半导体器件、电子组件及方法技术

本发明专利技术公开了半导体器件、电子组件及方法。在一个实施例中，一种半导体器件包括包含接触衬垫的电流隔离信号传输耦合器。所述接触衬垫包括金属基底层，布置在金属基底层上的金属扩散屏障层，以及布置在金属扩散屏障层上的金属线可接合层。金属扩散屏障层包括第一部分和第二部分。第一部分具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第一表面在外围处包括弯曲表面。第一部分在横向平面中延伸并且具有宽度。第二部分在第一部分的宽度的中间处从第二表面伸出。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件、电子组件及方法
本专利技术涉及半导体器件、电子组件及方法。
技术介绍
在某些应用中，两个或更多电路例如通过双向信号交换进行通信。如果所述电路具有处于不同电位的接地，可以使用电流隔离（galvanicisolation）来防止所述电路之间的电流流动同时允许所述电路之间的通信。电流隔离例如可以基于光学、电容式或电感式通信。用于电感式电流隔离和信号交换的设备的一个示例是包括通过隔离层分开的初级绕组和次级绕组的空芯变换器，所述隔离层足够薄从而允许双向信号传输。在其中从较高电压网络（诸如电网）向较低电压网络（诸如家庭供电网络）传输电力和信息的某些应用中，如果不是管理机构要求，针对高达10kV或更高的尖峰的加强电流隔离也是合期望的。
技术实现思路
在一个实施例中，一种半导体器件包括电流隔离信号传输耦合器，所述耦合器包括接触衬垫。所述接触衬垫包括金属基底层，布置在金属基底层上的金属扩散屏障层，以及布置在金属扩散屏障层上的金属线可接合层。金属扩散屏障层包括第一部分和第二部分。第一部分具有在外围处包括弯曲表面的第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第一部分在横向平面中延伸并且具有宽度。第二部分在第一部分的宽度的中间处从第二表面伸出。在某些实施例中，所述半导体器件还包括布置在金属基底层的外围区段上并且具有暴露金属基底层的一部分的第一开口的第一隔离层，其中金属扩散屏障层的第二部分布置在第一隔离层中的第一开口中并且金属扩散屏障层的第一部分延伸到第一隔离层的邻近第一开口的表面上。在某些实施例中，所述半导体器件还包括金属线可接合层上的金属钝化层。在某些实施例中，所述金属基底层包括铜，和/或金属扩散屏障层包括NiP，和/或金属线可接合层包括Pd和/或金属钝化层包括Au。在某些实施例中，所述半导体器件还包括布置在金属线可接合层的外围区段上并且包括暴露金属线可接合层的一部分的第二开口的第二隔离层。金属钝化层可以布置在第二开口中并且由第二开口定界。在某些实施例中，所述半导体器件还包括第三隔离层和第四隔离层，所述第三隔离层包括布置在第一隔离层上的环，所述第四隔离层布置在第三隔离层的外部面上。在某些实施例中，第一隔离层包括氢化SixNy，并且第二隔离层包括酰亚胺。在某些实施例中，第三隔离层包括SiOx或者磷硅酸玻璃，并且第四隔离层包括氢化SixNy。在某些实施例中，电流隔离信号传输耦合器包括电感式耦合器，其包括耦合到接触衬垫的平面线圈。在某些实施例中，电感式耦合器包括与第一平面线圈一起布置在堆叠中并且通过包括SiOx的隔离层与第一平面线圈电流隔离的第二平面线圈，并且被配置成提供针对至少10kVPEAK的浪涌脉冲隔离电压VIOSM的加强电流隔离。在某些实施例中，所述半导体器件还包括第三平面线圈，其被布置成与第一平面线圈基本上共面并且耦合到接触衬垫。在某些实施例中，平面线圈和金属基底层集成在半导体管芯中。在某些实施例中，电流隔离信号传输耦合器包括电容式耦合器，并且接触衬垫提供所述电容式耦合器的板。在一个实施例中，一种电子组件包括根据先前描述的实施例中的任何一个的半导体器件以及耦合到所述半导体器件的双向信号传输路径。电流隔离信号传输耦合器被耦合在所述双向信号传输路径中，并且通过接合线耦合到所述半导体器件。所述电流隔离信号传输耦合器提供针对至少10kVpeak的浪涌脉冲隔离电压VIOSM的加强电流隔离。在某些实施例中，所述电子组件还包括通过双向信号传输路径耦合到所述半导体器件的另一个半导体器件。在一个实施例中，一种用于形成接触衬垫的方法包括：将金属扩散屏障层沉积到在第一隔离层的第一开口中被暴露的金属基底层的表面上，所述第一隔离层覆盖金属基底层的外围区段，使得金属扩散屏障层延伸到第一隔离层的外表面上。金属扩散屏障层被退火，并且将金属线可接合层沉积到经过退火的金属扩散屏障层上。在某些实施例中，使用电化学沉积或电流沉积来沉积所述金属扩散屏障层。在某些实施例中，该方法还包括将第二隔离层沉积到金属线可接合层的外围区段上从而限定暴露线可接合层的一部分的第二开口。在某些实施例中，该方法还包括将金属钝化层沉积到金属线可接合层上使得第二隔离层对金属钝化层进行定界。在一个实施例中，一种半导体器件被提供，其包括包含接触衬垫的电流隔离信号传输耦合器。所述接触衬垫包括金属基底层和布置在金属基底层上的金属锚定层。金属锚定层包括第一部分和第二部分。第一部分具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。第一部分的第一表面在外围处包括弯曲表面。第一部分在横向平面中延伸并且具有宽度。第二部分在第一部分的宽度的中间处从第二表面伸出。在某些实施例中，金属锚定层和/或金属基底层包括铜。在某些实施例中，所述半导体器件还包括布置在金属基底层的外围区段上并且具有暴露金属基底层的一部分的第一开口的第一隔离层，其中金属锚定层的第二部分被布置在第一隔离层中的第一开口中，并且金属锚定层的第一部分延伸到第一隔离层的邻近第一开口的表面上。在某些实施例中，第一隔离层包括SiOx。在某些实施例中，所述半导体器件还包括镶衬第一开口的金属粘附促进层。在某些实施例中，所述半导体器件还包括布置在金属锚定层的第一表面上的绝缘钝化层。在某些实施例中，绝缘钝化层包括Al2O3或SixNy。在某些实施例中，第一隔离层包括SixNy。在某些实施例中，金属锚定层与金属基底层，第一开口的侧壁和绝缘层的邻近第一开口的表面直接接触。在某些实施例中，所述半导体器件还包括布置在金属锚定层上的一个或多个金属层。在某些实施例中，一个或多个另外的金属层包括布置在锚定层的外表面上的NiP层、布置在NiP层上的Pd层以及布置在NiP层上的Au层。在阅读下面的详细描述时并且在查看附图时，本领域技术人员将认识到另外的特征和优点。附图说明附图的元件不一定相对于彼此按比例。相似的参考数字指定相应的类似部件。除非其彼此排斥，否则各种图示的实施例的特征可以被组合。在附图中描绘出示例性实施例并且在后面的描述中对其进行详细描述。图1a图示根据一个实施例的包括电流隔离信号传输耦合器的半导体器件，所述电流隔离信号传输耦合器包括接触衬垫。图1b图示根据一个实施例的包括电流隔离信号传输耦合器的半导体器件，所述电流隔离信号传输耦合器包括电感式耦合器，所述电感式耦合器包括平面线圈和接触衬垫。图1c图示根据一个实施例的包括电流隔离信号传输耦合器的半导体器件，所述电流隔离信号传输耦合器包括电容式耦合器，所述电容式耦合器包括接触衬垫。图2图示根据一个实施例的包括电感式耦合器的半导体器件，所述电感式耦合器包括平面线圈和接触衬垫。图3a图示用于电感式或电容式耦合器的接触衬垫。图3b图示图3a的接触衬垫的放大视图。图4图示根据一个实施例的用于电感式或电容式耦合器的连接结构。图5图示根据一个实施例的用于电感式或电容式耦合器的连接结构。图6a图示根据另一个实施例的用于电感式或电容式耦合器的接触衬垫。图6b图示根据另一个实施例的用于电感式或电容式耦合器的接触衬垫。图7是用于制作用于电感式或电容式耦合器的接触衬垫的方法的流程图。图8a图示根据一个实施例的电感式耦合器的透视图。图8b图示用于电感式耦合器的平面螺旋线圈的平面视图。图8c图示用于电感式耦合器的平面螺旋线圈的平面视图。图9a图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：包括接触衬垫的电流隔离信号传输耦合器，其中所述接触衬垫包括：金属基底层；布置在金属基底层上的金属扩散屏障层；以及布置在金属扩散屏障层上的金属线可接合层，其中，金属扩散屏障层包括第一部分、第二部分，所述第一部分具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一部分的第一表面在外围处包括弯曲表面，第一部分在横向平面中延伸并且具有宽度，所述第二部分在第一部分的宽度的中间处从第二表面伸出。

【技术特征摘要】
2016.12.12 GB 1621079.11.一种半导体器件，包括：包括接触衬垫的电流隔离信号传输耦合器，其中所述接触衬垫包括：金属基底层；布置在金属基底层上的金属扩散屏障层；以及布置在金属扩散屏障层上的金属线可接合层，其中，金属扩散屏障层包括第一部分、第二部分，所述第一部分具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一部分的第一表面在外围处包括弯曲表面，第一部分在横向平面中延伸并且具有宽度，所述第二部分在第一部分的宽度的中间处从第二表面伸出。2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括被布置在金属基底层的外围区段上并且具有暴露金属基底层的一部分的第一开口的第一隔离层，其中金属扩散屏障层的第二部分被布置在第一隔离层中的第一开口中，并且金属扩散屏障层的第一部分延伸到第一隔离层的邻近第一开口的表面上。3.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括金属线可接合层上的金属钝化层。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，金属基底层包括铜，和/或金属扩散屏障层包括NiP，和/或金属线可接合层包括Pd和/或金属钝化层包括Au。5.根据权利要求3所述的半导体器件，还包括第二隔离层，所述第二隔离层被布置在金属线可接合层的外围区段上并且包括暴露金属线可接合层的一部分的第二开口。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，金属钝化层被布置在第二开口中并且由第二开口定界。7.根据权利要求5所述的半导体器件，还包括第三隔离层和第四隔离层，所述第三隔离层包括被布置在第一隔离层上的环，所述第四隔离层被布置在第三隔离层的外部面上。8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，第一隔离层包括氢化SixNy，第二隔离层包括酰亚胺，第三隔离层包括SiOx或磷硅酸玻璃并且第四隔离层包括氢化SixNy。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述电流隔离信号传输耦合器包括电感式耦合器，所述电感式耦合器包括耦合到接触衬垫的平面线圈。10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述电感式耦合器包括与第一平面线圈一起布置在堆叠中并且通过包括SiOx的隔离层与第一平面线圈电流隔离的第二平面线圈，并且被配置成提供针对至少10kVpeak的浪涌脉冲隔离电压VIOSM的加强电流隔离。11.根据权利要求10所述的半导体器件，还包括被布置成与第一平面线圈基本上共面并且耦合到接触衬垫的第三平面线圈。12.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述平面线圈和金属基底层被集成在半导体管芯中。13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M科茨鲍尔，JMS帕耶，M施特歇尔，A詹克尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT