高功率的半导体装置的晶片金属化制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于高电流密度应用的功率半导体装置，所述装置包括：形成在彼此顶部之上的多个半导体区域；形成在所述半导体区域之一的第一表面上方的接触层。所述接触层包括置于与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触的第一部分，和形成在绝缘区域上的第二部分，所述绝缘区域形成与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触。所述装置还包括第一金属层(230)，至少部分地形成在所述接触层的第二部分上；以及第二金属层(235)，至少部分地形成在所述第一金属层上。所述第一和第二金属层以这样的方式形成，所述接触层的第一部分和所述接触层的第二部分的至少一部分在所述功率半导体装置的包装过程期间不被加压。

Wafer metallization of high power semiconductor devices

The invention discloses a power semiconductor device for high current density applications, the device comprises a plurality of semiconductor regions formed on top of each other on the first surface; forming a contact layer on top of the semiconductor region. The first part of the contact layer which is arranged in the semiconductor region and one of the first direct contact surface, and the second part formed on the insulating region, the insulating region is formed in direct contact with one of the semiconductor region of the first surface. The device also includes a first metal layer (230), at least partially formed on the second portion of the contact layer; and a second metal layer (235), at least partially formed on the first metal layer. The first and the second metal layer is formed in such a way that the first part of the contact layer and the contact layer of the second part, at least a portion of the packaging process in the power semiconductor device is not pressurized during.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高功率的半导体装置的晶片金属化
本专利技术涉及高功率的半导体装置的晶片金属化，更具体地但是非排除性地涉及一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的晶片金属化。
技术介绍
高功率装置的芯片金属化和互连的行业标准为铝金属和铝线。然而，由于铝的固有软度，装置的寿命和稳定性几乎达到其极限。对于当前铝线接合系统的稳定性的进一步显著的改进是困难的。另外，线接合技术本身具有其他缺点：例如，由于接合线的电感和难以控制装置上表面的温度而导致的速度限制。因此，在一些先进的包装技术中，线接合已经被其他技术替代。例如，在紧压包装技术中，功率芯片被直接地挤压与某些力接触。因此，该芯片在包装时需要承受足够的压力。另一先进的包装概念是使用双侧银烧结以使得芯片接触上表面和下表面。再次，在烧结期间，除了需要完成对银金属的金属化之外，显著的压力被施加在芯片上。在包装过程期间所施加的压力对于半导体装置的敏感区域可能是有害的。因此，本专利技术的目的是在包装过程期间减小施加在半导体区域的敏感区域的压力。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于高电流密度应用的功率半导体装置，所述装置包括：形成在彼此顶部之上的多个半导体区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高电流密度应用的功率半导体装置，所述装置包括：多个形成在彼此顶部之上的半导体区域；形成在所述半导体区域之一的第一表面上方的接触层，其中，所述接触层包括置于与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触的第一部分，和形成在绝缘区域上的第二部分，所述绝缘区域形成与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触；第一金属层，至少部分地形成在所述接触层的第二部分上；第二金属层，至少部分地形成在所述第一金属层上，其中，所述第一和第二金属层以这样的方式形成，所述接触层的第一部分和所述接触层的第二部分的至少一部分在所述功率半导体装置的包装过程期间不被加压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.17 GB 1502640.41.一种用于高电流密度应用的功率半导体装置，所述装置包括：多个形成在彼此顶部之上的半导体区域；形成在所述半导体区域之一的第一表面上方的接触层，其中，所述接触层包括置于与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触的第一部分，和形成在绝缘区域上的第二部分，所述绝缘区域形成与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触；第一金属层，至少部分地形成在所述接触层的第二部分上；第二金属层，至少部分地形成在所述第一金属层上，其中，所述第一和第二金属层以这样的方式形成，所述接触层的第一部分和所述接触层的第二部分的至少一部分在所述功率半导体装置的包装过程期间不被加压。2.一种MOS栅极控制的功率半导体装置，其包括：多个形成在彼此顶部之上的半导体区域；形成在所述半导体区域之一的第一表面上方的接触层，其中，所述接触层包括置于与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触的第一部分，和形成在绝缘区域上的第二部分，所述绝缘区域形成与所述半导体区域之一的所述第一表面直接接触；第一金属层，至少部分地形成在所述接触层的第二部分上；第二金属层，至少部分地形成在所述第一金属层上，其中，所述第一和第二金属层以这样的方式形成，所述接触层的第一部分和所述接触层的第二部分的至少一部分在所述功率半导体装置的包装过程期间不被加压。3.如权利要求1或2所述的功率半导体装置，其中，所述第一和第二金属层形成以提供凹部，所述凹部由所述接触层的第一部分、所述接触层的第二部分的至少一部分、以及第一和第二金属层的高度限定。4.如权利要求3所述的功率半导体装置，其中，所述凹部填充有空气或者气体。5.如权利要求3或4所述的功率半导体装置，其中，所述凹部被配置，使得在所述接触层的第一部分和所述接触层的第二部分的至少一部分上不施加压力，其在所述半导体区域之一的第一表面中的沟道区域上。6.如权利要求3至5中任一项所述的功率半导体装置，其还包括形成在接触金属层的第一部分上和至少部分在接触层的第二部分上的介电层。7.如权利要求6所述的功率半导体装置，其中，所述介电层的高度为大约1μm。8.如前述权利要求中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述第一和第二金属层中的每一者的高度为大约5μm。9.如前述权利要求中任一项所述的功率半导体装置，其还包括形成在所述半导体区域之一的第一表面上方的绝缘区域上的栅极母线金属层，其中，所述栅极母线层被配置成连接形成在所述半导体区域之一的第一表面中的沟道区域。10.如权利要求9所述的功率半导体装置，其还包括形成在所述栅极母线金属层上的介电层。11.如权利要求10所述的功率半导体装置，其中，所述第一和第二金属层被形成以提供另一凹部，该另一凹部由所述栅极母线金属层上的介电层的表面、以及第一和第二金属层的高度限定。12.如权利要求11所述的功率半导体装置，其中，另一凹部被配置成不向所述栅极母线金属层施加压力。13.如前述权利要求中任一项所述的功率半导体装置，还包括形成在半导体区域之一的第二表面上的第二接触层，其中，所述第二表面位于与所述半导体区域之一的第一表面相对的端部处。14.如权利要求13所述的功率半导体装置，其中，所述第一金属层形成在第二接触层上，而第二金属层形成在第一金属层上。15.如前述权利要求中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述第一金属层选自以下组中：镍、金和铂。16.如前述权利要求中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述第二金属层选自以下组中：银、金和铜。17.如权利要求13至16中任一项所述的功率半导体装置，其还包括形成在第二金属层上的第一外部金属层，其形成在所述半导体区域之一的第一表面上。18.如权利要求17所述的功率半导体装置，其还包括形成在第二金属层上的第二外部金属层，其形成在所述半导体区域之一的第二表面上。19.如权利要求18所述的功率半导体装置，其中，所述第一外部金属层和所述第二外部金属层包括含钼材料。20.如权利要求18或19所述的功率半导体装置，其中，所述第一外部金属层和所述第二外部金属层为镀银的。21.如权利要求18至20中任一项所述的功率半导体装置，其中，所述第一外部金属层和所述第二外部金属层通过施加大约20kN的...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·德温耶，M·柯，
申请(专利权)人：丹尼克斯半导体有限公司，株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB