[发明专利]用于半导体器件的钝化结构化和镀覆

说明书

公开了用于半导体器件的钝化结构化和镀覆。在此描述了一种方法和通过该方法生产的功率半导体器件。方法包括：在半导体衬底上形成结构化的金属化层；在结构化的金属化层上形成保护层；在结构化的金属化层上形成第一钝化，其中保护层被插入在第一钝化和结构化的金属化层之间；对第一钝化进行结构化以暴露保护层的一个或多个区；移除保护层的一个或多个被暴露的区以暴露结构化的金属化层的一个或多个部分；以及在结构化第一钝化并且移除保护层的一个或多个被暴露的区之后，在第一钝化上形成第二钝化并且对结构化的金属化层的一个或多个被暴露的部分进行无电镀覆。

背景技术

钝化被广泛使用在功率半导体器件(诸如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管))中以在器件的寿命期间保护其免受腐蚀。钝化典型地包括一层或多层的氧化物和氮化物，其主要充当湿气阻挡以保护在钝化下方的金属或半导体免受腐蚀。在铜金属化的情况下，钝化不能被直接沉积在铜上，因为铜倾向于与钝化的沉积化学成分反应，产生硅化铜层。因此，典型地使用原子层沉积(ALD)在铜金属化上沉积薄的(例如大约6nm至12 nm厚)氧化铝层。薄的氧化铝层有利于在铜金属化上的钝化沉积并且改进这两层之间的粘附。

由于在芯片(管芯)边缘处的非常高的电场，基于SiC的MOSFET要求厚的钝化(例如大约4μm厚)以保护芯片终止区域免受湿气引起的腐蚀。必须从铜金属化移除薄的氧化铝层以执行无电铜镀覆。然而，氧化铝蚀刻化学成分并非是对于Cu非常有选择性的。因此，一些铜沉积在钝化的侧壁上。如果使用酰亚胺作为掩模来对钝化进行开口，则沉积更多的Cu。也就是，由于使用酰亚胺作为掩模对钝化进行蚀刻，等离子体自由基攻击酰亚胺表面，使其容易在蚀刻覆盖结构化的金属化层的保护层期间吸入铜污染物。

另外，允许利用在铜上的选择性停止并一同利用可烧结、可焊接和可布线接合的NiP/Pd/Au层在铜表面上的良好和清洁的生长来进行钝化结构化的集成方案在技术上是有挑战的。当前的在铜上进行无电镀覆的技术在生长无电沉积的层之前沉积钝化。更进一步地，在完成无电镀覆处理之后在半导体晶片上沉积酰亚胺。然而，为了获得酰亚胺在无电镀覆的铜上的良好粘附，将无电沉积处理划分成两部分。首先，生长NiMoP/Pd层并且然后氧化NiMoP/Pd层以促进酰亚胺粘附。在酰亚胺平版印刷之后，减少钯以有利于闪金(goldflash)。该两部分无电沉积处理涉及许多处理步骤和附加的处理成本。更进一步地，NiMoP典型地被用于促进酰亚胺固化，即使较之NiMoP优选NiP。

因此，存在针对用于半导体器件的改进的钝化结构化和镀覆处理的需要。

发明内容

根据方法的实施例，方法包括：在半导体衬底上形成结构化的金属化层；在结构化的金属化层上形成保护层；在结构化的金属化层上形成第一钝化，其中保护层被插入在第一钝化和结构化的金属化层之间；对第一钝化进行结构化以暴露保护层的一个或多个区；移除保护层的一个或多个被暴露的区以暴露结构化的金属化层的一个或多个部分；在结构化第一钝化并且移除保护层的一个或多个被暴露的区之后，在第一钝化上形成第二钝化并且对结构化的金属化层的一个或多个暴露的部分进行无电镀覆。

根据功率半导体器件的实施例，功率半导体器件包括：半导体衬底；形成在半导体衬底中的晶体管器件结构；在半导体衬底上方的结构化的金属化层；在结构化的金属化层上的第一钝化；在第一钝化上的第二钝化；开口，其被形成在第一钝化和第二钝化中，使得结构化的金属化层的第一部分具有未被第一钝化和第二钝化覆盖的接触区以及在横向上围绕接触区并且被第一钝化和第二钝化覆盖的外周区，第一钝化和第二钝化覆盖外周区的侧壁和顶表面；覆盖结构化的金属化层的第一部分的接触区而不覆盖外周区的镀覆；以及保护层，其将结构化的金属化层的第一部分的外周区与第一钝化分离开。

本领域技术人员在阅读以下详细描述并且查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图中的要素未必相对于彼此成比例。同样的参考标号指明对应的类似部件。各种所图示的实施例的特征可以被组合，除非它们彼此排斥。在附图中描绘了实施例并且在随后的描述中详述实施例。