Electroless Ni / Pd / Au Plating (ENEPIG)

Die in der Halbleiterindustrie üblichen Padmetallisierungen aus Aluminium können weder gelötet noch gesintert werden. Eine sehr effiziente Möglichkeit eine lötfähige Metallisierung zu erzeugen ist die außenstromlose Abscheidung einer Nickel Sperrschicht. Im Gegensatz zu den klassischen Reinraumprozessen wird für die chemische Abscheidung der Schichten keine Lithographie benötigt, da das Nickel nur in den Padöffnungen aufwächst. Die Prozessierung erfolgt dabei in einem Batchprozess, so dass der Prozess bei größeren Stückzahlen sehr preiswert ist.

Da Nickel leicht oxidiert, wird auf dem Nickel in der Regel noch ein Oxidationsschutz aus Gold aufgebracht. Mit den am Fraunhofer ISIT verfügbaren Anlagen kann zudem noch eine Zwischenschicht aus Palladium aufgebracht werden, wodurch späteres Drahtbonden vereinfacht wird.

Eine Abscheidung ist auf 6‘‘ und 8‘‘ Wafern sowie mit Einschränkungen auch auf bereits vereinzelten Chips aus sogenannten Multi-Project Wafern möglich. Um Wildabscheidungen auf der Rückseite zu vermeiden, sollte diese über eine Passivierung verfügen. Bei bereits gedünnten Wafern  ist es möglich, einen entsprechenden Schutz aufzubringen. Dies ist jedoch nur bei kleinen Stückzahlen praktikabel, so dass die Wafer bevorzugt erst nach der Abscheidung gedünnt werden.

Die Prozessierung von gedünnten Wafern in TaikoTM Geometrie funktioniert sehr zuverlässig, erfordert jedoch zwingend eine Rückseitenpassivierung.

Merkmale:
Selektive Abscheidung auf Aluminium oder mit alternativer Vorbehandlung auf Kupfer, andere Metalle sowie oxidfreies Silizium müssen passiviert werden. Nickelschichtdicke 1µm bis 5µm, für Spezialanwendungen bis 20µm. Goldschicht als Oxidationsschutz mit 30nm bis 70nm Dicke.

Verfahrensschritte:
- Schritt 1: Padclean
- Schritt 2: Bekeimung mit Zink oder Palladium
- Schritt 3: Autokatalytische Abscheidung von Nickel
- Schritt 4: Immersion Gold (Austauschreaktion)

Anwendungsgebiete:
löt- und sinterfähige Metallisierungen für
- Sensoren
- ASICs
- Leistungsbauelemente

Anlage 1:
- Eigenentwicklung
- Abscheidung auf Aluminium (AlCu) und Kupfer
- electroless Nickel / Immersion Gold
- 6“ und 8“ Wafer
- Rückseitenschutz mittels Folien
- Handling stark gedünnter Wafer

Anlage 2:
- PacLine 300 M25
- Abscheidung auf Aluminium (AlCu)
- electroless Nickel / electroless Palladium / Immersion Gold
- 8“ Wafer
- Rückseitenschutz mittels Folie