[实用新型]一种半导体器件

说明书

本申请提供一种半导体器件，涉及半导体技术领域，包括衬底和依次层叠设在衬底上的外延层、电极层、金属结构、焊料层和热沉，外延层形成有至少一个电流注入区和位于电流注入区两侧的非电流注入区，其中，金属结构位于每个非电流注入区上。电极层表面形成P面电极，芯片和热沉焊接时，N面加压力，高起的金属结构起到有效的支撑；电流注入区不受力，通过焊料层熔化焊接热沉时，熔化的焊料处于自由流动状态，能完全填充衬底上各层没有整层覆盖的区域，减小应力的积聚和受力不均匀导致的芯片变形问题，实现焊料层完全包裹金属结构和电极层，电极层和金属结构的组合与焊料层之间相互卡合、包裹，有效降低焊接应力，提高半导体器件的可靠性。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体器件。

背景技术

芯片封装时，芯片常和热沉焊接在一起，通过热沉对芯片进行散热。芯片和热沉焊接时，焊接产生的应力会使芯片变形，造成芯片局部扭曲，这种局部扭曲会影响芯片的性能，甚至使芯片断裂。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种半导体器件，能够减小芯片和热沉焊接时的应力，避免芯片扭曲。

本申请实施例的一方面，提供了一种半导体器件，包括衬底和依次层叠设在所述衬底上的外延层、电极层、金属结构、焊料层和热沉，所述外延层形成有至少一个电流注入区和位于所述电流注入区两侧的非电流注入区，其中，所述金属结构位于每个所述非电流注入区上。

金属结构位于非电流注入区上，也就是电流注入区上没有金属结构。因金属结构位于电极层之上，金属结构高出电流注入区的电极层表面，在后续芯片和热沉焊接键合时，电极层形成P面，N面加压力时，可以由高起的金属结构起到有效的支撑作用。并且，这使得衬底表面上的电流注入区不受力，和热沉焊接时，焊料层熔化，熔化的焊料处于自由流动状态，并能填满衬底上各层没有整层覆盖的区域，这样焊料层就能全包裹金属结构和电极层，从而减小应力的积聚和受力不均匀导致的芯片变形问题，从而提高芯片的可靠性和性能。

可选地，所述金属结构的表面高出所述电流注入区的所述电极层表面。这样金属结构能起到有效的支撑作用。

可选地，所述电流注入区和所述非电流注入区之间形成间隔，所述电极层覆盖所述电流注入区、所述非电流注入区和所述间隔，所述电极层在所述间隔处对应形成沟槽。

焊料层的焊料可填充沟槽，增大电极层、金属垫块与焊料之间卡合、包裹效果，进一步降低焊接应力。

可选地，所述金属结构包括多个分别位于每个所述非电流注入区上的至少一个金属垫块。

电极层在非电流注入区上设置金属垫块，金属垫块表面高出电极层，在N面加压力时，形成有效支撑。

可选地，所述金属结构与所述电极层的接触面积小于对应所述电极层表面的面积。

金属结构上的焊料层形成时，焊料层可以更好的包裹住整个金属垫块形成的金属结构，实现整体的焊接。

可选地，所述电极层为不同金属材料形成的多层层叠结构，至少包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层靠近所述外延层，所述第二电极层靠近所述金属结构。

可选地，所述第一电极层为银层或铂层；所述第二电极层为金层。金的性能比较稳定，不容易被腐蚀和氧化，位于最上层可保证整个半导体器件的性能。

可选地，所述焊料层为锡层。锡层和电极层最上方的金层同时设置时，金层可以和上方的锡焊料形成合金，便于焊接。