專(zhuān)利名稱(chēng)：包括將半導(dǎo)體芯片鍵合至銅表面的燒結(jié)接合部的模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝4支術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功率電子模塊是在功率電子電路中使用的半導(dǎo)體封裝。典型 地，功率電子才莫塊可4吏用在車(chē)載和工業(yè)應(yīng)用中(例如在反相器
(inverters)和整流器中)。典型地，包括在功率電子模塊內(nèi)的半導(dǎo) 體元件是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)半導(dǎo)體芯片，或金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)歲文應(yīng)晶體管(MOSFET)半導(dǎo)體芯片。IGBT和MOSFET半 導(dǎo)體芯片具有變化的電壓和電流級(jí)。 一些功率電子電3各在半導(dǎo)體封 裝中還包括額外的半導(dǎo)體二極管(即儲(chǔ)能二極管)，以用于過(guò)電壓 保護(hù)。
一豸殳來(lái)i兌，4吏用兩種不同的功率電子才莫塊i殳計(jì)。 一種i殳計(jì)用于 專(zhuān)交高功率應(yīng)用，另一種i殳計(jì)用于4交^f氐功率應(yīng)用。對(duì)于4交高功率應(yīng)用， 功率電子模塊典型地包括集成在單個(gè)襯底上的數(shù)個(gè)半導(dǎo)體芯片。典 型的，襯底包括絕緣陶瓷襯底(例如A1203， A1N， Si3lSU或者其它 合適的材料)以使功率電子模塊絕緣。使用純的或者電鍍的Cu, Al或者其它合適的材料來(lái)至少使陶瓷襯底的頂側(cè)金屬化，以提供半 導(dǎo)體芯片的電子和枳4成接觸。典型地，4吏用直4妄覆銅(DCB( directcopper bonding))或者活性金屬奸焊(active metal brazing (AMB))
工藝來(lái)將金屬層4建合(bonding或者說(shuō)j妄合)至陶資襯底上。
典型地，使用Sn-Pb， Sn-Ag， Sn-Ag-Cu或者其它合適的焊料 合金的軟焊;故用來(lái)將半導(dǎo)體芯片連接到金屬化陶瓷襯底。典型的， 將數(shù)個(gè)襯底鍵合至金屬基板上。這樣，陶瓷襯底的背側(cè)也用純的或 者電鍍的Cu， Al或者其它合適的材沖+來(lái)金屬化以將襯底連接至金 屬基板。典型地，使用Sn-Pb, Sn-Ag, Sn-Ag-Cu或者其它合適的 焊料合金的軟焊可用來(lái)將襯底連接到金屬基板。
對(duì)于較低功率應(yīng)用，典型地，使用引線框架襯底(例如，純銅 襯底)來(lái)取代陶瓷襯底。根據(jù)應(yīng)用情況，引線框架襯底典型地鍍上 Ni， Ag, Au和/或Pd。典型地，使用Sn-Pb、 Sn-Ag、 Sn-Ag-Cu或
架襯底。
對(duì)于高溫應(yīng)用，焊接接合部的低熔點(diǎn)(Tm = 180°C - 220。C )成 為功率電子模塊的關(guān)鍵參數(shù)。在功率電子模塊操作期間，半導(dǎo)體芯 片下面的區(qū)域暴露于高溫下。在這些區(qū)域中，環(huán)境溫度中疊加了半 導(dǎo)體芯片內(nèi)部散發(fā)的熱量。這導(dǎo)致了功率電子模塊操作期間的熱循 環(huán)。典型地，對(duì)于熱循環(huán)的可靠性，在150。C以上不能保證焊接接 合部的可靠功能。在150。C以上，在幾次熱循環(huán)之后，焊料區(qū)域內(nèi) 部可能會(huì)形成裂紋。裂紋可能容易擴(kuò)散至整個(gè)焊接區(qū)域并導(dǎo)致功率 電子模塊失效。
隨著對(duì)在惡劣環(huán)境(例如，汽車(chē)應(yīng)用)中使用功率電子器件的 需求的增長(zhǎng)和半導(dǎo)體芯片集成度的持續(xù)發(fā)展，外部和內(nèi)部散熱繼續(xù) 增加。因此，對(duì)于能夠在內(nèi)部和外部溫度達(dá)到和超過(guò)200。C時(shí)運(yùn)4亍 的高溫功率電子模塊的需求也不斷增長(zhǎng)。另外，為降低高溫功率電子模塊的成本，應(yīng)該避免使用將半導(dǎo)體芯片連接至村底的貴金屬表 面和將襯底連接至金屬基板的貴金屬表面。
因?yàn)檫@些或者其它原因，所以需要本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施例提供了一種模塊。該模塊包括村底和半導(dǎo)體芯片，
其中襯底包括第一銅表面。該模塊包括第一燒結(jié)接合部(joint),該 第一燒結(jié)接合部將半導(dǎo)體芯片直接鍵合(bonding)至第一銅表面。


附圖被包括進(jìn)來(lái)以提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，并且這些附圖 并入此"i兌明書(shū)并構(gòu)成其一部分。附圖示出了實(shí)施例，并與描述一起 用于解釋實(shí)施例的原理。參考隨后的詳細(xì)it明可以更好地理解這些 實(shí)施例，因而更好地認(rèn)識(shí)到其它實(shí)施例和實(shí)施例的許多旨在實(shí)現(xiàn)的 優(yōu)點(diǎn)。圖中的元件」波此并不必然成比例。同才羊的參考凄t字^表相應(yīng) 的類(lèi)々乂部分。
圖1示出了模塊的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。
圖2示出了才莫塊的另一個(gè)實(shí)施例的才黃截面—見(jiàn)圖。
圖3示出了被加以掩膜的襯底的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。
圖4示出了被加以掩膜的襯底和鍵合膏或漿的一個(gè)實(shí)施例的橫 截面一見(jiàn)圖。
圖5示出了燒結(jié)后的被加以掩膜的襯底、燒結(jié)接合部和半導(dǎo)體 芯片的 一 個(gè)實(shí)施例的沖黃截面 一見(jiàn)圖。
8圖6示出了去除掩模后的被加以掩膜的襯底、燒結(jié)接合部和半導(dǎo)體芯片的 一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。
圖7示出了低溫連接(LTJ)工具的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)"i兌明中，參考構(gòu)成本文一部分的附圖，在圖中示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。在這點(diǎn)上，例如"頂部"、"底部"、"前面"、"背面"、"首"、"尾"等方向性術(shù)i吾是參照所描述的圖中的方位來(lái)Y吏用。因?yàn)閷?shí)施例的各部件能夠4皮i殳置為多個(gè)不同的方位，所以方向性術(shù)語(yǔ)是用于說(shuō)明的目的而絕非用于限制。需要理解，可以使用其它實(shí)施例，且在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)^f亍結(jié)構(gòu)或邏輯上的改變。因此，下面的詳細(xì)"i兌明不是為了限制，并且本發(fā)明的范圍由附加權(quán)利要求來(lái)限定。
需要理解，除非特別強(qiáng)調(diào)，否則本文描述的各示例性實(shí)施例的特4正可以互相結(jié)合。
圖1示出了模塊100的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊100是高溫(即，達(dá)到和超過(guò)200。C)低功率電子模塊。功率電子才莫塊100包括引線框架襯底102、燒結(jié)接合部104、半導(dǎo)體芯片106、鍵合線108、引線112和殼體110。引線框架襯底102包括Cu或者其它合適的材料。燒結(jié)接合部104將Cu引線框架襯底l 102直4妄連4妄到半導(dǎo)體芯片106，而不在Cu引線4匡架沖于底102和半導(dǎo)體芯片106之間^使用貴金屬層。由于不^f吏用貴金屬層，所以功率電子模塊100的成本相比典型的高溫功率電子模塊要低。
如本文中所-使用的，術(shù)i吾"電連^妄"并不意p木著這些元件必須直接連接在一起，并且在"電連接，，的元件之間可以設(shè)置中間元件。半導(dǎo)體芯片106通過(guò)4建合線108電連接到引線112。4建合線108包括A1、 Cu、 Al-Mg、 Au或者其它合適的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，使用超聲波引線鍵合法將鍵合線108鍵合至半導(dǎo)體芯片106和引線112。在一個(gè)實(shí)施例中，引線才匡架襯底102的厚度在125|im - 20(Vm范圍之內(nèi)。使用低溫連接(LTJ)工藝來(lái)提供燒結(jié)接合部104,從而將引線框架襯底102連接到半導(dǎo)體芯片106。在不氧化Cu引線框架襯底102的表面的情況下形成燒結(jié)接合部104。殼體110包括模制材料或其它合適的材料。殼體110包圍了引線框架襯底102、燒結(jié)才妾合部104、半導(dǎo)體芯片106、 4定合線108和引線112的一部分。
圖2示出了模塊120的另一個(gè)實(shí)施例的截面視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊120是高溫(即，達(dá)到和超過(guò)200。C)高功率電子模塊。功率電子模塊120包括金屬基板124、燒結(jié)接合部126、包括金屬表面或者層128和132的金屬4匕陶瓷^3"底130、；曉結(jié)4妄合部134、半導(dǎo)體芯片136、 4定合線138、電路^反140、控制觸片142、電力觸片144、》真充物(potting) 146和148，以及殼體150。
金屬層128和132包括Cu或者其它合適的材津牛。燒結(jié)4妄合部126將Cu層128直接連接到金屬基板124，而不在Cu層128和金屬基板124之間使用貴金屬。燒結(jié)接合部134將Cu層132直接連接到半導(dǎo)體芯片136，而不在Cu層132和半導(dǎo)體芯片136之間使用貴金屬。由于不使用貴金屬層，所以功率電子模塊120的成本相比于典型的高溫功率電子模塊要低。
半導(dǎo)體芯片136通過(guò)4定合線138 (bond wire)電連4妄到Cu層132。鍵合線138包括A1、 Cu、 Al-Mg、 Au或者其它合適的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，使用超聲波引線鍵合法來(lái)將4t合線138 4建合至半導(dǎo)體芯片136和Cu層132。 Cu層132電連4妾到電路板140和電力觸片144 ( Power Contact )。電路板140電性連才矣到控制觸片142。殼體150包圍燒結(jié)接合部126、包括Cu層128和132的金屬化陶資襯底130、燒結(jié)接合部134、半導(dǎo)體芯片136、鍵合線138、電路板140、控制觸片142的一部分，以及電力觸片144的一部分。殼體150包括工業(yè)塑料或者其它合適的材料。殼體150被連接到金屬基板124。在一個(gè)實(shí)施例中，使用單個(gè)金屬化陶瓷襯底130從而不用金屬基板124,并且殼體150直接連接到該單個(gè)金屬化陶瓷襯底130。
填充材料146填充了殼體150內(nèi)位于電路板140下方且位于燒結(jié)接合部126、包括Cu層128和132的金屬化陶瓷襯底130、燒結(jié)接合部134、半導(dǎo)體芯片136、以及鍵合線138周?chē)膮^(qū)域。填充材料148填充了殼體150內(nèi)位于電^各板140上方且位于控制觸片142的一部分和電力觸片144的一部分周?chē)膮^(qū)域。填充材料146和148包括硅凝膠或者其它合適的材料。填充材料146和148防止了由于介電擊穿而對(duì)功率電子4莫塊120的損害。
下面的圖3-6示出了將半導(dǎo)體芯片低溫連接至包括Cu表面的襯底的實(shí)施例，例如，如前面參考圖1所描述和i兌明的將半導(dǎo)體芯片106連接到引線框架襯底102,或如前面參考圖2所描述和說(shuō)明的將半導(dǎo)體芯片136連接到Cu層132。類(lèi)似的工藝同樣能夠用于將包括Cu層的金屬化襯底低溫連接到金屬基板，例如，如前面參考圖2所描述和i兌明的將Cu層128連4妄到金屬基4反124。
圖3示出了^皮掩蔽的(masked)襯底160的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。4皮掩蔽的襯底160包括金屬化陶瓷襯底130和掩膜162，該襯底包括底部Cu層128和頂部Cu層132。底部Cu層128 4走合至陶資襯底130的底部。頂部Cu層132 4建合至陶瓷襯底130的頂部。Cu層128和132 <吏用直4妾4建合銅(direct copper bonding (DCB ))工藝、活性金屬釬焊(active metal brazing (AMB))工藝、或者其它合適工藝來(lái)4定合至陶瓷襯底130。陶瓷襯底130包括Al203、AlN、Si3N4
li或者其它合適的材津牛。掩膜162形成在Cu層132上，乂人而暴露Cu層132的一部分164。掩力莫162包括感光材津牛或其它合適的材沖十。
圖4示出了被掩蔽的(masked )襯底160和4建合膏或漿料166的一個(gè)實(shí)施例的橫截面^L圖。鍵合膏或漿沖+ 166 4皮施加在Cu層132的暴露的未掩蔽的部分164上。鍵合膏或漿料166提供了預(yù)定位半導(dǎo)體芯片的粘性表面。在燒結(jié)期間，鍵合膏或漿料166所覆蓋的那部分Cu層132 ^皮保護(hù)而不受氧化。
4建合膏或者漿料166包4舌有才幾成分，這些有才幾成分在50。C-200。C的溫度范圍內(nèi)分解以4是供分解產(chǎn)物而無(wú)殘留物。另夕卜，這些分解產(chǎn)物對(duì)Cu層132的表面沒(méi)有任4可氧化J文應(yīng)。分解產(chǎn)物對(duì)Cu層132的表面也沒(méi)有任何鈍化效應(yīng)。有機(jī)成分的分解是緩慢且均勻的，而不是突發(fā)的。此外，在燒結(jié)期間釋i文的氣體成分不會(huì)增加燒結(jié)層的多孔性。
鍵合膏或漿料166包括Ag微粒、Au微粒、Cu微粒、或者其它合適的材料。這些樣t粒的顆粒大小在lnm-20nm之間的范圍內(nèi)，i"列3口 lnm -1000nm、 lnm-100nm、 l|_im-15fam、 l|_im-5(im、 或者小于500nm。在一個(gè)實(shí)施例中，鍵合膏或者漿料166包括具有表面活性的附加成分。具有表面活性的成分包括例如松香或者合成替代品的樹(shù)脂、隨溫度的上升而具有還原特性的有機(jī)酸，或者其它合適的成分。
圖5示出了燒結(jié)后的被掩蔽的的襯底160、燒結(jié)接合部134和半導(dǎo)體芯片136的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。半導(dǎo)體芯片136位于4走合膏或漿料166上。在一個(gè)實(shí)施例中，去除了掩膜162且Cu層132的暴露部分被覆蓋了保護(hù)層以保護(hù)Cu層132的表面在燒結(jié)工藝期間不^皮氧化。^呆護(hù)層包"^粘性箔，例如醯亞氨或特氟龍@、光敏箔、有機(jī)材料薄層，或其它合適的保護(hù)層。掩膜162或保護(hù)層保 護(hù)Cu層132表面在溫度高達(dá)燒結(jié)處理溫度時(shí)不^皮氧化。
半導(dǎo)體芯片136在可加熱壓力下連4妾到Cu層132。 4艮據(jù)覆料 或灰漿166中材料的微粒大小，在100。C - 450。C之間(例如在200°C -400°C之間)的溫度禾口》口箭頭168戶(hù)斤示的高達(dá)40Mpa的壓強(qiáng)可用 來(lái)火克結(jié)以形成》克結(jié)4妄合部134。在一個(gè)實(shí)施例中，^"于直4圣在lpm-15pm之間的粒子，在200oC畫(huà)250oC之間的溫度和在20MPa誦40MPa 之間的壓強(qiáng)可用來(lái)纟克結(jié)以形成纟克結(jié)4妄合部134。
圖6示出了去除掩膜162或保護(hù)層之后的包4舌Cu層128和132 的金屬化陶瓷襯底130、燒結(jié)接合部134、和半導(dǎo)體芯片136的一 個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。去除掩膜162或保護(hù)層，從而露出Cu層 132。在燒結(jié)工藝期間，Cu層132的表面受保護(hù)而不被氧化。因此， 沒(méi)有使用額外的貴金屬層來(lái)保護(hù)Cu層132不4皮氧化，從而降低了 包括Cu層128和132的金屬化陶瓷襯底130的成本。
圖7示出了低溫連接(LTJ)工具200的一個(gè)實(shí)施例的4黃截面 視圖。工具200包括殼體202、密封件204、氣體入口/出口 206、 壓桿(stamp) 210、軟襯墊212，和壓力軸214。在一個(gè)實(shí)施例中， 工具200是真空工具。在其它實(shí)施例中，只要環(huán)境氣體是非氧化性 的，工具200可以不是真空工具。工具200是防止要連接部件的表 面被氧化的燒結(jié)工具。在一個(gè)實(shí)施例中，工具200包括氣密性殼體 202,其在壓腔(press)關(guān)閉時(shí)密封樣本。工具200包括氣體入口/ 出口 206以如箭頭208所示排出空氣和/或引入非氧化性氣體環(huán)境。 在一個(gè)實(shí)施例中，非氧化氣體包括惰性氣體環(huán)境，還原性氣體環(huán)境 或其它合適的氣體環(huán)境。在一個(gè)實(shí)施例中，還原性氣體環(huán)境包括合 成氣體(forming gas ), 議酸(formic acid)， 或其它合適的氣體。還 原性氣體環(huán)境清潔并保護(hù)了 Cu層132的暴露部分。非氧化氣體環(huán)境保護(hù)Cu層132在燒結(jié)處理期間不^皮氧化。因 此，在燒結(jié)工藝期間，當(dāng)4吏用工具200時(shí)，可以不用前面參考圖5 所描述和說(shuō)明的掩膜162或保護(hù)層。為了將半導(dǎo)體芯片136連接到 Cu層132且將Cu層128連接到金屬基板124,首先，將鍵合膏或 漿料施加至金屬基板124和/或Cu層128上。然后，將包括Cu層 128和132的金屬化陶乾襯底130放置在金屬基板124上的鍵合膏 或漿料上。
接下來(lái)，如前面參考圖4所描述和說(shuō)明的，將鍵合膏或漿料施 加至Cu層132的未^皮掩蔽部分上和/或施加至半導(dǎo)體芯片136。然 后，將半導(dǎo)體芯片136放置在金屬化陶瓷襯底130上的鍵合膏或漿 料上。殼體202放置在半導(dǎo)體芯片136和金屬化陶瓷襯底130上， 并通過(guò)密封件204與金屬基板124密封。工具200加熱4建合膏或漿 料，并且壓力軸214如箭頭216所示向軟襯墊212施加壓力。軟襯 墊212均勻地分散來(lái)自壓力軸214的壓力。軟襯墊212將壓桿210 推到半導(dǎo)體芯片136上，從而形成將半導(dǎo)體芯片136連4妄到Cu層 132的燒結(jié)接合部134和將Cu層128連接到金屬基板124的燒結(jié) 接合部126。
在一個(gè)實(shí)施例中，4建合膏或漿沖+包4舌Ag、 Au、 Cu或其它合 適的材料。根據(jù)鍵合膏或漿料中材料的微粒大小，工具200將鍵合 膏或漿料加熱到100。C-450。C范圍內(nèi)(例如200。C-400。C)的溫度， 并通過(guò)壓力軸214在半導(dǎo)體芯片136上施力口高達(dá)40 MPa的壓強(qiáng)， 以形成燒結(jié)接合部134和燒結(jié)接合部126。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于 直徑在1 pm-15fim之間的Ag微粒，工具200將鍵合膏或漿料加熱 到200。C-250。C范圍內(nèi)的溫度，并施加20MPa-40MPa之間的壓強(qiáng)以 形成纟免結(jié)4妻合部134和夂免結(jié)^妄合部126。
實(shí)施例提供了 Cu襯底或者Cu層與半導(dǎo)體芯片、金屬基板或其 他合適部件的^[氐溫連4矣。無(wú)需在Cu上^f吏用貴金屬就可以^呆護(hù)Cu
14的表面在燒結(jié)時(shí)不^皮氧化。這樣，相比于典型的〗氐溫連接部件，此
連接部件的生產(chǎn)成本更低，并且適合達(dá)到和超過(guò)200。C的高溫應(yīng)用。
雖然所說(shuō)明的實(shí)施例基本上集中在功率電子模塊，但是該實(shí)施
例可適用于需要將部件低溫連接至Cu的任何電^各。
雖然在本文已經(jīng)說(shuō)明和描述了具體實(shí)施例，^旦本領(lǐng)域內(nèi)的普通 技術(shù)人員將可以意識(shí)到，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，多種選擇 和/或等同實(shí)施例可以代替示出并描述的具體實(shí)施例。此申請(qǐng)旨在覆 蓋本文中討論的具體實(shí)施例的任何^修改或變化。因此，本發(fā)明旨在 僅由權(quán)利要求和其等同物所限定。
權(quán)利要求
1. 一種模塊，包括襯底，包括第一銅表面；半導(dǎo)體芯片；以及第一燒結(jié)接合部，將所述半導(dǎo)體芯片直接鍵合至所述第一銅表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中，所述第一燒結(jié)接合部包括 Ag、 Au和Cu之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中，所述襯底包括引線框架襯底。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中，所述襯底包括陶瓷層和第 二銅表面，并且其中，所述第一銅表面是由4定合至所述陶瓷層的第一側(cè) 的第一銅層提供，所述第二銅表面是由4定合至所述陶瓷層的第 二側(cè)的第二銅層提供。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊，還包括基板；以及第二燒結(jié)接合部，其將所述基板直接鍵合至所述第二銅表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中，所述模塊包括功率電子模塊。
7. —種制造才莫塊的方法，所述方法包4舌以下步驟 提供包括銅表面的襯底； 甘務(wù)蔽所述銅表面的一部分； 將4建合膏施加至所述銅表面的未掩蔽部分； 將芯片施加至所述鍵合膏；以及燒結(jié)所述鍵合膏，以提供將所述芯片連接至所述銅表面的接合部。
8. 4艮據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述4建合膏的步驟包 4舌施加包含Ag、 Au和Cu之一的4建合膏。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述鍵合膏的步驟包 括施加包含顆粒尺寸小于500nm的微粒的鍵合膏。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述鍵合膏的步驟包 括施加包含顆粒尺寸在lnm到20微米范圍之內(nèi)的微粒的鍵合喜
11. 才艮據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述4建合膏的步驟包 括施加在室溫下具有粘性表面的4建合膏。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述4定合膏的步驟包 括施加包含有機(jī)成分的鍵合膏，所述有機(jī)成分在50°C - 200°C 之間的溫度范圍內(nèi)分解而沒(méi)有殘留物且不發(fā)生氧化效應(yīng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述鍵合膏的步驟包 括施加包含有才幾成分的4定合膏，所述有才幾成分的分解對(duì)所述銅 表面沒(méi)有鈍化效應(yīng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，施加所述鍵合膏的步驟包 括施加包含樹(shù)脂和有機(jī)酸之一的4建合膏。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括 在施加所述鍵合膏之后去除掩膜；以及 將保護(hù)層施加至所述銅表面的暴露部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，施加所述保護(hù)層的步驟 包括施加粘性箔和有枳/f呆護(hù)層之一 。
17. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述燒結(jié)步驟包括在100。C -450°C的范圍內(nèi)的溫度下以及高達(dá)40Mpa的壓強(qiáng)下進(jìn)4亍火免結(jié)。
18. —種制造才莫塊的方法，所述方法包括以下步艱纟 提供包括銅表面的襯底； 將所述鍵合膏施加至所述銅表面的一部分； 將半導(dǎo)體芯片施加至所述4定合膏；以及在非氧化性氣體環(huán)境中燒結(jié)所述4定合膏，以將芯片連接至所述 銅表面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述燒結(jié)步驟包括在惰 性氣體環(huán)境和還原性氣體環(huán)境之一 中進(jìn)行燒結(jié)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，施加所述4走合膏的步驟 包括施加包含有Ag、 Au和Cu之一的4建合膏。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，提供所述襯底的步驟包 括提供引線框架襯底。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，提供所述襯底的步驟包 括提供鍵合至銅層的陶瓷村底。
23. —種工具，包4舌密封殼體，被配置為在關(guān)閉時(shí)密封樣本，所述樣本包括半導(dǎo)體 芯片和銅表面；氣體入口或出口 ， ^皮配置為在所述殼體內(nèi)引入非氧化性氣體環(huán) 境；以及壓桿，被配置為形成將所述半導(dǎo)體芯片直接鍵合至所述銅表面 的燒結(jié)接合部。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的工具，其中，所述非氧化性氣體環(huán)境 包括還原性氣體環(huán)境和惰性氣體環(huán)境之一。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的工具，其中，所述工具被配置為向所 述才羊本施加在100°C-450°C的范圍內(nèi)的溫度和高達(dá)40MPa的 壓強(qiáng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模塊，該模塊包括襯底和半導(dǎo)體芯片，該襯底包括第一銅表面。模塊包括將半導(dǎo)體芯片直接鍵合至第一銅表面的第一燒結(jié)接合部。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101510537SQ20091000952
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者伊萬(wàn)·尼基廷, 卡斯滕·古特 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司