[发明专利]利用集成pn结测量多芯片埋置型封装芯片接面温度的方法

权利要求书

1.一种利用集成pn结测量多芯片埋置型封装芯片接面温度的方法，其特征在于所述的接面温度是指埋置芯片和衬底接面间的温度，所述的方法是在芯片接面即衬底上的埋置槽中分别掺杂磷和硼，利用pn结的导通电压随温度变化的特性来测量芯片接面温度；根据需要选择并控制掺杂剂量和结深；先在衬底上埋置槽内光刻出p型掺杂区并掺杂硼，然后再光刻形成n+掺杂区并掺杂磷，然后淀积金属，光刻腐蚀形成引线焊盘和金属布线；通过控制掺杂剂量和结深调节线性测温范围；通过pn结阵列实时获取芯片接面温度和热分布情况；在此过程中，pn结的引脚需通过布线引出埋置槽以便在芯片埋入后，仍不影响pn结的外连；然后再在衬底表明形成一层钝化层，以形成pn结与埋置芯片粘结材料的隔离；通过光刻腐蚀开出焊盘窗口，先标定pn结电压-温度特性，然后进行芯片接面的温度。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于具体步骤是：

(a)在硅片上制备埋置槽

通过湿法或深反应离子刻蚀在硅片(101)上形成等同于芯片厚度的埋置槽(102)；

(b)淀积氧化层

在硅片(101)正面使用热氧化或CVD淀积一层氧化层(200)，作为掩模；

(c)形成p区

①在硅片埋置槽(102)底部使用光刻腐蚀形成P区窗口；

②并使用扩散或离子注入的方法掺杂硼形成p区(103)，再分布(1100℃以上)达到一定结深，如果采用离子注入，需退火，然后形成一层氧化层；

(d)形成n⁺区并形成引线窗口

①使用光刻腐蚀形成n⁺区窗口并使用扩散或离子注入的方法掺杂磷形成n⁺区(104)，再分布或退火达到一定结深，同时形成一层氧化层；

②腐蚀出p区和n⁺区处的引线窗口；

(e)沉积金属层

使用溅射或蒸发沉积一层金属层，金属层(201)由TiW和Au组成；

(f)形成布线图形

喷胶光刻显影后腐蚀金属层形成布线图形(105)；

(g)沉积钝化层

使用PVD或CVD沉积一层钝化层(106)；

(h)形成焊盘窗口和埋置硅片

①利用喷胶光刻在钝化层上形成焊盘窗口(107)，使金属布线(104)暴露；

②将硅片(108)埋置入埋置槽(102)中；

(i)标定pn结阵列的电压-温度特性

①将制备好的样品放在烘箱或热板内，在25℃～100℃范围内，每隔10℃通1mA的小电流，测量一次电压；

②然后画出pn结阵列的电压-温度特性线；

(j)芯片接面的测试

①在烘箱内保持一定温度，利用埋置硅片上的发热结构通电发热；

②每隔5分钟，通1mA小电流测量pn结电压，待30分钟)稳定后，记录下电压值；

③根据pn结电压-温度特性线，算出芯片接面温度。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于：

①步骤(a)中所述的芯片厚度＞100μm；

②步骤(b)中所述的氧化层厚度为1-2μm；

③步骤(c)中所述的掺硼浓度为10¹⁶/cm³；

④步骤(c)中所述的形成氧化层厚度为

⑤步骤(d)中所述的掺磷浓度为10¹⁹/cm³；

⑥步骤(e)中所述的金属层中TiW层厚度为Au层厚度为

⑦步骤(g)中所述的钝化层厚度为1-2μm；

⑧步骤(j)中所述的温度为25℃。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述pn结阵列位于埋置槽底部。

5.按权利要求2所述的方法，其特征在于钝化层或氧化层将pn结引线与衬底和埋置芯片隔离。