[发明专利]一种半导体表面金属化的方法

说明书

本发明提供了一种半导体表面金属化的方法，包括以下步骤：在硅片背面的表面，采用蒸发或溅射的方式镀上铝或钛，进行合金，使金属与硅片形成第一层；然后对第一层进行离子轰击清洗，然后在惰性气体氛围下通过靶溅射在所述第一层上表面依次镀镍层和镀锡层，在第一层上表面形成第二层；在第二层的表面采用蒸发或者溅射的方式镀上金属金，形成导电层。本发明的方法在形成第一层之后，进行离子轰击清洗后再形成第二层，使得第一层和第二层之间的结合效果更好；第二层金属层先后镀镍和锡，锡在气相沉积中，物理化学性质具有和镍高度的融合性，锡层和镍层之间的结合效果好，有利于金的导电层在第二层表面的结合，并且表面金属化形成的硅片的破损率低。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种半导体表面金属化的方法。

背景技术

近年来，半导体芯片市场竞争进入白热化。随着市场竞争持续升级，芯片市场已经逐渐从以产品价格竞争为主的竞争格局转向以产品质量竞争与价格竞争并存的竞争态势。产品的成本、产品的可靠性已经成为衡量产品竞争力的主要标准。而作为分立器件制造上成本与质量的关键工序-背面金属化，由于成本消耗高、工艺陈旧，已经越来越难以满足生产的需要。

通常表面金属化由喷涂的电镀工序完成，喷涂电镀工序使半导体材料易于焊锡，但如果半导体厚度在1mm以下，进行电镀前的喷镍工序时，在高温高压的镍流作用下晶片极易碎裂，同时电镀法产生的废液排放会对环境造成严重污染，实现行业的可持续发展，亟需对现有的半导体晶片表面处理工艺进行改进。

在本发明作出以前，常用的适用于共晶封装的背面金属化工艺方法：

步骤一、采用蒸发方式在硅表面上镀上非贵金属的粘附层，粘附层采用的金属一般是钛或钒或铬；

步骤二、在粘附层的表面再镀上阻挡层，阻挡层一般采用金、锗、锑等贵金属的合金，也有采用镍、锡铜合金作阻挡层的；

步骤三、在阻挡层的表面再镀上贵金属的导电层，导电层采用的是贵金属金。

其不足之处在于：1、背面金属化层工艺不够稳定，易造成致命失效；2、与后续封装工艺配合不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种半导体表面金属化的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种半导体表面金属化的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在硅片背面的表面，采用蒸发或溅射的方式镀上非贵金属铝或钛，然后在300℃～400℃和氮气流量为6.5L/min气氛下进行合金，使非贵金属与硅片进行合金形成第一层；

(2)在真空条件下对所述第一层进行离子轰击清洗，清洗完成后抽真空再通入惰性气体，然后通过靶溅射在所述第一层的金属表面依次镀镍层和镀锡层，得到在第一层的金属表面的第二层；

(3)在第二层的表面采用蒸发或者溅射的方式镀上金属金，得到在第二层的表面的导电层。

锡在气相沉积中，物理化学性质具有和镍高度的融合性，能够降低镍的能量，锡层和镍层之间的结合效果好，有利于金的导电层在第二层表面的结合。

形成第一层之后，进行离子轰击清洗后再形成第二层，使得第一层和第二层之间的结合效果更好。

优选地，所述靶溅射通过锡靶溅射进行镀锡，镀锡功率为5～6.5kW，轰击电流为8～10A。

优选地，所述镀锡功率为5kW、5.5kW、6kW或者6.5kW。

优选地，所述镀锡的轰击电流为8A、9A、10A。

在使用步骤(2)所述方法镀镍和镀锡时，硅片的破损率很低。