半导体器件制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体器件。所述半导体器件包括：具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的半导体层；耦接在所述第二侧的一个或多个导电焊盘；一个或多个电绝缘层，其耦接在所述第二侧并且具有一个或多个开口，这些开口提供通向所述一个或多个导电焊盘的入口；耦接在所述半导体层的第一侧上的导电层；耦接在所述导电层上的一个或多个背金属层；耦接在所述一个或多个导电焊盘上方的一个或多个焊盘上金属化(OPM)层，所述一个或多个OPM层包括镍层，以及；耦接在所述一个或多个OPM层上方的扩散阻挡层；其中所述半导体器件包括绝缘栅双极晶体管和/或二极管。本实用新型专利技术解决的一个技术问题是防止镍扩散到焊料中，实现的一个技术效果是提供一种改进的半导体器件。

semiconductor device

The utility model relates to a semiconductor device. The semiconductor device includes a semiconductor layer having a first side and a second side opposite the first side; coupling one or a plurality of conductive pads connected to the second side; one or more electrically insulating layer, the coupled at the second side and has one or more openings. These openings provide entrance to the one or a plurality of conductive pads; the conductive layer is coupled to the semiconductor layer on the first side; coupled with the conductive layer on one or more metal layers; coupled with one or more metal pads the one or a plurality of conductive pads of the upper layer (OPM), one or more of the OPM layer comprises a nickel layer, as well as; coupled at the top of one or more OPM layer diffusion barrier layer; wherein the semiconductor device includes an insulated gate bipolar transistor and / or diode. A technical problem solved by the utility model is to prevent the diffusion of nickel into the solder, and a technical effect is achieved by providing an improved semiconductor device.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件
技术介绍
1.
本文档的各方面整体涉及半导体器件。2.
技术介绍
半导体制造工艺可涉及许多步骤。在一些工艺中，晶圆接纳一个或多个层，例如导电层。导电层可用于提供从晶圆切割的各个半导体器件的电接触区域。导电层可包括位于晶圆背面的一个或多个背金属(BM)层和位于晶圆正面的一个或多个焊盘上金属化(OPM)层。
技术实现思路
本技术解决的一个技术问题是防止镍扩散到焊料中。半导体器件的实施方式可包括：具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的半导体层；耦接在所述第二侧的一个或多个导电焊盘；一个或多个电绝缘层，其耦接在所述第二侧并且具有一个或多个开口，这些开口提供通向所述一个或多个导电焊盘的入口；耦接在所述半导体层的第一侧上的导电层；耦接在所述导电层上的一个或多个背金属(BM)层；耦接在所述一个或多个导电焊盘上方的一个或多个焊盘上金属化(OPM)层，所述一个或多个OPM层包括镍层，以及；耦接在所述一个或多个OPM层上方的扩散阻挡层；其中所述半导体器件包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或二极管。半导体器件的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任一者：所述一个或多个BM层可包括镍层。所述一个或多个BM层可包括钛层和银层。所述扩散阻挡层可包含化学沉积的金、化学沉积的银和/或有机可焊性保护剂(OSP)。所述导电层可包含蒸镀的铝。本技术实现的一个技术效果是提供一种改进的半导体器件。对于本领域的普通技术人员而言，通过具体实施方式以及附图并通过权利要求书，上述以及其他方面、特征和优点将会显而易见。附图说明将在下文中结合附图来描述各实施方式，其中类似标号表示类似元件，并且：图1是其上具有多个半导体器件的半导体晶圆的顶视图；图2是图1的半导体晶圆的底视图；图3是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的顶视图；图4是二极管的顶视图；图5是半导体组件的实施方式的侧面剖视图；图6是半导体组件的另一实施方式的侧面剖视图；图7是半导体组件的另一实施方式的侧面剖视图；图8是在形成图5至图7的半导体组件时形成的半导体组件的实施方式的侧面剖视图；图9是在形成图6的半导体组件时形成的半导体组件的实施方式的侧面剖视图；图10是在形成图6的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图；图11是在形成图6的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图；图12是在形成图6的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图；图13是具有与图6组件相同的结构的半导体组件的实施方式的侧面剖视图；图14是在形成图7的半导体组件时形成的半导体组件的实施方式的侧面剖视图；图15是在形成图7的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图；图16是在形成图7的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图；图17是在形成图7的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图；图18是在形成图7的半导体组件时形成的另一半导体组件的侧面剖视图，以及；图19是具有与图7组件相同的结构的半导体组件的实施方式的侧面剖视图。具体实施方式本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元素。本领域已知的符合预期半导体背金属(BM)与焊盘上金属化(OPM)结构及相关方法的许多额外部件、组装工序和/或方法元素将显而易见地与本公开的特定实施方式一起使用。因此，例如，尽管本技术公开了特定实施方式，但此类实施方式和实施部件可包括符合预期操作和方法的针对此类半导体背金属(BM)与焊盘上金属化(OPM)结构及相关方法的本领域已知的任何形状、尺寸、样式、类型、型号、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元素、步骤等和相关方法，以及实施部件和方法。现在参见图1至图2，示出了半导体晶圆(晶圆)2的实施方式。该晶圆尚未被切割，并且包括第一侧10和第二侧12。第二侧上包括多个半导体器件4，并且作为非限制性实例，可包括如图3所示的绝缘栅双极晶体管(IGBT)18或如图4所示的二极管24。所述半导体器件可包括他其功率器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、GaN器件、SiC器件，并且可用于形成智能功率模块(IPM)、功率集成模块(PIM)等等。IGBT将包括与该晶圆的第二侧12对应的导电区域20和电绝缘区域22。如果所述半导体器件是二极管，则作为非限制性实例，它们可以是快速恢复二极管(FRD)。在各种实施方式中，IGBT可包括650伏特、200安培的IGBT，和/或二极管可包括650伏特、200安培的快速恢复二极管整流器，不过其他器件也可应用本文所公开的原理。切割线6示出锯道等，其将用于使用诸如锯切、激光打孔、冲压等任何切割技术从晶圆切割各个半导体器件。该晶圆上可包括多个测试区域(过程控制监视器(PCM))8或换句话讲无效区域，这些在实施方式中，这些区域可用于测试各个半导体器件的可操作性和/或可以其他方式用于处理处于处理过程中的晶圆(和/或锯道区域可包括测试区域)。图2示出了在该晶圆第一侧10中的未去除材料的环16内的凹陷部14。该凹陷部是使用由日本东京的DISCO以商品名TAIKO工艺销售的工艺通过背磨而形成。背磨留下未去除材料的环(TAIKO环)，该环可有助于防止晶圆在处理期间卷曲或以其他方式弯曲，但是同时可使该晶圆背面的大部分变薄，使得可以穿过该晶圆背面(第一侧)进行掺杂。在形成半导体器件的方法的其他实施方式中，可不使用TAIKO工艺，而是可使用(或者可排除)一些其他背磨或其他材料去除技术，和/或可改为穿过第二侧发生掺杂，从而无需在掺杂之前进行背磨或材料去除。在实施方式中，晶圆可以是背景，或以其他方式厚度减小至小至75微米的尺寸。图5至图7示出了可使用本文所述的工艺形成的半导体组件的三个实施例。图5示出了常规组件26，其包括硅半导体层80，在其顶部是导电焊盘(焊盘)40以及包括聚酰亚胺(PI)层44和氧氮化物层46的一个或多个电绝缘层。在实施方式中，可排除PI层和/或可用一些其他电绝缘层替代氧氮化物层。在包括PI层的实施方式中，该层可以是九微米或约九微米厚。PI层可由非感光性聚酰亚胺形成，例如作为非限制性实例，由日本东京的TorayIndustries公司以商品名SP-483销售的聚酰亚胺。然而，任何合适的绝缘材料都可用于所述电绝缘层，而且这仅仅是示例。所述电绝缘层包括一个或多个开口，这些开口提供通向焊盘40的入口，如图5所示。所述焊盘、电绝缘层和开口可使用任何材料沉积和去除技术形成，例如电镀、化学镀、旋涂、溅射、蒸镀、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、掩模、光刻技术等。附图中所示的所有实施方式中的焊盘40是由AlSi或AlCu形成，但是在其他实施方式中，它们可由任何其他导电材料形成。焊盘本身可形成在半导体层中(或上)的其他导电焊盘上方，因此其本身可称为“顶部金属”层或焊盘上金属化(OPM)层。图5的常规组件中的焊盘由AlSi形成。还应注意，图5(连同图6至图7和许多其他附图)示出了该半导体晶圆的非常简化的视图以便于查看。例如，图5中所示的剖视图旨在示出整个晶圆的横截面(示出了凹陷部14和TAIKO环的整个横截面)，但是在横截面中仅看到两个焊盘。实际上，如可从图1和图2看到，在任何位置处获取的该晶圆的完整横截面更有可能显露出几十到几百或甚至几本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于包括：半导体层，所述半导体层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；耦接在所述第二侧的一个或多个导电焊盘；一个或多个电绝缘层，所述电绝缘层耦接在所述第二侧并且具有一个或多个开口，所述开口提供通向所述一个或多个导电焊盘的入口；耦接在所述半导体层的所述第一侧上的导电层；耦接在所述导电层上的一个或多个背金属层；耦接在所述一个或多个导电焊盘上方的一个或多个焊盘上金属化层，所述一个或多个焊盘上金属化层包括镍层，以及耦接在所述一个或多个焊盘上金属化层上方的扩散阻挡层；其中所述半导体器件包括绝缘栅双极晶体管和二极管中的一者。

【技术特征摘要】
2016.06.30 US 15/198,8591.一种半导体器件，其特征在于包括：半导体层，所述半导体层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；耦接在所述第二侧的一个或多个导电焊盘；一个或多个电绝缘层，所述电绝缘层耦接在所述第二侧并且具有一个或多个开口，所述开口提供通向所述一个或多个导电焊盘的入口；耦接在所述半导体层的所述第一侧上的导电层；耦接在所述导电层上的一个或多个背金属层；耦接在所述一个或多个导电焊盘上方的一个或多个焊盘上金...

【专利技术属性】
技术研发人员：林育圣，野间崇，石部真三，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US