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MOSFET正面金属化工艺高CP值选择-化镀

溅镀工艺需经过高真空溅镀、黄光工艺、蚀刻多道工艺，是一套成熟稳定、可靠度极佳的工艺程，许多车用电子厂商与高端应用制造商均使用此工艺。
(延伸阅读：MOSFET正面金属化工艺(FSM)的两种选择-溅镀V.S.化镀)

而较为成本导向的消费性产品所应用的MOSFET则较适合使用化镀来做，可以有较低的成本及较短的生产时间。

一、 化镀工艺最重要的起始点-前处理

(一)铝垫的清洗和蚀刻

前处理主要是在进行铝垫的清洗和蚀刻，将铝垫表面的有机物残留以及自然氧化物(Native oxide)去除，并使铝垫的表面成为亲水性，使表面湿润，并进行铝垫的微量蚀刻，确保铝垫能够完全和后续的锌活化药液反应。

因此针对不同的前端代工厂所产出的不同的铝垫进行适度的调整前处理是一个非常重要的步骤。如图一所示，如果前处理蚀刻调整不当，铝垫将有严重损耗和破洞，使得后续的镍填入空洞中，这将使得后续界面连接处在可靠度测试中发生失效的情况。若是理想的前处理工艺，将会使得铝垫的蚀刻，致密而均匀，如图二所示。

图一、前处理不当，使铝垫(Al Pad)大量损失的情况

图二、前处理得当时，铝垫(Al Pad)的蚀刻，致密且均匀

(二) 如果前端代工厂的铝垫开窗工艺(Pad Opening)蚀刻不净该怎么办?

另外，前端代工厂的铝垫开窗工艺 (Pad Opening) 也是非常重要的步骤。实务上，ProPowertek宜锦有客户因前端代工厂之铝垫开窗工艺 (Pad Opening) 蚀刻不净，导致镍金属成长厚度不足，ProPowertek宜锦协助客户以改善前处理之方式，使得客户在其他同业无法顺利成长的化镀工艺得以顺利成长，由此足见前处理的重要性

二、锌活化

(一)第一次锌活化

在完成前处理后，机台的机械手臂会自动化的将晶舟送到第一次锌活化槽进行锌活化，此时槽内的反应可以用式一来描述，铝Al会在反应中被氧化成铝离子Al3+溶解在溶液中，而锌离子Zn2+则会被还原成锌Zn成长在铝垫的表面

2Al + 3Zn2+ ⇋ 2Al3+ + 3Zn (式一)

(二)第二次锌活化

随后，利用硝酸将表面粗糙的锌活化颗粒移除后，再进行第二次的锌活化工艺，锌的活化颗粒表面将较为致密，因此目前各化镀同业均以进行两次锌活化为主要标准工艺，避免表面形态(Surface Morphology)不佳(注一)。

三、 成长镍金或镍钯金

(一) 镍槽导入了在线实时监控系统

也因此，镍的镀槽是所有工艺中，最为关键的步骤，必需要严格的做好控制，由于ProPowertek宜锦有经验相当丰富之技术团队，在工艺建置之初，便在镍槽导入了在线实时监控系统(In-situ Monitoring System)，使得系统可自动取样镍槽，自动检测PH值和利用光电比色计检测吸收率，并配合自动补液系统(Auto-doping)，进行化学药液的调整，使得后续镀膜工艺稳定运作。

随后的钯槽和金槽，分别使用次磷酸盐产生电子，使得钯离子及磷离子则成为钯和磷，而在金槽则是使用亚硫酸金的错合物，将金成长在镍上或是钯上。

(二)成长镍金或镍钯金最怕遇到跳镀、缺镀

目前已有多家客户验证通过，开始量产，举客户A, B为例，由晶圆外观来看，颜色均匀，如图三所示，若是个别以显微镜观察铝垫区域，可以看到不论是在芯片的上中下左右都是没有跳镀、缺镀的情况发生，如图四所示。

图三、A与B公司化镀后之晶圆外观

图四、化镀后之铝垫外观

四、化镀工艺总复习

图五、化镀工艺流程图

化镀工艺完成后，会再进行后续的晶圆减薄，ProPowertek宜锦是目前唯一的可以将化镀和后续晶圆减薄(BGBM)、CP及Die Process完整结合的企业，可以让客户的晶圆在完成前端代工后，直接送至ProPowertek宜锦厂房从晶圆变成晶粒(Dies)，完整的一站式服务。