一种半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其制造方法，属于半导体技术领域，该半导体器件包括基板、焊接层、银烧结层以及功率芯片。焊接层设置在基板上，焊接层包括由上至下设置的氰化浸金层、钯镀层以及镍层；银烧结层设置在焊接层上；功率芯片设置在银烧结层上。该半导体器件能够减小器件中各互连金属构件之间的剪切应力，避免芯片脱落及产生裂纹，能够满足现有功率模块高功率密度、稳定可靠的要求。稳定可靠的要求。稳定可靠的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]功率模块是被使用在功率电子电路中的半导体封装。功率模块通常被用在车辆应用以及工业应用中，诸如用在逆变器以及整流器中。近年来，在功率模块的制造过程中，低温烧结连接技术逐渐成为耐高温封装的首选互连方式。低温烧结连接技术是指在一定外部机械压力辅助作用下，通过低温烧结微米银颗粒实现芯片和基板互连的新型无铅化封装方法。与传统的合金焊料相比，银具有更好的导电和导热性能；同时，银的熔点为961℃，远高于传统合金焊料熔点，且银在高温下具有高可靠性，这些优势使得银在高温功率封装领域可以被广泛应用。
[0003]在银烧结工艺中，需要借助银烧结膏将芯片与衬底连接起来。现有技术中，在高于200℃的高温下，银烧结膏层对氧的渗透性较高，因而基体衬底的基本金属化层容易发生氧化。同时在芯片工作期间，芯片周围的空气被半导体芯片内耗散的热量加热，容易导致芯片热循环。在高温下，长期热循环后，芯片与衬底之间的弱界面键合线处容易出现断裂产生裂纹。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：基板；焊接层(11)，所述焊接层(11)设置在所述基板上，所述焊接层(11)包括由上至下设置的氰化浸金层(8)、钯镀层(9)以及镍层(10)；银烧结层(7)，所述银烧结层(7)设置在所述焊接层(11)上；功率芯片(6)，所述功率芯片(6)设置在所述银烧结层(7)上。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：所述氰化浸金层(8)与所述银烧结层(7)相接，所述镍层(10)与所述基板相接；所述氰化浸金层(8)、所述钯镀层(9)以及所述镍层(10)的厚度均为0.1μm～1μm。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于：所述镍层(10)与所述钯镀层(9)之间、以及所述钯镀层(9)与所述氰化浸金层(8)之间均呈阶梯状咬合。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于：阶梯状咬合处形成咬合阶梯(14)，所述咬合阶梯(14)的高度为H1，所述焊接层(11)的高度为H2，其中H1＝0.2H2～0.6H2。5.根据权利要求1～4任一项所述的半导体器件，其特征在于：所述功率芯片(6)包括芯片衬底(1)以及金属互连层(5)，所述芯片衬底(1)设置在所述金属互连层(5)上，所述金属互连层(5)与所述银烧结层(7)连接。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于：所述金属互连层(5)包括由上至下依次设置的Al金属层(2)、Ni金属层(3)、Au金属层(4)。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于：所述Al金属层(2)与Ni金属层(3)之间、所述Ni金属层(3)与所述Au金属层...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琬茹，聂瑞芬，金锐，和峰，刘江，李翠，陈堃，田宝华，郝夏敏，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：