78、180、182。接着，金属化路径224形成在电介质层200的上表面226上。金属化路径224包括:金属互连件228，其延伸穿过通孔222且与接触焊盘176、180电联接；和金属互连件230，其延伸穿过通孔222且与接触焊盘178、182,214电联接。金属化路径224可包括铜层，并且可使用溅射和电镀技术，随后进行光刻工序而形成。
[0071]在POL互连层166或POL互连层208的形成之后，可根据需要移除支撑结构174和任何垫片192。各所得的POL组件232、234可然后被锯成或单一化成具有一个或多个半导体器件的独立的POL结构。在所得的POL结构包括多个半导体小片的情况下，电介质层200,210的置于间隙206内的部分可例如通过激光烧蚀来移除，或保留以对POL结构提供额外的结构刚性。引线接合件可在单一化之前或之后以与关于图7-11中的任一个所描述的相似的方式联接至金属互连件228、230。
[0072]现参照图14，根据本发明的另一实施例，单一化的POL结构90示为与POL组件238内的另一 POL结构236电联接。如所显示，各POL结构90、236包括相应的POL互连层88，相应的POL结构90、236的引线接合件96、100,240,242联接至该相应的POL互连层88。引线接合件96、240将半导体器件38的接触焊盘46与半导体器件246的接触焊盘244电联接。虽然图14将POL结构90、236显示为具有不同的高度，但构想POL结构90、236可具有相同的高度。
[0073]在一个实施例中，如在图14中所显示，POL结构90、236热联接至相同的多层衬底106。然而，本领域技术人员将认识到，POL结构90、236可热联接至不同的多层衬底106。此外，构想在备选实施例中，多层衬底106可为DBC衬底或DBA衬底。
[0074]接着，图15显示了 POL组件238的备选实施例，其中，关于图14描述的单一化的POL结构90、236被具有至少两个半导体器件170、172的重组晶圆232替换。如所显示，POL互连层166跨过两个半导体器件170、172的面朝上表面而形成，且跨越半导体器件170、172之间的间隙。虽然图15将半导体器件170、172描绘为热联接至相同的多层衬底106，但构想各半导体器件170、172可联接至其自身的不同的多层衬底106。
[0075]弓丨线接合件96、100、240、242联接至POL互连层166。在该实施例中，金属化路径224将电连接POL组件238的半导体器件170、172的接触焊盘176、178、180、182。作为结果，半导体器件170、172可电联接至彼此，而没有在引线接合件96、240之间的直接连接。引线接合件96、240可因而用于将POL组件238电联接至其他POL组件。
[0076]有利地，本发明的实施例提供了一种POL结构，其与半导体器件的接触焊盘的材料类型无关地允许铜引线接合。POL互连层提供了铜金属化路径，该铜金属化路径电连接至半导体器件的接触焊盘且形成接触表面，铜引线接合件可以可靠地附接至该接触表面。这允许在如下POL模块中使用铜引线接合件，该POL模块包括具有不同金属化层(例如，铜和铝接触焊盘)的不同类型的功率器件。
[0077]与现有技术结构相比，所得的POL结构还提供从半导体功率器件至引线接合件的更有效的电流分布。在POL互连层内提供的金属化互连结构为电流提供在进入引线接合件之前从功率器件的接触焊盘的薄金属化物行进的平行路径。
[0078]而且，POL互连层的厚度形成了在引线接合件与功率器件之间的保护缓冲层，其相对于与铜与铜的引线接合相关的与铝与铝的引线接合相比高的能量来保护功率器件。因为POL互连层在引线接合工序期间充当用于功率器件的应力缓冲器，故具有比用于传统的铜与铜的引线接合的那些更粗尺度的引线接合件可电联接至功率器件而没有损坏器件的危险。这些更粗尺度的引线接合件还降低了在功率器件与引线接合件之间的互连电阻，并因而降低了相关的损耗。
[0079]因而，根据本发明的一个实施例，功率覆层(POL)结构包括:功率器件，其具有布置在功率器件的上表面上的至少一个上接触焊盘；和POL互连层，其具有联接至功率器件的上表面的电介质层、和金属化层，涂金属层具有金属互连件，该金属互连件延伸穿过通孔且电联接至功率器件的至少一个上接触焊盘，该通孔穿过电介质层而形成。POL结构还包括直接联接至金属化层的至少一个铜引线接合件。
[0080]根据本发明的另一方面，制造POL结构的方法包括:提供包括多个半导体器件的晶圆；将电介质层联接至该多个半导体器件中的各个的上表面；穿过电介质层形成多个通孔，来暴露出该多个半导体器件的至少一个接触焊盘；和在电介质层的上表面上形成金属化层，该金属化层具有金属互连件，该金属互连件延伸穿过该多个通孔且与该多个半导体器件的至少一个接触焊盘电联接。该方法还包括将至少一个引线接合件联接至金属化层的顶部表面。
[0081]根据本发明的又一方面，POL组件包括第一半导体器件、第二半导体器件、和POL互连组件，该POL互连组件具有粘合地联接至第一和第二半导体器件的上接触焊盘的聚酰胺膜和形成在聚酰胺膜上的金属化路径，该金属化路径包括多个金属互连件，该金属互连件延伸穿过通孔且电联接至第一和第二半导体器件的上接触焊盘，该通孔穿过聚酰胺膜而形成。POL组件还包括多个铜引线接合件，铜引线接合件直接联接至金属化路径，其中，多个铜引线接合件中的第一引线接合件电联接至第一半导体器件的上接触焊盘，且其中，多个铜引线接合件中的第二引线接合件电联接至第二半导体器件的上接触焊盘。
[0082]虽然已结合仅有限数量的实施例详细地说明了本发明，但是应该容易理解，本发明不限于此种公开的实施例。相反，本发明可修改以并入至今未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变更、改造、置换或等同布置。此外，虽然已经说明了本发明的各种实施例，但应该理解，本发明的方面可包括描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不应看作由前述说明限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。
【主权项】
1.一种功率覆层(POL)结构，其包括: 功率器件，其具有布置在所述功率器件的上表面上的至少一个上接触焊盘； POL互连层，其包括: 电介质层，其联接至所述功率器件的上表面；和 金属化层，其具有金属互连件，所述金属互连件延伸穿过通孔且电联接至所述功率器件的所述至少一个上接触焊盘，所述通孔穿过所述电介质层而形成；和至少一个铜引线接合件，其直接联接至所述金属化层。2.根据权利要求1所述的POL结构，其特征在于，所述至少一个上接触焊盘包括铝。3.根据权利要求1所述的POL结构，其特征在于，还包括多层衬底，所述多层衬底利用焊料层热联接且电联接至所述功率器件的下接触焊盘，所述多层衬底包括直接敷铜(DBC)和直接敷铝(DBA)衬底中的一种。4.根据权利要求1所述的POL结构，其特征在于，所述电介质层在所述至少一个铜引线接合件下方具有基本上均匀的厚度。5.根据权利要求1所述的POL结构，其特性在于，所述电介质层经由粘合层而联接至所述功率器件的上表面。6.根据权利要求1所述的POL结构，其特性在于，所述POL互连层的布置在所述引线接合件的接触表面与所述功率器件之间的一部分没有所述电介质层。7.根据权利要求1所述的POL结构，其特征在于，还包括: 金属互连件，其具有定位于所述金属化层的顶部表面下方的上接触表面；和 铜引线接合件，其联接至所述金属互连件的上接触表面； 其中，上引线接合件的接触表面的表面区域小于所述金属互连件的上接触表面的表面区域。8.根据权利要求1所述的POL结构，其特性在于，所述至少一个引线接合件的接触表面联接至所述POL互连层的具有金属化互连件的一部分。9.一种制造功率覆层(POL)结构的方法，其包括: 提供包括多个半导体器件的晶圆； 将电介质层联接至所述多个半导体器件中的各个的上表面； 穿过所述电介质层形成多个通孔，来暴露出所述多个半导体器件的至少一个接触焊盘; 在所述电介质层的上表面上形成金属化层，所述金属化层具有金属互连件，所述金属互连件延伸穿过所述多个通孔且与所述多个半导体器件的所述至少一个接触焊盘电联接；和 将至少一个引线接合件联接至所述金属化层的顶部表面。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述电介质层联接至所述多个半导体器件中的各个的上表面包括在它们之间布置粘合层。
【专利摘要】本发明涉及具有引线接合件的功率覆层结构和制造其的方法。具体而言，功率覆层(POL)结构包括：功率器件，其具有布置在功率器件的上表面上的至少一个上接触焊盘；和POL互连层，其具有联接至功率器件的上表面的电介质层、和金属化层，金属化层具有金属互连件，该金属互连件延伸穿过通孔并且电联接至功率器件的至少一个上接触焊盘，该通孔穿过电介质层而形成。POL结构还包括直接联接至金属化层的至少一个铜引线接合件。
【IPC分类】H01L23/492, H01L21/60, H01L23/528, H01L21/768
【公开号】CN105514077
【申请号】CN201510668963
【发明人】A.V.高达, P.A.麦康奈利
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月13日
【公告号】EP3010038A2, EP3010038A3, US20160104666