一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法及其功率MOSFET器件技术

本发明专利技术公开的一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法，包括：步骤1：制备晶圆；步骤2：在金属电极的压焊点处制备正面厚铜；步骤3：对晶圆进行划片形成划片道；步骤4：在晶圆正面制备环氧树脂层，以完全覆盖晶圆正面的正面厚铜并且完全填充划片道；步骤5：研磨晶圆正面的环氧树脂层，使得正面厚铜的正面露出；步骤6：研磨晶圆的背面，露出划片道里的环氧树脂；步骤7：在晶圆背面制备背面厚铜；步骤8：将晶圆背面对应于划片道上的背面厚铜去除，露出划片道的环氧树脂；步骤9：从晶圆背面进行划片，将管芯分离；本发明专利技术还公开采用上述方法制备的功率MOSFET器件。率MOSFET器件。率MOSFET器件。

【技术实现步骤摘要】
一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法及其功率MOSFET器件


[0001]本专利技术涉及半导体器件制备
，特别涉及一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法及其功率MOSFET器件。

技术介绍

[0002]工业和汽车电子中对功率器件的要求越来越高，其中一个重要的参数就是正向导通状态下的比电阻R
on
*A。比电阻R
on
*A的数值取决于多种参数，比如晶圆厚度或者金属布线的电阻率。其中减小金属布线的电阻，可以通过增加金属层的厚度，或者采用更高的电导率的材料。
[0003]为了减少布线电阻，可以采用淀积更厚的铜布线来替代最后一层铝布线(金属铜的电阻率是1.7uohm.cm,金属铝的电阻率是2.7uohm.cm)。使用铜的其他优势还在于它更高的热传导系数(金属铜的热导系数是400W/m
·
K,金属铝的热导系数是235W/m
·
K)和更高的坚硬度。金属铜这些特性非常有助于改善器件的性能。
[0004]为降低器件的比电阻R
on
*A，降低晶圆的厚度至关重要。但晶圆厚度越薄，其翘曲严重影响器件的SOA(安全工作区)。为此，双面厚铜结构能很好地对冲晶圆两侧的应力，能有效地降低薄晶圆的翘曲。
[0005]参见图1a至图1d，目前的双面厚铜MOSFET制作过程如下：
[0006]1.晶圆背面减薄(减薄之前，晶圆正面先制备TiCu种子层)；
[0007]2.晶圆背面制备TiCu种子层；晶圆正面涂胶曝光及显影，光刻胶留在晶圆的正面以此来实现正面电镀铜；
[0008]3.双面电镀厚铜；
[0009]4.去除正面的光刻胶；背面再图形化将晶圆背面的划片道露出来。
[0010]现有双面厚铜MOSFET制作过程所存在主要问题是：在如此薄的晶圆上涂胶曝光及显影非常困难，极易造成晶圆破裂，因为是利用电镀制程来实现厚铜结构，需要在晶圆正面和背面分两次制备种子层，这势必造成工艺制程比较复杂。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题之一是针对现有双面厚铜MOSFET制作过程所存在的上述技术问题而提供一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题之二在于提供一种功率MOSFET器件。
[0013]为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法，包括如下步骤：
[0014]步骤1：制备晶圆，在晶圆表面制备介质层并在介质层上开孔，在开孔处制备器件的金属电极，在金属电极上覆盖钝化层并钝化层对应金属电极的压焊点处开孔；
[0015]步骤2：用化学镀的方法在晶圆的正面即金属电极的压焊点处制备正面厚铜；
[0016]步骤3：在晶圆的正面划片位置处进行划片形成划片道，划片道深度大于最终要求的晶圆减薄厚度但不能将晶圆划透；
[0017]步骤4：在晶圆正面制备环氧树脂层，所述环氧树脂层完全覆盖晶圆正面的厚铜并且完全填充划片道；
[0018]步骤5：研磨晶圆正面的环氧树脂层，使得正面厚铜露出；
[0019]步骤6：研磨晶圆的背面，使得划片道里的环氧树脂从晶圆背面露出来；
[0020]步骤7：在晶圆背面制备背面厚铜；
[0021]步骤8：将晶圆背面对应于划片道上的背面厚铜去除，露出晶圆背面的划片道的环氧树脂；
[0022]步骤9：从晶圆背面的划片道位置进行划片，将管芯分离；
[0023]在本专利技术的一个优选实施例中，步骤2中的正面厚铜的厚度与步骤7中的背面厚铜的厚度大体相当。
[0024]在本专利技术的一个优选实施例中，步骤2中，正面厚度铜的厚度为5
‑
30um。
[0025]在本专利技术的一个优选实施例中，步骤7中，背面厚度铜的厚度为5
‑
30um。
[0026]在本专利技术的一个优选实施例中，正面厚铜采用化学镀制程来制备。
[0027]在本专利技术的一个优选实施例中，背面厚铜采用蒸发制程或者溅射制程等PVD方法来制备。
[0028]在本专利技术的一个优选实施例中，步骤9中的划片宽度小于步骤3中的划片宽度，即步骤9的划片完全在环氧树脂中进行。
[0029]本专利技术的功率MOSFET器件是采用上述双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法制备而成。
[0030]由于采用了如下技术方案，本专利技术用化学镀的方法在晶圆的正面即金属电极的压焊点处制备正面厚铜时，晶圆的厚度还是原始厚度，加工难度低。另外正面Pad有化镀厚铜，晶圆背面用蒸发或者溅射的方法制备厚铜，工艺简单。还有就是管芯正面及四个侧面都覆盖有环氧树脂，能够很好的保护管芯。
附图说明
[0031]图1a至图1d为目前的双面厚铜MOSFET制作过程示意图。
[0032]图2为本专利技术步骤1制备的晶圆结构示意图。
[0033]图3为本专利技术步骤2用化学镀的方法在晶圆的正面即金属电极的压焊点处制备正面厚铜的示意图。
[0034]图4为本专利技术步骤3在晶圆的正面划片位置处进行划片形成划片道的示意图。
[0035]图5为本专利技术步骤4在晶圆正面制备环氧树脂层的示意图。
[0036]图6为本专利技术步骤5研磨晶圆正面的环氧树脂层的示意图。
[0037]图7为本专利技术步骤6研磨晶圆背面的示意图。
[0038]图8为本专利技术步骤7在晶圆背面制备背面厚铜的示意图。
[0039]图9为本专利技术步骤8将晶圆背面对应于划片道上的背面厚铜去除的示意图。
[0040]图10为本专利技术步骤9从晶圆背面的划片道位置进行划片，将管芯分离的示意图。
[0041]图11为管芯的结构的示意图。
具体实施方式
[0042]以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本专利技术。
[0043]本专利技术的一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法，包括如下步骤：
[0044]步骤1：参见图2，制备晶圆10，在晶圆10表面制备介质层20并在介质层20上开孔21，在开孔21处制备器件的金属电极30，在金属电极30上覆盖钝化层40并钝化层40对应金属电极30的压焊点31处开41孔；
[0045]步骤2：参见图3，用化学镀的方法在晶圆10的正面即金属电极30的压焊点31处制备正面厚铜50；正面厚度铜50的厚度为5
‑
30um。此时晶圆10还是原始厚度，加工难度低。
[0046]步骤3：参见图4，在晶圆10的正面划片位置11处进行划片形成划片道12，划片道12深度大于最终要求的晶圆10减薄厚度但不能将晶圆划透；
[0047]步骤4：参见图5，在晶圆10正面制备环氧树脂层60，环氧树脂层60完全覆盖晶圆10正面的厚铜50并且完全填充划片道12；
[0048]步骤5：参见图6，研磨晶圆10正面的环氧树脂层60，使得厚铜50的正面露出；
[0049本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面厚铜结构的功率MOSFET器件制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：制备晶圆，在晶圆表面制备介质层并在介质层上开孔，在开孔处制备器件的金属电极，在金属电极上覆盖钝化层并钝化层对应金属电极的压焊点处开孔；步骤2：用化学镀的方法在晶圆的正面即金属电极的压焊点处制备正面厚铜；步骤3：在晶圆的正面划片位置处进行划片形成划片道，划片道深度大于最终要求的晶圆减薄厚度但不能将晶圆划透；步骤4：在晶圆正面制备环氧树脂层，所述环氧树脂层完全覆盖晶圆正面的正面厚铜并且完全填充划片道；步骤5：研磨晶圆正面的环氧树脂层，使得正面厚铜的正面露出；步骤6：研磨晶圆的背面，使得划片道里的环氧树脂从晶圆背面露出来；步骤7：在晶圆背面制备背面厚铜；步骤8：将晶圆背面对应于划片道上的背面厚铜去除，露出晶圆背面的划片道的环氧树脂；步骤9：从晶圆背面的划片道位置进行划片，将管芯分离。2.如权利要求1所述的一种双面厚铜结构的功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平，鲍利华，顾海颖，
申请(专利权)人：上海朕芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：