[发明专利]一种半导体器件和热沉键合的方法

说明书

本申请提供一种半导体器件和热沉键合的方法，涉及半导体技术领域，包括衬底上形成外延层；外延层形成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，电流注入区和非电流注入区之间形成有隔离区；外延层上形成金属层，金属层覆盖电流注入区、非电流注入区和隔离区；金属层上形成多个导电导热结构，相邻导电导热结构之间有间隙，每个非电流注入区上都设有多个导电导热结构；多个导电导热结构上形成焊接层，焊接层覆盖导电导热结构、间隙和金属层；焊接热沉和焊接层。导电导热结构保证电流注入区不受力，焊接热沉时，减少焊接应力集聚；金属层和导电导热结构的形成，减小热沉和半导体器件焊接应力，减少或避免焊接使半导体器件局部扭曲。

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和热沉键合的方法。

背景技术

半导体器件工作时会产生热量，为能使半导体器件及时散热以保证半导体器件的性能，常采用热沉对半导体器件散热，将半导体器件和热沉以焊接的方式键合，达到半导体器件散热的目的。

但是一般的半导体器件薄且细长，在键合到热沉上时，半导体器件和热沉焊接产生的一些应力很容易对半导体器件造成局部扭曲，半导体器件扭曲后就会影响半导体器件的偏振性能，严重时还可能导致半导体器件裂纹或断裂。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种半导体器件和热沉键合的方法，能够减小半导体器件和热沉焊接的键合力，提高半导体器件的性能。

本申请实施例的一方面，提供了一种半导体器件和热沉键合的方法，包括衬底上形成外延层；所述外延层形成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，所述电流注入区和所述非电流注入区之间形成有隔离区；所述外延层上形成金属层，所述金属层覆盖所述电流注入区、所述非电流注入区和所述隔离区；所述金属层上形成多个导电导热结构，相邻所述导电导热结构之间有间隙，每个所述非电流注入区上都设有多个所述导电导热结构；多个所述导电导热结构上形成焊接层，所述焊接层覆盖所述导电导热结构、所述间隙和所述金属层；焊接热沉和所述焊接层。

导电导热结构的设置，是为了保证电流注入区不受力，在后续焊接热沉的时候，通过焊接层焊料的流动，焊料填充进相邻导电导热结构的间隙，使焊料能够包覆整个导电导热结构，可以减少焊接时应力集聚和受力不均匀的情况；通过金属层和导电导热结构的形成，减小热沉和半导体器件焊接时的应力，减少或避免焊接使半导体器件局部扭曲，提高半导体器件的性能和可靠性。

可选地，所述外延层形成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，所述电流注入区和所述非电流注入区之间形成有隔离区包括：所述外延层上形成第一光阻层；通过曝光、显影形成开口，所述外延层经所述开口露出；刻蚀露出的所述外延层；去除所述第一光阻层，所述开口形成所述隔离区；所述外延层上形成绝缘介质膜层；所述绝缘介质膜层上形成第二光阻层；通过曝光、显影露出待注入区；刻蚀所述待注入区的绝缘介质膜层；去除所述第二光阻层，所述待注入区形成所述电流注入区，其余的所述绝缘介质膜层区域形成所述非电流注入区。

可选地，所述金属层上形成多个导电导热结构，相邻所述导电导热结构之间有间隙，每个所述非电流注入区上都设有多个所述导电导热结构包括：形成掩膜结构；其中，所述掩膜结构上具有通孔；向所述掩膜结构的通孔内加入填充液以形成所述导电导热结构；取下所述导电导热结构，排列在所述金属层上。

掩膜结构的通孔的形状和导电导热结构的结构匹配，向通孔内注入填充液，再通过烘干、加热，使填充液形成导电导热结构。

可选地，所述通孔为横截面为梯形的通孔，所述通孔的侧壁为凸向所述通孔轴线的圆弧面。

通孔的形状是为了和导电导热结构的结构匹配，通孔为横截面为梯形的通孔，使形成的导电导热结构也为包括大端面和小端面的截面积为梯形的结构，导电导热结构之间的空隙则形成为上面小、下面大的截面结构，这样能够更好实现焊料的卡合；通孔的侧壁为凸向通孔轴线的圆弧面，便于后续转印时脱模。