[发明专利]一种芯片封装结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种芯片封装结构，包括衬底，所述衬底上表面的两侧分别形成阶梯面，所述芯片封装结构包括形成在所述衬底上表面的外延层、填充在所述上表面及阶梯面上的防水层、形成在所述衬底未被所述防水层和所述外延层覆盖的背面与侧面的第一金属层以及形成在所述第一金属层上的第二金属层。另，本发明还涉及一种芯片封装结构的制备方法。本发明芯片封装结构及其制备方法具有较佳的热稳定性和电阻较低。

技术领域

本发明涉及功率半导体芯片封装技术，尤其涉及一种芯片封装结构及其制备方法。

背景技术

随着半导体技术在工业生产自动化、计算机技术、通讯技术中的广泛应用，以及电子设备的复杂程度不断加大，对于功率器件的可靠性要求也越来越高。微电子封装是对微电子芯片或部件进行保护，提供能源和进行冷却，并且将微电子部分和外部环境进行电气、热学和机械的连接。

对功率器件而言，其封装有其特殊性：一是封装体需要具有良好的散热能力，而且要保证器件封装体由良好的热稳定性，这是功率器件封装中的核心问题；二是功率器件芯片尺寸普遍比较大，必须考虑焊接时的应力及其在使用时会产生较大的热应力；三是随着功率MOS场效应晶体管的发展，引线键合及其外壳封装的电阻已经和芯片内阻可以比拟的程度，改善封装体外电阻就变得十分重要。

由于大量新型功率器件应用于便携式电子产品中，功率器件封装也沿着小型化，集成度高等方向发展，所以对封装技术提出了需要具有良好的散热性和降低电阻的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有较佳的热稳定性和电阻较低的封装结构及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种芯片封装结构，包括衬底，所述衬底上表面的两侧分别形成阶梯面，所述芯片封装结构包括形成在所述衬底上表面的外延层、填充在所述上表面及阶梯面上的防水层、形成在所述衬底未被所述防水层和所述外延层覆盖的背面与侧面的第一金属层以及形成在所述第一金属层上的第二金属层。

根据本发明的设计构思，本发明所述芯片封装结构还包括形成在所述防水层上表面和所述外延层上表面上的钝化层，所述钝化层为氧化硅保护层。

根据本发明的设计构思，本发明所述防水层所用填充材料为聚酰亚胺。

根据本发明的设计构思，本发明所述第一金属层为金属硅化物层。

根据本发明的设计构思，本发明所述金属硅化物层由金属钛、钨、镍、铝与衬底反应形成。

根据本发明的设计构思，本发明所述第二金属层为电镀金属层。

另外，本发明要求保护所述封装结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供一个晶元，所述晶元包括多个芯片及位于多个芯片之间的划片道，所述芯片包括衬底、形成在所述衬底上的外延层；

(2)在所述划片道上开设延伸至所述衬底的第一沟槽，在外延层开设第二沟槽，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度，所述第一沟槽与所述第二沟槽连通共同构成了划片槽；

(3)在所述外延层及所述划片槽内形成防水层；

(4)去除所述外延层上面及划片槽上方凸出于所述外延层上面的防水层，在去除了防水层的位置制备钝化层；

(5)对所述划片槽进行划片，将所述芯片分割；

(6)在分割后的芯片外围制备第一金属层，将整个芯片覆盖，加热到一定温度，保持足够时间，缓慢冷却，使金属与衬底接触部分发生反应，生成金属硅化物层，去除钝化层和防水层表面未反应金属；

(7)在所述金属硅化物层上制备金属层。

根据本发明的设计构思，本发明所述步骤(2)中所述沟槽使用干法刻蚀。