含有双金属化层的二极管封装结构及利用其的封装方法与流程

本发明属于二极管封装领域，具体涉及一种二极管封装结构及封装方法。

背景技术：

1、现有二极管，一般采用金属镍(ni)作为二极管芯片的金属化层材料。如图3所示，二极管的硅晶1’外是镍层2’，由于镍原子比较活跃，容易发生过度扩散而进入二极管的硅晶1’深处，同时，金属镍高温环境下可能与硅晶之间形成不稳定化合物硅化镍(nisi)，硅化镍材料随着温度的升高可能出现化学参数改变，在高温下转变为高电阻相，从而严重降低二极管产品性能并降低产品良率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种不降低二极管产品性能并可提高二极管产品良率的二极管封装结构及封装方法。

2、本发明含有双金属化层的二极管封装结构，包括二极管芯片硅晶、覆于硅晶表面的二氧化硅薄膜层、金属化层，金属化层包括难熔金属薄膜层和金属镍薄膜层，所述难熔金属薄膜层的内表面粘接于二氧化硅薄膜层的外表面，所述金属镍薄膜层的内表面粘接于难熔金属薄膜层的外表面。

3、本发明含有双金属化层的二极管封装结构，其中，所述难熔金属薄膜层采用金属铬薄膜层。

4、本发明含有双金属化层的二极管封装结构，其中，所述金属铬薄膜层的厚度为0.475-0.525μm。

5、本发明含有双金属化层的二极管封装结构，其中，所述金属镍薄膜层的厚度为0.95-1.05μm。

6、本发明含有双金属化层的二极管封装结构，其中，所述二氧化硅薄膜层的厚度为1.425-1.575μm。

7、本发明利用上述的含有双金属化层的二极管封装结构的封装方法，包括如下步骤：

8、s1、硅晶清洁：使用硝酸、氢氟酸、硫酸、冰乙酸的混合溶液为清洗剂，对二极管芯片硅晶进行清洁处理，以避免发生氧化现象；

9、s2、sio2涂膜：将步骤s1处理后的二极管芯片硅晶置于1000-1200℃的高温下，使用化学气相沉积法，利用高温在二极管芯片硅晶表面生长一层极薄的二氧化硅薄膜；

10、s3、真空加热：使用超净工作台，将已经生长二氧化硅薄膜的硅晶放置于支架上进行真空加热，去除二氧化硅薄膜层表面吸附的杂质气体，其中，真空加热的温度为475-525℃；

11、s4、金属淀积：使用真空表面沉积技术，按蒸发的工艺条件，在含有二氧化硅薄膜的硅晶表面上进行金属铬薄膜层和金属镍薄膜层的真空蒸发镀膜，完成金属铬薄膜层与二氧化硅薄膜层的粘接、金属铬薄膜层与金属镍薄膜层的粘接。

12、本发明利用上述的含有双金属化层的二极管封装结构的封装方法，其中，还包括以下步骤：

13、s5、产品成型：从超净工作台取出完成金属淀积工序的二极管产品，获得含有镍、铬双金属化层的二极管产品；

14、s6、抽样测试：随机抽样，测试步骤s5得到的二极管产品在高温环境下的工作情况，剔除可能的不良品。

15、本发明利用上述的含有双金属化层的二极管封装结构的封装方法，所述步骤s4中，金属铬薄膜层与二氧化硅薄膜层、金属铬薄膜层与金属镍薄膜层之间形成欧姆接触。

16、本发明利用上述的含有双金属化层的二极管封装结构的封装方法，所述步骤s2中，将步骤s1处理后的二极管芯片硅晶置于1100℃的高温下，二氧化硅薄膜的厚度为1.5μm；所述步骤s3中，真空加热的温度为500℃。

17、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

18、本发明含有双金属化层的二极管封装结构，设置有双金属化层，其中，使用金属铬作为二极管金属化层的底层金属薄膜，可阻挡金属镍薄膜中的镍原子与硅晶之间的相互扩散和反应，并阻止金属镍与硅晶之间形成不稳定化合物硅化镍，从而防止由此引起的二极管产品性能降低，并提高了二极管产品良率。

19、本发明利用含有双金属化层的二极管封装结构的封装方法，依次包括硅晶清洁、sio2涂膜、真空加热、金属淀积等步骤，按此顺序封装的二极管芯片，含有镍、铬双金属化层，形成的金属铬薄膜层可阻挡金属镍薄膜中的镍原子与硅晶之间的相互扩散和反应，并阻止金属镍与硅晶之间形成不稳定化合物硅化镍，从而防止由此引起的二极管产品性能降低，并提高了二极管产品良率。

20、下面结合附图对本发明作进一步说明。

技术特征：

1.一种含有双金属化层的二极管封装结构，其特征在于：包括二极管芯片硅晶(1)、覆于硅晶(1)表面的二氧化硅薄膜层(2)、金属化层(3)，金属化层(3)包括难熔金属薄膜层(31)和金属镍薄膜层(32)，所述难熔金属薄膜层(31)的内表面粘接于二氧化硅薄膜层(2)的外表面，所述金属镍薄膜层(32)的内表面粘接于难熔金属薄膜层(31)的外表面。

2.根据权利要求1所述的二极管封装结构，其特征在于：所述难熔金属薄膜层(31)采用金属铬薄膜层。

3.根据权利要求2所述的二极管封装结构，其特征在于：所述金属铬薄膜层的厚度为0.475-0.525μm。

4.根据权利要求3所述的二极管封装结构，其特征在于：所述金属镍薄膜层(32)的厚度为0.95-1.05μm。

5.根据权利要求4所述的二极管封装结构，其特征在于：所述二氧化硅薄膜层(2)的厚度为1.425-1.575μm。

6.一种利用如权利要求1-5中任一项所述的含有双金属化层的二极管封装结构的封装方法。

7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于还包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的二极管封装方法，其特征在于：所述步骤s4中，金属铬薄膜层与二氧化硅薄膜层、金属铬薄膜层与金属镍薄膜层之间形成欧姆接触。

10.根据权利要求9所述的二极管封装方法，其特征在于：所述步骤s2中，将步骤s1处理后的二极管芯片硅晶置于1100℃的高温下，二氧化硅薄膜的厚度为1.5μm；所述步骤s3中，真空加热的温度为500℃。

技术总结
本发明提供了一种含有双金属化层的二极管封装结构及利用其的封装方法，其中，本发明二极管封装结构，使用金属铬作为二极管金属化层的底层金属薄膜，阻挡金属镍薄膜中的镍原子与硅晶之间的相互扩散和反应，并阻止金属镍与硅晶之间形成不稳定化合物硅化镍，从而防止二极管产品性能降低并提高二极管产品良率。

技术研发人员：陈敬沧
受保护的技术使用者：上海百功微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13