有工艺兼容。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1为本专利技术实施例提供的形成第一钝化层上的第一窗口与第二窗口的剖视结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的形成第一过渡金属与第二过渡金属的剖视结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的去除第一钝化层表面的第一过渡金属与第二过渡金属的剖视结构示意图。图4为本专利技术实施例提供的形成第二钝化层上的第三窗口与第四窗口的剖视结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的将半导体功率芯片通过焊料焊接在金属盘上的剖视结构示意图。图6为本专利技术实施例提供的在第三窗口与第四窗口内形成第二焊料的剖视结构示意图。图7为本专利技术实施例提供的特殊表面金属化的中大半导体功率器件的剖视结构示意图。附图标记说明：01—第一窗口；02—第二窗口；03—第三窗口；04—第四窗口；1—半导体功率芯片；2—第一钝化层；3—第一过渡金属；4—第二钝化层；5—第一焊料；6—金属盘；7—第二焊料；8—第一金属片电极；9—第二金属片电极；10—第二过渡金属。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的特殊表面金属化的中大功率半导体器件及制作方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在本实施例中提供了一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，图7是根据本专利技术实施例提供的特殊表面金属化的中大半导体功率器件的剖视结构示意图，如图7所示，包括金属盘6，所述金属盘6上设置有第一焊料5，所述第一焊料5的上方设置有半导体功率芯片1，所述半导体功率芯片1的表面设置有第一钝化层2，所述第一钝化层2上设置有第一窗口01与第二窗口02，所述第一窗口01与第二窗口02内均设置有第一过渡金属3，所述第一过渡金属3的表面设置有第二过渡金属10，所述第二过渡金属10与所述第一钝化层2的表面设置有第二钝化层4，所述第一窗口01内的第二过渡金属10的上方的第二钝化层4内设置有第三窗口03，所述第二窗口02内的第二过渡金属10的上方的第二钝化层4内设置有第四窗口04，所述第三窗口03与所述第四窗口04内均设置有第二焊料7，所述第三窗口03内的第二焊料7的上方设置有第一金属片电极8，所述第四窗口04内的第二焊料7的上方设置有第二金属片电极9。优选地，所述第三窗口03内的第二焊料7与第一窗口01内的第二过渡金属10接触，所述第四窗口04内的第二焊料7与第二窗口02内的第二过渡金属10接触；所述第三窗口03与所述第一窗口01的边界完全重叠或部分重叠，所述第四窗口04与所述第二窗口02的边界完全重叠或部分重叠；其中，当所述第三窗口03与第一窗口01的边界部分重叠，所述第四窗口04与第二窗口02的边界部分重叠时，第一窗口01与第二窗口02之间的距离小于第三窗口03与第四窗口04之间的距离。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，包括金属盘（6），所述金属盘（6）上设置有第一焊料（5），所述第一焊料（5）的上方设置有半导体功率芯片（1），所述半导体功率芯片（1）的表面设置有第一钝化层（2），所述第一钝化层（2）上设置有第一窗口（01）与第二窗口（02），其特征在于，所述第一窗口（01）与第二窗口（02）内均设置有第一过渡金属（3），所述第一过渡金属（3）的表面设置有第二过渡金属（10），所述第二过渡金属（10）与所述第一钝化层（2）的表面设置有第二钝化层（4），所述第一窗口（01）内的第二过渡金属（10）的上方的第二钝化层（4）内设置有第三窗口（03），所述第二窗口（02）内的第二过渡金属（10）的上方的第二钝化层（4）内设置有第四窗口（04），所述第三窗口（03）与所述第四窗口（04）内均设置有第二焊料（7），所述第三窗口（03）内的第二焊料（7）的上方设置有第一金属片电极（8），所述第四窗口（04）内的第二焊料（7）的上方设置有第二金属片电极（9）。/n

【技术特征摘要】
1.一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，包括金属盘（6），所述金属盘（6）上设置有第一焊料（5），所述第一焊料（5）的上方设置有半导体功率芯片（1），所述半导体功率芯片（1）的表面设置有第一钝化层（2），所述第一钝化层（2）上设置有第一窗口（01）与第二窗口（02），其特征在于，所述第一窗口（01）与第二窗口（02）内均设置有第一过渡金属（3），所述第一过渡金属（3）的表面设置有第二过渡金属（10），所述第二过渡金属（10）与所述第一钝化层（2）的表面设置有第二钝化层（4），所述第一窗口（01）内的第二过渡金属（10）的上方的第二钝化层（4）内设置有第三窗口（03），所述第二窗口（02）内的第二过渡金属（10）的上方的第二钝化层（4）内设置有第四窗口（04），所述第三窗口（03）与所述第四窗口（04）内均设置有第二焊料（7），所述第三窗口（03）内的第二焊料（7）的上方设置有第一金属片电极（8），所述第四窗口（04）内的第二焊料（7）的上方设置有第二金属片电极（9）。


2.根据权利要求1所述的一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，其特征在于，所述第三窗口（03）内的第二焊料（7）与第一窗口（01）内的第二过渡金属（10）接触，所述第四窗口（04）内的第二焊料（7）与第二窗口（02）内的第二过渡金属（10）接触；所述第三窗口（03）与所述第一窗口（01）的边界完全重叠或部分重叠，所述第四窗口（04）与所述第二窗口（02）的边界完全重叠或部分重叠。


3.根据权利要求1所述的一种特殊表面金属化的中大功率半导体器件，其特征在于，所述第一钝化层（2）与所述第二钝化层（4）均由绝缘介质层构成。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱袁正，周锦程，杨卓，叶鹏，
申请(专利权)人：无锡新洁能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32