(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）上面が金めっきされたパッケージを準備し、
（ｂ）ＳｉＣダイを準備し、
（ｃ）前記ＳｉＣダイ上に、ＳｉＣダイに結合する第１層を形成し、
（ｄ）前記第１層上に、第１層に結合する第２層を形成し、
（ｅ）前記金めっきおよび第２層が共晶を形成することにより、前記第２層がパッケージに装着されるように該パッケージ上にＳｉＣダイをスクラビングすることからなるＳｉＣ用ダイ装着方法。
【請求項２】
工程（ｃ）で、ＳｉＣダイ上に第１層としてニッケル層を形成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
工程（ｃ）で、２０００〜１００００Ａ（ここで、Ａはオングストロームを示す）の厚さのニッケル層を形成する請求項２記載の方法。
【請求項４】
工程（ｄ）で、第１層上に第２層としてアモルファスシリコン層を形成する請求項１記載の方法。
【請求項５】
工程（ｄ）で、５０００〜３００００Ａ（ここで、Ａはオングストロームを示す）の厚さのアモルファスシリコン層を形成する請求項４記載の方法。
【請求項６】
工程（ｄ）で、第１層上に第２層としてアモルファスシリコン層を形成し、
工程（ｅ）で、Ａｕ−Ｓｉ共晶を形成するように前記パッケージ上にＳｉＣダイをスクラビングする請求項１記載の方法。
【請求項７】
工程（ｃ）で、ＳｉＣダイ上に第１層としてニッケル層を形成する請求項６記載の方法。
【請求項８】
工程（ｄ）で、第１層上に第２層としてゲルマニウム層を形成する請求項１記載の方法。
【請求項９】
工程（ｄ）で、第１層上に第２層としてスズ層を形成する請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、装着ＳｉＣダイ及びパッケージにＳｉＣダイを装着する方法に関する。
シリコンデバイスは、環境からシリコンデバイスを保護するためにパッケージ、一般的には密封パッケージに装着される。さらに、パッケージは、シリコンデバイスの熱的ダメージを防止するために熱放出をさせる。パッケージにシリコンデバイスを装着する１つの方法は「スクラビング」と呼ばれる。
図１に示したように、真空コレット８はＳｉチップ６を保持し、ダイ又はシリコンダイと呼ばれるＳｉチップ６を、所定の位置が金４でめっきされたパッケージ２の前後にスクラビングする。この「スクラビング」は、金めっきパッケージ２、４とシリコンダイ６とを３７０℃以上に加熱した後に行われる。スクラビング法は、シリコンデバイスをパッケージに結合するＡｕ−Ｓｉ共晶の形成をもたらす。
残念ながら、同様の反応は、ＳｉＣとの間では生じない。ＳｉＣを装着する従来の方法では、ＳｉＣチップ又はＳｉＣダイの裏面にはんだ付け可能な金属化をほどこすことが要求される。次いで、Ａｕ−Ｓｎ又はＡｕ−Ｓｉはんだプレフォームが、ＳｉＣダイとパッケージとの間の接合を形成するために使用される。一般的には、この方法は、ＳｉＣダイとはんだプレフォームとをパッケージ上に配置するための固定具を必要とし、はんだ接合を形成するために、固定されたＳｉＣダイ、ハンダプレフォーム及びパッケージを炉に通す。さらに、ＳｉＣダイとパッケージとの間の接合又は結合層は、３７００００〜５０００００Ａ程度と非常に厚い（ここで、Ａはオングストロームを示す）。そのような厚い接合は、逆にＳｉＣ−パッケージの熱的抵抗を増大させる。
発明の要旨
本発明の１つの目的は、ＳｉＣ用の簡単なダイ装着方法を提供することである。
本発明の他の目的は、公知のスクラビング法を用いたＳｉＣ用ダイ装着方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、薄い接着層を形成するＳｉＣ用ダイ装着方法を提供することである。
これらの又は他の目的は、ＳｉＣダイを準備し、ＳｉＣダイ上に第１層、好ましくはニッケル層を形成し、第１層上に第２層、好ましくはアモルファスシリコン層を形成し、一般的には金めっきパッケージにＳｉＣダイをＡｕ−Ｓｉ共晶を形成するようにスクラビングする工程を含むＳｉＣ用ダイ装着方法によって達成される。
これら及び他の目的は、その上にめっき、通常は金めっきされたパッケージ；ＳｉＣダイ；ＳｉＣダイに結合された第１層、好ましくはニッケル層；第１層とパッケージに結合された第２層、好ましくはアモルファスシリコン層を含む装着ＳｉＣダイによって達成される。好ましくは、第２層は、パッケージ上のめっきと共晶を形成する。
本発明の他の目的、特色及び特徴；方法、操作及び構造の関連要素の機能；製造の経済性は、以下の好ましい実施の態様の詳細な説明、関連する図面、本明細書の一部、種々の特色における対応箇所を示す参照番号等からの全てにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は金めっきパッケージへのシリコンダイのスクラビング方法を示したものである。
図２及び３は本発明のＳｉＣ用ダイ装着方法を示したものである。
好ましい実施の態様の詳細な説明
本発明の装着ＳｉＣダイの方法を図２から３に示す。図２に示したように、ニッケル（Ｎｉ）層１４をＳｉＣダイ１０の裏面１２上に堆積する。ニッケル層１４は厚さ２０００〜１００００Ａ（ここでＡはオングストローム）で堆積する。好ましくは、ニッケル層１４の厚さは約５０００Ａであろう。ニッケル層１４は、Ｅ−ビーム蒸着のようないずれかの公知の堆積法を用いて堆積することができる。
ニッケル層１４の堆積後、ニッケル層１４を有するＳｉＣダイ１０を約９５０〜１１００℃で高速熱処理（ＲＴＡ）に付す。熱処理で、ニッケル層１４とＳｉＣダイ１０とが反応する。その結果、熱処理は、原子レベルでのＳｉＣダイ１０とニッケル層１４との間の良好な結合を与え、ＳｉＣダイ１０に良好なオーミックコンタクトを与える（つまり、熱処理前のＳｉＣダイ１０とニッケル層との間の高いコンタクト抵抗を減少する）。
炉アニーリングのような熱処理の他の方法もＲＴＡの代わりに使用することができる。
ニッケルの代わりに、ＳｉＣ及びアモルファスシリコン（又は以下に述べたアモルファスシリコンの代用品の一つ）と結合するプラチナのようないずれの材料でも使用することができる。しかし、ニッケルの代用品は、以下に詳述したＡｕ−Ｓｉ共晶によって消費されてはならず、もしそうでなければ、ＳｉＣとアモルファスシリコンとの間に与えられた接合は破壊されるであろう。
次に、図３に示したように、アモルファスシリコン層１６をニッケル層１４上に堆積する。アモルファスシリコン層１６は約４００℃での公知の化学気相堆積法を用いて堆積させることができる。しかし、スパッタリングのような他の堆積法も使用できる。
アモルファスシリコン層１６は５０００〜３００００Ａの厚さで堆積される。好ましくは、アモルファスシリコン層１６は１００００〜１５０００Ａの厚さを有する。ニッケル層１４のため、アモルファスシリコン層１６はＳｉＣダイ１０に結合する。この方法では、ニッケル層１４は接着層とみなすことができる。その結果、上述したように、ＳｉＣ及びアモルファスシリコンに結合するいずれの他の材料又は化合物をもニッケルの代わりに使用することができる。
さらに、本発明のダイ装着方法はアモルファスシリコンの使用に限定されるものではない。錫及びゲルマニウムのような、接着層に結合してパッケージ上のめっきと共晶を形成する他の材料を使用することができる。アモルファスシリコンの代用品は、好ましくは、ＳｉＣデバイスへのダメージを防止するため十分低い温度でパッケージ上のめっきと共晶を形成するだろう。アモルファスシリコンは例えばＳｉＣウェハの高温プロセスを許容し、一方さらに低温で金と共晶を形成するために、アモルファスシリコンが好ましいと考えられる。
本発明の方法は、全ＳｉＣウェハに適用されることが期待される。よって、ニッケル層とアモルファスシリコン層との双方の形成の後、ＳｉＣウェハをさらに加工処理し、試験し及び個々のチップにダイスすることができる。
図１について述べられたスクラビング工程を用いて、ＳｉＣチップ又はダイを金めっきパッケージにスクラビングする。アモルファスシリコン１６及び金めっきはＡｕ−Ｓｉ共晶を形成し、ＳｉＣダイをパッケージに装着させる。
得られたニッケル、アモルファスシリコン及び金の結合層は、わずか約６００００Ａ厚である。これは、従来のハンダ技術よりもかなり薄い程度であり、さらに、その薄い結合層は熱処理抵抗を最小限にする。
さらに、本発明は、高価な固定具を要する比較的複雑なはんだ装着法に対して、比較的簡単で公知のスクラビング法が使用される。
金めっきパッケージに加えて、本発明のＳｉＣ用ダイ装着法は、アモルファスシリコン又はその代用品と共晶を形成する他のパッケージ又はめっきパッケージを使用することもできる。
一方、本発明は、現在、最も実用的で好ましい実施の態様が考慮されたものとの関連において述べられているが、本発明は、開示された実施の態様に限定されるものではなく、それどころか、付帯するクレームの意図及び目的に含まれる均等物に及ぶものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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