智能功率开关器件及其集成方法技术

本发明专利技术提供一种智能功率开关器件及其集成方法，其中集成方法包括：提供一形成有控制电路单元和功率单元的衬底；对功率单元底部的衬底进行减薄；在功率单元底部的衬底背面形成第一金属层；对控制电路单元底部的衬底进行减薄；在控制电路单元底部的衬底背面形成反型层；在反型层的表面形成第二金属层；进行划片以得到多个单独的功率开关器件；将功率开关器件焊接在金属底座上。本申请通过背面离子注入工艺在控制电路单元背面形成反型层，使得控制电路单元可以与功率单元一同焊接在金属底座上，集成制备工艺简单，降低了生产制造成本。进一步的，控制电路单元和功率单元可以独立选择，器件设计自由度高，功能更多，应用更广。应用更广。应用更广。

【技术实现步骤摘要】
智能功率开关器件及其集成方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种智能功率开关器件及其集成方法。

技术介绍

[0002]智能功率开关(IPD，intelligent power device)具有控制电路和保护电路，可吸收感性负载能量的高性能半导体电源开关，其中，控制电路(CONTROL IC，控制集成电路)主要包括高压MOS管、低压MOS管；保护电路主要包括功率MOS管(POWER MOS)，用于过电流保护或过热保护。
[0003]目前业界智能功率开关一般分两种，分别为：分离型智能功率开关、集成型智能功率开关。但是，在分离型智能功率开关中，控制电路与保护电路开关分离，不使用同一基底，将分离的控制电路与保护电路开关合封在一起，导致生产成本高，可靠性低等缺点；在集成型智能功率开关中，控制电路与保护电路开关集成在同一个基底上，虽然可靠性高，但是工艺复杂，功能有限。所以有必要提出一种集成工艺相对简单的集成型智能功率开关。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种智能功率开关器件及其集成方法，可以解决目前集成型智能功率开关的制造工艺复杂、集成型智能功率开关功能有限等问题中的至少一个问题。
[0005]一方面，本申请实施例提供了一种智能功率开关器件的集成方法，包括：
[0006]提供一衬底，所述衬底的正面分别形成有多组功率开关模块，其中，各组所述功率开关模块包括：控制电路单元和功率单元，所述控制电路单元与所述功率单元保持一定的间距；
[0007]从所述衬底的背面，对所述功率单元底部的所述衬底进行减薄；
[0008]在所述功率单元底部的所述衬底的背面形成第一金属层；
[0009]从所述衬底的背面，对所述控制电路单元底部的所述衬底进行减薄；
[0010]从所述衬底的背面，对所述控制电路单元底部的所述衬底执行离子注入工艺以在所述控制电路单元底部的所述衬底的背面形成反型层；
[0011]在所述反型层的表面形成第二金属层；
[0012]对所述衬底上的多组功率开关模块进行划片，以得到多个单独的功率开关器件；
[0013]将所述功率开关器件焊接在金属底座上。
[0014]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，在从所述衬底的背面，对所述控制电路单元底部的所述衬底执行离子注入工艺以在所述控制电路单元底部的所述衬底的背面形成反型层之后、以及在在所述反型层的表面形成第二金属层之前，所述的智能功率开关的集成方法还包括：
[0015]对所述反型层执行激光退火工艺。
[0016]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，所述衬底中注入的掺杂离子的
导电类型与所述反型层中注入的掺杂离子的导电类型相反。
[0017]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，所述衬底中注入的掺杂离子的导电类型为P型；所述反型层中注入的掺杂离子的导电类型为N型。
[0018]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，所述衬底的尺寸为12英寸。
[0019]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，所述第一金属层的材质为Ni；所述第二金属层的材质为Ni。
[0020]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，所述金属底座为金属铜底座。
[0021]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，在将所述功率开关器件焊在金属底座上之后，所述的智能功率开关的集成方法还包括：
[0022]对所述功率开关器件进行打线、塑封。
[0023]可选的，在所述智能功率开关器件的集成方法中，所述控制电路单元包括：高压MOS管和低压MOS管；所述功率单元包括：功率MOS管；
[0024]其中，在各组功率开关模块中，所述高压MOS管和所述低压MOS管相邻，所述功率MOS管与所述高压MOS管保持一定的间距。
[0025]另一方面，本申请实施例还提供了一种智能功率开关器件，包括：衬底、控制电路单元、功率单元和金属底座；
[0026]其中，所述控制电路单元和所述功率单元均位于所述衬底的正面，所述功率单元的底部的所述衬底的背面形成有第一金属层，所述控制电路单元底部的所述衬底的背面依次形成有反型层和第二金属层，通过所述第一金属层、所述反型层和所述第二金属层，所述控制电路单元与所述功率单元一同焊接在所述金属底座上。
[0027]本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0028]本申请通过背面离子注入工艺在控制电路单元背面形成N+/P反型层，使得控制电路单元可以与功率单元一同焊接在同一金属底座上，集成制备工艺简单，降低了生产制造成本。
[0029]进一步的，本申请中的控制电路单元和功率单元可以独立选择，器件设计自由度高，使得智能功率开关器件的功能更多，应用更广。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术实施例的智能功率开关器件的集成方法的流程图；
[0032]图2是本专利技术实施例的智能功率开关器件的结构示意图；
[0033]10
‑
衬底，20
‑
控制电路单元，21
‑
高压MOS管，22
‑
低压MOS管，30
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功率单元，40
‑
第一金属层，50
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反型层，60
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第二金属层，70
‑
金属底座。
具体实施方式
[0034]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的
实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能功率开关器件的集成方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底的正面分别形成有多组功率开关模块，其中，各组所述功率开关模块包括：控制电路单元和功率单元，所述控制电路单元与所述功率单元保持一定的间距；从所述衬底的背面，对所述功率单元底部的所述衬底进行减薄；在所述功率单元底部的所述衬底的背面形成第一金属层；从所述衬底的背面，对所述控制电路单元底部的所述衬底进行减薄；从所述衬底的背面，对所述控制电路单元底部的所述衬底执行离子注入工艺以在所述控制电路单元底部的所述衬底的背面形成反型层；在所述反型层的表面形成第二金属层；对所述衬底上的多组功率开关模块进行划片，以得到多个单独的功率开关器件；将所述功率开关器件焊接在金属底座上。2.根据权利要求1所述的智能功率开关器件的集成方法，其特征在于，在从所述衬底的背面，对所述控制电路单元底部的所述衬底执行离子注入工艺以在所述控制电路单元底部的所述衬底的背面形成反型层之后、以及在在所述反型层的表面形成第二金属层之前，所述的智能功率开关的集成方法还包括：对所述反型层执行激光退火工艺。3.根据权利要求1所述的智能功率开关器件的集成方法，其特征在于，所述衬底中注入的掺杂离子的导电类型与所述反型层中注入的掺杂离子的导电类型相反。4.根据权利要求3所述的智能功率开关器件的集成方法，其特征在于，所述衬底中注入的掺杂离子的导电类型为P型；所述反型层...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖莉，陈华伦，孔蔚然，潘嘉，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：