[发明专利]电子装置和制造电子装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将半导体芯片接合（bond）在载体上的技术，更具体地，涉及扩散焊接的技术。

背景技术

半导体装置制造商不断努力以改进他们的产品的性能，同时降低他们的制造成本。在半导体装置的制造中的成本密集的区域是对半导体芯片进行封装。如本领域的技术人员已知的，在晶圆上制作集成电路，随后这些晶圆被单个化（singulate）以生产半导体芯片。随后，可以在导电载体上安装半导体芯片。希望在导电载体上安装的半导体芯片从而以高产量和低成本提供低应力、机械稳定以及高导热性和高导电性的接合。

发明内容

本文提供了一种半导体装置，该半导体装置包括：导电载体；半导体芯片，设置在载体上；以及多孔扩散焊料层，设置在载体和半导体芯片之间。

优选地，多孔扩散焊料层包括具有金属间相的颗粒。

优选地，颗粒包括从由银、铜、金和铟构成的组中选择的第一金属成分，以及从由锡和锌构成的组中选择的第二金属成分。

优选地，多孔扩散焊料层包括第一金属成分的重量百分比是50%至75%并且第二金属成分的重量百分比是25%至50%的化学组合物。

优选地，多孔扩散焊料层的颗粒被烧结或相互扩散。

优选地，半导体装置进一步包括设置在载体和多孔扩散焊料层之间的第一中间层，其中，第一中间层包括锡或锌。

优选地，第一中间层包括由防锈层形成的表面。

优选地，多孔扩散焊料层包括在从1μm到50μm的范围内的厚度。

优选地，载体是引线框。

优选地，半导体装置进一步包括设置在多孔扩散焊料层和半导体芯片之间的第二中间层，其中，第二中间层包括烧结的或相互扩散的金属层。

本文还提供了一种半导体布置，该半导体布置包括：半导体本体；以及焊料膏层，设置在半导体本体的至少一个主表面的上方，焊料膏层包括从由银、铜、金和铟构成的组中选择的第一金属成分的第一颗粒；从由锡和锌构成的组中选择的第二金属成分的第二颗粒；以及埋设有第一颗粒和第二颗粒的聚合物材料。

优选地，聚合物材料包括B阶段聚合物材料。

优选地，B阶段聚合物材料被预固化。

优选地，聚合物材料是溶剂或液体。

优选地，溶剂或液体在预固化期间可蒸发。

优选地，焊料膏层的总金属贡献包括第一金属成分的重量百分比是50%至75%并且第二金属成分的重量百分比是25%至50%的化学组合物。

本文还提供了一种在导电载体上接合半导体芯片的方法，该方法包括：在导电载体上形成焊料膏层，焊料膏层包括第一金属成分的第一颗粒和第二金属成分的第二颗粒；将半导体芯片放置在焊料膏层上；以及加热焊料膏层，从而将焊料膏层转换成多孔扩散焊料层中。

优选地，在加热期间对焊料膏层施加的最高温度小于220℃。

优选地，方法进一步包括在加热期间对焊料膏层施加外部压力。

优选地，外部压力在从3MPa到40MPa的范围内。

优选地，焊料膏层进一步包括埋设有第一颗粒和第二颗粒的聚合物材料。

优选地，第一颗粒包括从由银、铜、金和铟构成的组中选择的第一金属成分，以及从由锡和锌构成的组中选择的第二金属成分。

本文还提供了一种提供具有焊料膏的半导体芯片的方法，该方法包括：将包括第一金属成分的第一颗粒、第二金属成分的第二颗粒以及B阶段聚合物材料的焊料膏层涂覆在晶圆表面上；加热焊料膏层以预固化B阶段聚合物材料；以及将晶圆单个化为多个半导体芯片。

优选地，涂覆焊料膏层包括印刷、箔剥离、分配、旋涂或溅射。

优选地，焊料膏层的总金属贡献包括第一金属成分的重量百分比是50%至75%并且第二金属成分的重量百分比是25%至50%的化学组合物。

本文还提供了一种半导体装置，该装置包括导电载体；半导体芯片，设置在载体上；焊料层，设置在载体和半导体芯片之间，其中，半导体芯片具有邻近焊料层的多孔结构。

优选地，多孔结构是多孔硅层或多孔陶瓷层。

附图说明

附图被包括以提供对实施方式的进一步理解并且被结合到本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了实施方式并且与描述一起用于说明实施方式的原理。因为其他实施方式和实施方式的多个预期的优点通过参考以下具体实施方式而变得更好理解，所以将更容易地理解它们。附图的元件不需要相对彼此按比例绘制。相同的参考标号表示对应的相似部件。