[发明专利]具有扩大栅极垫的半导体封装及其制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体封装制造方法，包括提供一个晶圆、采用一个种子层、形成一个光致抗蚀剂层、电镀一个铜层、去除光致抗蚀剂层、去除种子层、施加研磨工艺、形成金属化和施加分离工艺等步骤。本发明还公开了一种半导体封装，包括一个硅层、一个铝层、一个钝化层、一个聚酰亚胺层、一个铜层和一个金属化。在一个示例中，栅极夹片的接触区域的面积小于栅极铜表面的面积，栅极夹片的接触面积大于栅极铝表面。在另一示例中，栅极引脚的接触区域的面积大于栅极铜表面的面积，栅极引脚的接触区域的面积大于栅极铝表面。

技术领域

本发明主要涉及一种半导体封装及其制造方法。更确切地说，本发明涉及一种具有扩大栅极垫的半导体封装及其制造方法。

背景技术

随着半导体制造技术的进步，功率半导体芯片在不影响其功率处理能力的前提下，不断缩小芯片尺寸。随着功率半导体芯片的尺寸不断缩小，其栅极垫的尺寸也相应减小。对于需要较小物理尺寸的应用，例如移动应用来说，功率半导体芯片被封装成3.3mm×3.3mm，或者甚至更小的封装尺寸。夹片接合技术为功率半导体器件提供了更高的电流处理和更低的电阻的优点，但是与引线接合技术相比，其在工艺中产生了更大的面积。为了充分利用芯片尺寸，需要使源极焊盘的尺寸最大化，并使栅极焊盘的尺寸最小化。人们提出了一种混合接合工艺，即源极焊盘的夹片接合和栅极焊盘的引线接合。然而，这种混合接合工艺增加了工艺的复杂性，提高了制造成本，并增加了污染。一般来说，0.3mm×0.3mm或更大的栅极垫适用于夹片接合。0.1mm x 0.1mm的较小栅极垫必须使用引线接合。在源极焊盘的夹片接合之后的栅极焊盘的引线接合通常有可靠性问题，包括引线没有粘在栅极焊盘上。在回流焊的过程中，用于源极垫的夹片接合中使用的焊膏溶剂会污染栅极垫。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造多个半导体封装的方法。该方法包括提供一个晶圆、施加一个种子层、形成一个光致抗蚀剂层、涂覆一个电镀铜层、去除光致抗蚀剂层、去除种子层、施加研磨工艺、形成金属化和施加分离工艺等步骤。

本发明的另一个目的是提供一种半导体封装，包括一个半导体层、一个铝层、一个钝化层、一个聚酰亚胺层、一个铜层和金属化。在一个示例中，栅极夹片的接触区域的面积小于栅极铜表面的面积。栅极夹片的接触区域的面积大于栅极铝表面。在另一示例中，栅极引脚的接触区域的面积大于栅极铜表面的面积。栅极引脚的接触区域的面积大于栅极铝表面。本发明简化了工艺流程，降低了制造成本，减少了污染。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于制备多个功率半导体芯片的方法，该方法包括下列步骤：

制备一个晶圆，包括

多个功率半导体器件，其中多个功率半导体器件中的每个功率半导体器件都包括

一个第一金属层，位于晶圆的正面，使第一金属层形成第一源极金属垫和第一栅极金属垫的图案；以及

一个钝化层，覆盖第一源极金属垫和第一栅极金属垫，所述钝化层被图案化，以通过所述钝化层的一个或多个源极钝化开口部分露出所述第一源极金属垫的顶面，并且通过所述钝化层的栅极钝化开口部分露出所述第一栅极金属垫的顶面；

将种子层沉积到晶圆的正面上；

在种子层上方设置光致抗蚀剂层并形成图案；

在通过光致抗蚀剂层裸露出来的区域中，将第二金属层镀到晶圆的正面上；

去除光致抗蚀剂层；

移除未被第二金属层覆盖的种子层的剩余部分；

研磨晶圆的背面，形成薄晶圆；

在所述薄晶片的背面上形成金属化；以及

应用分离工艺，形成所述的多个功率半导体芯片。