DE10357673A1 - Montage- und Klebeschicht für Halbleiterbauelement - Google Patents

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Melanie Ring
Benjamin Prodinger
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montage- und Klebeschicht für Halbleiterbauelemente zwischen einem Silizium-Träger (Submount) und einem elektronischen Funktionselement zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Silizium-Träger und dem Funktionselement, wobei sich die Montage- und Klebeschicht auf dem Träger befindet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montage- und Klebeschicht für Halbleiterbauelemente zur Herstellung elektrischer Verbindungen mit Trägerelementen zu schaffen, die besonders einfach hergestellt werden kann und die den Aufbau eines elektrochemischen Spannungsaufbaus sicher vermeidet. Erreicht wird dies dadurch, dass die Montage- und Klebeschicht aus Ti/TiNitrid-Schicht (6) besteht und durch ein Abscheideverfahren auf einer Aluminium-Kontaktfläche (5) des Silizium-Trägers (1) aufgetragen ist, wobei sich die Aluminium-Kontaktfläche (5) auf einem Landing-Pad (2) des Silizium-Trägers (1) befindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Montage- und Klebeschicht für Halbleiterbauelemente zwischen einem Silizium-Träger (Submount) und einem elektronischen Funktionselement zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Silizium-Träger und dem Funktionselement, wobei sich die Montage- und Klebeschicht auf dem Träger befindet.
  • Für die Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen Silizium-Bauelementen und Trägerelementen in Bereich der Mikroelektronik wird neben dem herkömmlichen Löten mit einem bleihaltigen Lot in zunehmenden Maße das elektrisch leitfähige Kleben eingesetzt. Hauptursache hierfür ist das von der Europäischen Union beschlossene Verbot der Verwendung von Blei für Lötzwecke. Aus diesem Grund wird die Verwendung bleifreier Lote zur Herstellung elektrischer Verbindungen forciert. Der Nachteil bleifreier Lote ist allerdings in der deutlich höheren Schmelztemperatur (170 – 185 °C) zu sehen.
  • Bei Anwendungen, die ein wärmearmes Verbindungsverfahren bei Temperaturen bis höchstens ca. 85 °C voraussetzen, ist dann das elektrisch leitfähige Kleben die bevorzugte Verbindungstechnologie.
  • In einem konkreten Beispiel soll auf einem Silizium-Träger (Submount) eine LED (Light Emitting Diode) montiert werden. Dazu ist es erforderlich, die LED auf der Oberfläche des Silizium-Trägers zu montieren und gleichzeitig elektrisch zu kontaktieren. Um das zu erreichen, muss der Rückseitenkontakt der LED über eine leitende Verbindung mit der Submount-Oberfläche verbunden werden. Der zweite erforderliche Kon takt wird dann über einen Bonddraht von der LED-Oberseite zur Submount-Oberfläche kontaktiert, wie in 1 dargestellt. Die Herstellung dieser Verbindung kann mit Hilfe üblicher Drahtbondtechnologien erfolgen. Üblicher Weise werden hierzu auf dem Submount AL- Kontaktflächen bereit gestellt, um den Bonddraht, der aus Aluminium bestehen kann, kontaktieren zu können.
  • Die hier verwendete Metallisierung (Al) ist jedoch wegen der nicht vermeidbaren Ausbildung eine Oxidschicht auf der Metalloberfläche für das elektrisch leitfähige Kleben nicht geeignet. Die auf der Metalloberfläche vorhandene Oxidschicht (Isolator) bildet sich bei nicht hermetisch gekapselten Bauelementen aus, ohne dass Gegenmaßnahmen getroffen werden könnten. Diese Oxidschicht bildet sich aus, da der üblicher Weise verwendete Epoxydharzkleber für Feuchte relativ durchlässig ist.
  • Um dennoch eine elektrisch leitfähige Verbindung realisieren zu können, wird auf der sogenannten Chiplandefläche eine kleb- und leitfähige Verbindung benötigt.
  • Als hierfür verwendbare Materialien haben sich u.a. Edelmetalle, wie Silber, Platin, Palladium usw. erwiesen, da diese praktisch keine Oxidschicht ausbilden, bzw. im Falle von Silber eine leitende Oxidschicht ausbilden. Allerdings kann es auf Grund der elektrochemischen Spannungsreihe in Zusammenhang mit Katalysatoren (z.B. Feuchtigkeit) zu einem Aluminium-Lochfraß (Korrosion) kommen.
  • Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von ITO (Indium-Tin (Zinn)-Oxid) eine in der Halbleiterfertigung und bei LCDs (Liquid Crystal Display) häufig verwendete Schicht, die sowohl transparent, als auch leitfähig ist. Diese Schicht kann daher als Lichtdurchlässige Elektrode bei LEDs (Light Emitting Diode) und auch bei LCDs verwendet wer den. Die Verwendung als lichtundurchlässige Abschirmung ist ebenfalls möglich, wie z.B. über der Fotodiode eines Optokopplers, um die Gleichtaktunterdrückung zu erhöhen, oder ganz allgemein die Empfindlichkeit gegen elektromagnetische Störstrahlung zu verbessern.
  • Soll eine solche ITO-Schicht an eine Standard Aluminium-Metallisierung angebunden werden, ergibt sich das Problem, dass der Sauerstoff der ITO-Schicht die oberste Al-Schicht oxidiert, so dass dadurch die an sich leitfähige Verbindung unterbrochen wird. Um das zu vermeiden, bietet sich ein Edelmetall als Interface an, wobei hier Pt unter Verwendung von Ti oder Cr als Haftvermittler angewendet werden kann.
  • Üblicher Weise existieren zwei Möglichkeiten, eine Bond- und klebfähige Metallisierung zu realisieren. Die erste bekannte Möglichkeit ist eine Grundmetallisierung zum Bonden (z.B. Al) und eine weitere Edelmetall-Metallisierung oder ein weniger stark zur Oxidation neigendes Metall (z.B. TiPt), das nur im Bereich der klebfähigen Fläche aufgebracht wird. Die zweite Möglichkeit besteht in einer Edelmetall-Metallisierung, die sowohl kleb- als auch bondfähig ist (z.B. TiPtAu).
  • Die erste Möglichkeit weist den Nachteil auf, dass es zwischen den beiden Metallisierungen mittels eines Katalysators zu einer Korrosion kommen kann. Die zweite Möglichkeit hat den besonderen Nachteil, dass wegen der äußerst geringen Oberflächenrauhigkeit von Au zu Haftungsproblemen mit weiteren Schichten oder z.B. mit Vergussharzen kommen kann. Darüber hinaus ist TiPtAu in den wenigsten Siliziumlinien verfügbar, so dass hier zusätzliche Investitionen nötig wären, wohingegen Al die Standardmetallisierung für Silizium ist.
    •
  • Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Montage- und Klebeschicht für Halbleiterbauelemente zur Her stellung elektrischer Verbindungen mit Trägerelementen zu schaffen, die besonders einfach hergestellt werden kann und die den Aufbau eines elektrochemischen Spannungsaufbaus sicher vermeidet.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Montage- und Klebeschicht aus Ti/TiNitrid besteht und durch ein Abscheideverfahren auf einer Aluminium-Kontaktfläche des Silizium-Trägers aufgetragen ist, wobei sich die Aluminium-Kontaktfläche auf einem Landing-Pad des Silizium-Trägers befindet.
  • Die Ti/TiNitrid-Schicht kann dabei auf der gesamten Kontaktfläche des Trägers, oder zumindest auf dem Landing-Pad aufgetragen werden.
  • Für die Abscheidung der Ti/TiN-Schicht eignen sich übliche Abscheideverfahren, wie PCVD-Verfahren oder Sputtern.
  • Die besonderen Vorteile bei der Verwendung von Ti/TiN als Montage- und Klebeoberfläche sind das bekannte Prozess- und Abscheideverhalten in der Halbleiterfertigung. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein elektrochemischer Spannungsaufbau, wie es bei unterschiedlichen Metallisierungen mit der Folge von Korrosion der Fall sein kann, vermieden wird. Die Ti/TiN-Schicht weist darüber hinaus gute Klebeeigenschaften, eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit und einen geringen Übergangswiderstand anderen Metallen auf und haftet gut auf Oxiden und Nitriden. Weiterhin steht TiNitrid als Standardmaterial in der CMOS-Fertigung zur Verfügung und wird dort als Diffusionsbarriere zwischen Silizium und Aluminium eingesetzt.
    •
  • Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung einer auf einem Siliziumträger montierte LED; und
  • 2: die Seitenansicht der Anordnung nach 1.
  • 1, 2 zeigen einen Silizium-Träger 1 (Submount) mit einem zentralen Landing-Pad 2 aus Silizium, auf dem eine LED 3 über eine leitfähige Klebverbindung mit Hilfe eines Leitklebers 4 montiert ist.
  • Für die Realisierung des elektrischen Kontaktes zwischen dem Landing-Pad 2 und der nicht dargestellten Rückseitenelektrode der LED 3 ist auf dem Landing-Pad 2 eine Aluminium-Kontaktfläche 5 beispielsweise mittels eines PVD-Verfahrens aufgebracht. Da das Aluminium, wie bereits dargelegt, unter entsprechenden Umgebungsbedingungen auf der Oberfläche eine nichtleitende Aluminiumoxidschicht ausbildet, wird unmittelbar nach der Al-Abscheidung eine Ti/TiNitrid-Schicht 6 abgeschieden.
  • Die Ti/TiN-Schicht 6 schützt die Aluminium-Kontaktfläche 5 zuverlässig vor einer Oxidation, so dass dauerhaft ein niedriger Übergangswiderstand des Kontaktes zwischen der Rückseitenelektrode der LED 3 und dem Landing-Pad 2 auf dem Silizium-Träger 1, bestehend aus der Aluminium-Kontaktfläche 5, der Ti/TiN-Schicht 6 und dem Leitkleber 4, sichergestellt ist.
  • Um die beschriebene Anordnung mit anderen Baugruppen elektrisch verbinden zu können, ist das Landing-Pad 2 über eine Leitbahn 7 mit einem Kontaktpad 8 verbunden. Schließlich ist noch ein weiterer Kontaktpad 9 vorgesehen, der über einen Bonddraht 10 (Drahtbrücke) mit dem Vorderseitenkontakt 11 der LED 3 verbunden ist.
  • Es versteht sich, dass diese Ausführung nur ein Beispiel für viele Ausführungsformen der Erfindung darstellt.
    • 1
    Silizium-Träger
    2
    Landing-Pad
    3
    LED
    4
    Leitkleber
    5
    Aluminium-Kontaktfläche
    6
    Ti/TiNitrid-Schicht
    7
    Leitbahn
    8
    Kontaktpad
    9
    Kontaktpad
    10
    Bonddraht
    11
    Vorderseitenkontakt

Claims (5)

  1. Montage- und Klebeschicht für Halbleiterbauelemente zwischen einem Silizium-Träger (Submount) und einem elektronischen Funktionselement zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Silizium-Träger und dem Funktionselement, wobei sich die Montage- und Klebeschicht auf dem Träger befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage- und Klebeschicht aus Ti/TiNitrid-Schicht (6) besteht und durch ein Abscheideverfahren auf einer Aluminium-Kontaktfläche (5) des Silizium-Trägers (1) aufgetragen ist, wobei sich die Aluminium-Kontaktfläche (5) auf einem Landing-Pad (2) des Silizium-Trägers (1) befindet.
  2. Montage- und Klebeschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ti/TiNitrid-Schicht (6) auf der gesamten Kontaktfläche des Trägers aufgetragen ist.
  3. Montage- und Klebeschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ti/TiNitrid-Schicht (6) mindestens auf dem Landing-Pad (2) aufgetragen ist
  4. Montage- und Klebeschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ti/TiNitrid-Schicht (6) durch ein PCVD-Verfahren aufgetragen ist.
  5. Montage- und Klebeschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ti/TiNitrid-Schicht (6) durch Sputtern aufgetragen ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226168A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 浙江古越龙山电子科技发展有限公司 一种不易吸湿死灯的led及其加工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19925960A1 (de) * 1998-12-04 2001-01-11 Vtv Verfahrenstechnik Verwaltu Thermoschenkel mit Schaumstrukturanteil
DE10115882A1 (de) * 2001-03-30 2002-12-05 Infineon Technologies Ag Polyhydroxamide, daraus durch Cyclisierung erhältliche Polybenzoxazole, Verfahren zur Herstellung der Polyhydroxamide und Polybenzoxazole Beschichtungsmaterial für elektronische Bauelemente elektronische Bauteile mit einer Schicht der Polybenzoxazole, Verfahren zu Beschichtung von Substraten mit den Polyhydroxamiden Verwendung von Polybenzoxazolen als Isolier- und/oder Schutzschicht und Zusammensetzung enthaltend das Polyhydroxamid

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139933A (ja) * 1988-11-21 1990-05-29 Seiko Epson Corp 半導体装置
US5008735A (en) * 1989-12-07 1991-04-16 General Instrument Corporation Packaged diode for high temperature operation
JP2850850B2 (ja) * 1996-05-16 1999-01-27 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US6051879A (en) * 1997-12-16 2000-04-18 Micron Technology, Inc. Electrical interconnection for attachment to a substrate
JP2000223527A (ja) * 1999-01-28 2000-08-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
DE10051159C2 (de) * 2000-10-16 2002-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Modul, z.B. Weißlichtquelle
US7135759B2 (en) * 2000-10-27 2006-11-14 Texas Instruments Incorporated Individualized low parasitic power distribution lines deposited over active integrated circuits
JP3972670B2 (ja) * 2002-02-06 2007-09-05 豊田合成株式会社 発光装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19925960A1 (de) * 1998-12-04 2001-01-11 Vtv Verfahrenstechnik Verwaltu Thermoschenkel mit Schaumstrukturanteil
DE10115882A1 (de) * 2001-03-30 2002-12-05 Infineon Technologies Ag Polyhydroxamide, daraus durch Cyclisierung erhältliche Polybenzoxazole, Verfahren zur Herstellung der Polyhydroxamide und Polybenzoxazole Beschichtungsmaterial für elektronische Bauelemente elektronische Bauteile mit einer Schicht der Polybenzoxazole, Verfahren zu Beschichtung von Substraten mit den Polyhydroxamiden Verwendung von Polybenzoxazolen als Isolier- und/oder Schutzschicht und Zusammensetzung enthaltend das Polyhydroxamid

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