[发明专利]用于共晶焊的硅片背面金属化工艺

说明书

技术领域

该发明是一种用于共晶焊的硅片背面金属化工艺，属半导体工艺技术领域。工艺使用了锡(Sn)、铜(Cu)或锡(Sn)、锑(Sb)的合金，合金采用特定的蒸发工艺，完全达到常规金系合金的技术性能，且工艺性能有所突破，更适应市场化，能满足小到0.30毫米×0.30毫米尺寸的管芯封装。

背景技术

中国专利CN1571131公布了一种表层为单质层锡(Sn)的三层共晶焊背金工艺，由于表层锡的化学性质不稳定，易氧化变黑，压焊不牢固，且划片时背金层边缘不齐整，实际使用受到限制。

中国专利CN1466172公布了蒸镀砷金的背金工艺，砷金层约厚2微米，且金的含量在80％以上，金(Au)用量大，存在单片加工成本高的缺点。

目前，共晶焊硅片背面金属化主流工艺技术有两类：一类是由金和金/砷合金两层构成，见中国专利CN1466172；第二类由多层金属组成，底层是钒(V)、钛(Ti)或铬(Cr)，第二层是镍(Ni)，表面由金(Au)系合金组成。常规工艺采用蒸发，各金属层蒸发速率一般为10～20埃/秒。这两类技术都要用到金，且金是其中主要组分，因此共晶焊硅片背面金属化的成本很高，工艺有待改进。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供了一种新型工艺，该工艺不使用金(Au)，且组分简单，既有效降低了现有硅片共晶焊背金成本，又能满足小管芯封装要求。

本发明特征工艺表述：背金层由三层组成，首层是厚钛，第二层是厚的镍，表层是厚的锡/铜或锡/锑合金，锡、铜合金中锡含量(60±5)％，铜含量为(40±5)％；锡、锑合金中锡含量(90±5)％，锑含量为(10±5)％。表层合金层采用35～45埃/秒的蒸发工艺。

本发明工艺特点在于使用不含金(Au)的合金材料，且采取特定的蒸发工艺后适用于小管芯的共晶封装。

附图说明

硅片背面金属结构示意图：表面层④(最上层)为锡/铜或锡/锑合金层。

中间层③为镍金属层。

底层②(与硅片背面接触)为钛金属层。

基片①为硅片。

具体实施方式

加工工艺步骤依次为：

1.锡/铜或锡/锑合金材料备料。

2.硅片背面减薄，减薄后要求毛躁度

3.清洗。

4.清洗后一小时内硅片进蒸发炉蒸发。

5.蒸发。顺序为：厚的锡/铜或锡/锑合金。第一、二层蒸发速率为10～20埃/秒，第三层蒸发速率为35～45埃/秒。

6.硅片出炉后检测。