叠层高熔点焊接层及其制造方法以及半导体器件技术

本发明专利技术涉及叠层高熔点焊接层及其制造方法以及半导体器件。一种叠层高熔点焊接层包括：叠层结构，其层叠多个三层结构，各个三层结构包括低熔点金属薄膜层以及置于低熔点金属薄膜层的表面和背面表面上的高熔点金属薄膜层；第一高熔点金属层，置于叠层结构的表面上；以及第二高熔点金属层，置于叠层结构的背面表面上。低熔点金属薄膜层和高熔点金属薄膜层通过TLP相互熔成合金，并且叠层结构以及第一高熔点金属层和第二高熔点金属层通过TLP接合相互熔成合金。

【技术实现步骤摘要】
叠层高熔点焊接层及其制造方法以及半导体器件
本专利技术涉及一种叠层高熔点焊接层、一种用于这种高熔点焊接层的制造方法、以及一种半导体器件。更具体地，本专利技术涉及一种通过TLP（瞬间液相）接合制造的叠层高熔点焊接层、一种用于这种高熔点焊接层的制造方法、以及一种半导体器件。
技术介绍
当前，在许多研究机构中进行SiC（碳化硅）器件的研究和开发。作为SiC器件的特性，可以提及的是：低导通电阻、高速开关、高温操作等。传统上，由于可以在当前在半导体功率模块的领域中使用的诸如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的Si器件中操作的温度范围约为150摄氏度，因此即使当使用诸如传统的Sn-Ag合金系统的低熔点焊料时，仍可以进行驱动。然而，由于SiC器件在理论上可以操作到约400摄氏度，因此如果当使用传统的低熔点焊料时在高温处驱动SiC器件，则当使用低熔点焊料时通过熔合接合部分，出现电极之间的短路、SiC器件和基板之间的层离等，并且随之SiC器件的可靠性被破坏。因此，不能在高温度处驱动SiC器件，并且不能使用SiC器件的特性。已公开了关于SiC器件的互连方法以及低热阻封装（例如，参见专利文献1和专利文献2）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层高熔点焊接层，包括：叠层结构，其层叠多个三层结构，各个三层结构包括低熔点金属薄膜层以及置于所述低熔点金属薄膜层的表面和背面表面上的高熔点金属薄膜层；第一高熔点金属层，置于所述叠层结构的表面上；以及第二高熔点金属层，置于所述叠层结构的背面表面上，其中所述低熔点金属薄膜层和所述各个高熔点金属薄膜层通过瞬间液相接合相互熔成合金，并且所述叠层结构以及所述第一高熔点金属层和所述第二高熔点金属层通过瞬间液相接合相互熔成合金。

【技术特征摘要】
2011.08.08 JP 2011-172912;2011.06.30 US 13/1731221.一种叠层高熔点焊接层，包括：叠层结构，其层叠多个三层结构，各个三层结构包括低熔点金属薄膜层以及置于所述低熔点金属薄膜层的表面和背面表面上的高熔点金属薄膜层，其中所述多个三层结构中的所述低熔点金属薄膜层的厚度与所述高熔点金属薄膜层的厚度的比率被设定为不大于1:1；第一高熔点金属层，置于所述叠层结构的表面上；以及第二高熔点金属层，置于所述叠层结构的背面表面上，其中所述低熔点金属薄膜层和所述高熔点金属薄膜层通过瞬间液相接合相互熔成合金，并且所述叠层结构以及所述第一高熔点金属层和所述第二高熔点金属层通过瞬间液相接合相互熔成合金。2.根据权利要求1所述的叠层高熔点焊接层，其中所述低熔点金属薄膜层由Sn层和Sn-Ag共熔焊料层组成的组中的一个形成，以及所述高熔点金属薄膜层、所述第一高熔点金属层和所述第二高熔点金属层由Ag层形成。3.根据权利要求1所述的叠层高熔点焊接层，其中所述低熔点金属薄膜层由Sn层和Sn-Ag共熔焊料层组成的组中的一个形成，以及所述高熔点金属薄膜层和所述第一高熔点金属层由Ag层形成，并且所述第二高熔点金属层由Ni层形成。4.根据权利要求2所述的叠层高熔点焊接层，其中所述Sn-Ag共熔焊料层由96.5±1%的Sn以及3.5±1%的Ag的组分所组成。5.根据权利要求1所述的叠层高熔点焊接层，其中用于形成瞬间液相接合的温度不小于250摄氏度并且不大于350摄氏度。6.根据权利要求1所述的叠层高熔点焊接层，进一步包括低熔点粘合剂层，用于覆盖所述第一高熔点金属层和所述第二高熔点金属层两者。7.根据权利要求6所述的叠层高熔点焊接层，其中所述低熔点粘合剂层由Sn层形成。8.一种半导体器件，包括：绝缘衬底；第一传导金属层，置于所述绝缘衬底上；第一叠层高熔点焊接层，置于所述第一传导金属层上；以及半导体器件，置于所述第一叠层高熔点焊接层上，其中所述第一叠层高熔点焊接层通过瞬间液相接合形成,其中所述第一叠层高熔点焊接层包括：叠层结构，其层叠多个三层结构，各个三层结构包括低熔点金属薄膜层以及置于所述低熔点金属薄膜层的表面和背面表面上的高熔点金属薄膜层；第一高熔点金属层，置于所述叠层结构的表面上；以及第二高熔点金属层，置于所述叠层结构的背面表面上，并且其中所述多个三层结构中的所述低熔点金属薄膜层的厚度与所述高熔点金属薄膜层的厚度的比率被设定为不大于1:1，所述低熔点金属薄膜层和所述高熔点金属薄膜层通过瞬间液相接合相互熔成合金，以及所述叠层结构，以及所述第一高熔点金属层和所述第二高熔点金属层通过瞬间液相接合相互熔成合金。9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中对于所述半导体器件使用带隙能量为1.1eV至8eV的半导体。10.根据权利要求8所述的半导体器件，进一步包括：第二传导金属层，置于所述第一传导金属层置于的所述绝缘衬底的表面的相对面的所述绝缘衬底的背面表面上；第二叠层高熔点焊接层，置于所述绝缘衬底置于的所述第二传导金属层的表面的相对面的所述第二传导金属层的背面表面上；以及基板，置于所述第二传导金属层置于的所述第二叠层高熔点焊接层的表面的相对面的所述第二叠层高熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚拓一，奥村启树，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：