[发明专利]一种半导体器件表面金属化工艺

说明书

本发明提供一种半导体器件表面金属化工艺，该工艺包括以下步骤：S1、对待金属化的硅片进行表面处理；S2、对表面处理后的硅片进行化学镀镍处理，在硅表面形成镍磷金属层；S3、将带有镍磷金属层的硅片放入高温炉中，通入保护气体进行高温合金，在硅片表面形成合金层；S4、采用蒸发银工艺对带有合金层的硅片进行真空蒸发，在合金层外形成银金属层，完成金属化工艺。本发明通过化学镀和蒸发镀银两者工艺结合，利用化学镀成本低的优势结合上蒸发工艺环境污染小，表面金属稳定性好，安全生产风险低等优势来实现半导体器件表面金属化。

技术领域

本发明涉及半导体表面金属化领域，更具体地，涉及化学镀和蒸发两者工艺结合的半导体器件表面金属化工艺。

背景技术

半导体器件芯片是半导体器件具有相关电气性能的核心，由于半导体器件芯片都需要半导体材料进行制备，半导体材料对外界环境都相当敏感，为了保证半导体器件的稳定性，我们需要通过封装来隔离芯片与外界的接触，这时候就需要将芯片使用金属导线或者电极将其线路引出，便于实现电气功能，主流的半导体材料硅，其表面与金属不能实现较好的连接，需要在硅表面进行金属化的工序，来保证芯片相关电路可以在封装工序中与金属连接从而导出线路，实现芯片功能。

传统的半导体芯片通常表面金属化通常通过使用真空蒸发工艺在芯片表面蒸发一层铝，在通过光刻，合金等工序，然后在原来铝的表面再蒸发钛，镍，银。蒸发工艺进行金属化的缺点主要在于，蒸发工艺对晶片表面洁净室要求很高，同时蒸发工艺需要在很低的真空度下进行，因此对蒸发用的设备的密闭性能，用来抽取真空的真空泵等要求很高，由此带来的设备采购和设备保养成本非常高，如果晶片表面洁净度或者真空度没有达到要求极易发生掉背金现象。

另一种传统的方式是通过化学镀镍的方式，在硅表面镀上一层镍金属，其实现方式是通过将晶片放入化学镀镍液体中通过氧化还原反应，将镍金属沉积在硅表面，其优点是可以选择性的镀镍，由此而不需要额外增加光刻工序，另外由于使用化学镀的方式，对硅片表面洁净度要求相比蒸发工艺要求低，而且也避免了采用高金额的蒸发台，由此可以让制造成本控制在很低的水平，化学镀镍的不足主要是在表面金属镍极易氧化，影响后续封装，因此化学镀镍后通常需要在表面再进行化学镀金，金在表面对镍进行保护，避免氧化，给后续封装钎焊提供一个良好的焊接基础。由于导入了化学镀金，成本相对有所提高，另外化学镀金需要氰化物来进行配比镀金水，由于氰化物是剧毒物品，对制造的管理和作业人员操作安全要求较高，如管理不足容易发生安全事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中硅片金属化的问题，提出一种半导体器件表面金属化工艺。本发明通过化学镀和蒸发镀银两者工艺结合，利用化学镀成本低的优势结合上蒸发工艺环境污染小，表面金属稳定性好，安全生产风险低等优势来实现半导体器件表面金属化。

本发明的技术方案是：

一种半导体器件表面金属化工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、对待金属化的硅片进行表面处理；

S2、对表面处理后的硅片进行化学镀镍处理，在硅表面形成镍磷金属层；

S3、将带有镍磷金属层的硅片放入高温炉中，通入保护气体进行高温合金，在硅片表面形成合金层；

S4、采用蒸发银工艺对带有合金层的硅片进行真空蒸发，在合金层外形成银金属层，完成金属化工艺。

进一步地，步骤S2中，化学镀镍处理具体为：在30-150℃下将表面处理后的硅片放入镀镍水中进行氧化还原反应。

进一步地，化学镀镍处理的温度是80-100℃。

进一步地，镀镍水采用酸性镀镍液或者碱性镀镍液。

进一步地，镀镍水包括以下重量份的物质：氯化镍1-80份、氯化铵20-90份、柠檬酸45-110份、次亚磷酸钠1-50份、水750-900份。