将导体焊接到铝层的制作方法

[0001]
本公开总体上涉及半导体器件制造中的焊接技术，特别涉及将导体焊接到铝层的多个方面。


背景技术：

[0002]
焊接工艺广泛用于半导体器件制造中，以用于各种目的，包括芯片结合、丝/夹/带式结合、器件安装等。多种焊料材料、助焊剂和焊接技术可供使用。焊接方法和焊接物质可以对半导体器件的成本、产量、性能和可靠性产生很大的影响。
[0003]
虽然在铝(al)上的丝结合已成为广泛建立的过程，但在铝表面上的焊接需要施加高反应性的化学物质(助焊剂)以去除al上的高度稳定的al2o3层。这种高反应性的化学物质与标准半导体制造工艺不相容。因此，目前在al表面上的焊接限于半导体器件制造技术之外的应用。
[0004]
de 10 2017 012 210 a1涉及将导体焊接到铝层，且示出了一种装置，该装置包括位于铝金属化部之上的替代金属层和其上连接导体的焊料层。


技术实现要素：

[0005]
根据本公开的一个方面，描述了导体与铝层焊接在一起的装置。所述装置包括衬底。所述铝层设置在所述衬底之上，其中，所述铝层的铝形成第一结合金属。所述装置还包括设置在所述铝层之上的金属间化合物层和设置在金属间化合物层之上的焊料层，其中，所述焊料层的焊料包括低熔点主组分。所述导体设置在所述焊料层之上。所述导体具有包括第二结合金属的焊接表面。金属间化合物层的金属间化合物包括铝和第二结合金属，并且基本上不含低熔点主组分。
[0006]
根据本公开的另一个方面，描述了一种将导体焊接到衬底上的铝层的方法。去除覆盖铝层的氧化铝层的至少一部分。保护层将施加在所述铝层之上，以防止氧化铝层在所述铝层上再生。焊料放置在所述保护层与所述导体之间，其中，所述焊料包括低熔点主组分，并且所述导体具有包括第二结合金属的焊接表面。通过将所述装置加热到焊接温度以熔化所述低熔点主组分，从而将所述导体焊接到所述铝层上。所述保护层至少部分地溶解在熔融的焊料中。第二结合金属从焊接表面输送到铝层。金属间化合物层在所述铝层之上形成，其中，所述金属间化合物层的金属间化合物包括作为第一结合金属的铝和第二结合金属，并且基本上不含低熔点主组分。
附图说明
[0007]
附图的元件不一定相对于彼此成比例。相同的附图标记指代相应的类似部分。除非所示的各个实施例的特征彼此排斥，否则它们可以组合，和/或如果没有描述成必要的，则可以省略。在附图中描绘了实施例，并且在下面的描述中示例性地详细描述了实施例。
[0008]
图1是示出导体与衬底上的铝层焊接在一起的装置的一个示例的剖视图。
[0009]
图2是描绘在al层与焊料层之间形成的alcu金属间化合物层的两个金属间相的横截面扫描电子显微镜(sem)图像。
[0010]
图3a-3d是在未经图像处理(图3a)和经过图像处理(图3b-3d)的情况下获得的横截面扫描电子显微镜(sem)图像，以展示用pb焊料焊接的浸锌al层的一个示例装置。
[0011]
图4a-4d是在未经图像处理(图4a)和经过图像处理(图4b-4d)的情况下获得的横截面扫描电子显微镜(sem)图像，以展示用sn/sb焊料焊接的浸锌al层的一个示例装置。
[0012]
图5是示出导体与铝层焊接在一起的一个示例性装置的剖视图，其中，导体是芯片载体或夹，而铝层是芯片电极。
[0013]
图6是示意性地示出将导体焊接到衬底上的铝层的一个示例性方法的流程图。
[0014]
图7a-7d是使用氧化铝层的初始浸锌处理的焊接工艺的各阶段的示意性剖视图。
[0015]
图8a-8d是使用氧化铝层的初始卤化处理的焊接工艺的各阶段的示意性剖视图。
具体实施方式
[0016]
应当理解，除非另有特别说明，否则本文所述的各种示例性实施例和示例的特征可以彼此组合。
[0017]
在下面的详细描述中，参考了构成说明书的一部分的附图，在所述附图中通过图示示出了一些具体实施例。在这点上，参考所描述的图的取向使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”等的方向性术语。因为实施例的构件可以以多个不同的取向定位，所以方向性术语用于说明的目的，而不是限制性的。应当理解，在不脱离本说明书的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，下面的详细描述不应被认为是限制性的。
[0018]
本说明书中所采用的术语“结合”、“附连”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”并不意味着元件或层必须直接接触在一起；而是可以在被“结合”、“附连”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间相应地提供插入元件或层。然而，根据本公开，上述术语也可以可选地具有这样的特定含义：即元件或层直接接触在一起，即在被“结合”、“附连”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间没有提供插入元件或层。
[0019]
此外，这里关于一表面“之上”形成或设置或定位的部件、元件或材料层中使用的词语“在...之上”可以用于可选地表示部件、元件或材料层被“直接”定位(例如放置、形成、设置、布置、沉积等)“在所述表面上”，例如与所述表面直接接触。这里关于在一表面“之上”形成或设置或定位的部件、元件或材料层中使用的词语“在...上”也可以用于表示所述部件、元件或材料层被“间接地”定位(例如放置、形成、设置、布置、沉积等)在所述表面上而在所述表面与部件、元件或材料层之间布置一个或两个以上其它部件、元件或层。
[0020]
此外，“x合金”(包括另外的组分y、z、...)意味着x是合金的主组分，即x按％重量(重量百分比)的份额分别大于y按％重量的份额和z按％重量的份额。特别地，这可能意味着x的份额为至少50％重量。同样的情况也适用于焊料成分。
[0021]
符号xy指的是x合金，其至少包括y作为另外的组分。特别地，它可以指包含y作为唯一残余组分(即封闭组成)的x合金。也就是说，在第二种情况下，符号xy意味着合金xy具有由x(x的重量百分比)和y(y的重量百分比)组成的成分，余量仅是不可避免的元素。符号xyz...具有类似的含义，即具有x、y、z...的“开放组成”或“封闭组成”形成合金的唯一组成
(不可避免的元素除外)。同样的情况适用于焊料成分。
[0022]
本文所描述的实施例可以用于焊接半导体衬底，例如半导体芯片或半导体晶片，所述半导体衬底具有到金属导体的包括铝层(也称为铝金属化层)的导电电极。
[0023]
如本领域中所已知的，铝层被高度稳定的al2o3层布覆。al2o3具有自由生成焓δgf0＝-1582.3kj/mol。这种高度稳定的氧化物只能通过高反应性的化学物质，例如强而侵蚀性的助焊剂系统来去除。然而，由于所涉及的诸如hcl和/或hf和/或h2so4等化合物，助焊剂残留物会产生显著的腐蚀风险，因此这种强而侵蚀性的助焊剂系统会导致结构损坏和/或可靠性问题。另一方面，含有通常用于半导体焊接的助焊剂，例如基于松香或其它有机酸(例如丙二酸或草酸)的低活化的助焊剂的焊膏不能从铝金属化物中去除高度稳定的al2o3层。
[0024]
此外，由于空气中al2o3在裸铝上的高形成率，因此裸铝表面仅能在短时间范围内进行焊接。
[0025]
由于al2o3的高热力学稳定性，还原al2o3需要非常低的氧水平和高温，因此使用带有氢或甲酸的专用焊接设备也不是一种选择。
[0026]
下面将进一步描述在将导体焊接到铝层上之前或期间提供可焊接铝层的多种方法。图1是示出导体110和衬底150上的铝层140焊接在一起的装置100的一个示例的剖视图。
[0027]
衬底150可以例如是半导体衬底150。半导体衬底150可以包括或由诸如si、sic、sige、gaas、gan、algan、ingaas、inalas等的半导体材料组成。例如，半导体衬底150可以是晶片或芯片。
[0028]
特别地，半导体衬底150可以包括一个或两个以上集成电路(ic)。ic可以单片实施在半导体衬底150中。ic可以是诸如功率晶体管、功率二极管之类的功率ic或诸如功率放大器等的片上功率系统(soc)。虽然本文公开的内容不限于功率应用，但是基于本文所描述的原理的功率器件可能特别受关注，因为焊接结合在焊接在一起的部件之间提供了高的电导率和热导率。
[0029]
衬底150被铝层140覆盖。铝层140不必仅是铝，而可以是铝合金，即可能包含例如si和/或cu和/或mg和/或sicu和/或其它元素、例如ti、zn等的成分。例如，铝层可以是alcusi合金，其包含例如0％重量≤cu≤5％重量，0％重量≤si≤1％重量。作为示例，铝层140可以是98.5al-1.0si-0.5cu(即98.5重量％的al、1.0重量％的si、0.5重量％的cu)铝合金。任何这样的铝合金、特别是alcu、alsicu、alticu、almg、alsi或almgsizn的层在本文中也将被称为“铝层”。
[0030]
铝层140可以是光滑的或可以是粗糙的。
[0031]
铝层140可以是半导体衬底150(例如半导体芯片)的正面金属化物或背面金属化物。例如，铝层140可以形成由衬底150代表的半导体功率芯片的负载电极(例如漏极或源极)。
[0032]
下面将进一步更详细地描述，铝层140经由焊料层120和金属间化合物层130焊接到导体110。(电)导体110可以例如是夹、引线框架或热沉。电导体110可以被配置成能够经由焊料层120、金属间化合物层130和铝层140向衬底150和例如向在衬底150中实现的ic提供高电流。
[0033]
导体110具有包括第二结合金属或由第二结合金属制成的焊接表面110a。焊接表面110a可以直接接触焊料层120。焊接表面110a可以由与导体110相同的金属材料制成(例
如可以是导体110的裸露表面)，或者可以是镀在导体110上的特定焊点层的表面。在后一种情况下，导体110然后可以由与提供焊接表面110a的焊点层的第二结合金属不同的材料制成。
[0034]
在本文描述的各种示例中，第二结合金属是cu或基于cu的合金，并且例如也可以形成导体110的块体材料。然而，在其它实施例中，第二结合金属是ni、ag、fe、au、pt、pd、mn、zn、si、cr、v、mg或基于这些金属中的任何一种的合金(例如auag、nip、mgsizn)，并且可以形成或可以不形成导体110的块体材料(其例如仍然可以是cu、合金42(fe/ni)、ni、ag、fe、fec(钢)或甚至al)。然而，第二结合金属不同于作为主组分的ag，这不适用于本文所描述的实施例。
[0035]
导体110的焊接表面110a可以是光滑的或可以是粗糙的。
[0036]
如图1所示，导体110与铝层140之间的电气和机械连接由至少两层的系统，即设置在铝层140之上的金属间化合物(imc：intermetallic compound)层130和在imc层130顶上的焊料层120形成。
[0037]
imc层130的imc包括或由铝和第二结合金属形成。如下面将进一步详细描述的，第二结合金属在焊接过程期间通过焊料层120的焊料输送到焊料与铝之间的接界。在该接界处，来自铝层140的铝(第一结合金属)和第二结合金属(来自导体110的焊接表面110a)经历化学反应以生成新的化合物，即imc。
[0038]
换句话说，焊料层120具有将第二结合金属从导体110的焊接表面110a输送到铝层140而形成imc(从而形成imc层130)的功能。第二结合金属通过焊料层120的输送(或扩散)过程在图1中由虚线箭头a指示。
[0039]
焊料层120的焊料可以例如基于pb、sn、bi、ga或in。这意味着焊料的低熔点主组分可以分别是pb、sn、bi、ga或in。要注意的是，所有这些金属都不参与在铝层140与焊料层120之间的接界处的imc的形成。因此，imc层130的imc基本上(或除例如小于5％重量、1％重量、0.5％重量或0.1％重量的少量残余份额外)或完全不含焊料层120的焊料的低熔点主组分。基于zn的焊料(作为主组分)不适用，因为在al与zn之间形成金属间相。
[0040]
因此，通过使用第一结合金属材料和焊料的适当组合，可以获得imc层130，该imc层130不仅基本上(或，例如甚至完全地)不含焊料的低熔点主组分，而且也(可选地)基本上(或，例如甚至完全地)不含焊料的任何低熔点组分。作为示例，如果使用pbsnag焊料，则imc层130的imc不含pb、sn和ag，即完全地或基本上(或至少除例如小于5％重量、1％重量、0.5％重量或0.1％重量的少量残余份额)不含焊料的任何低熔点金属组分(例如可以不含焊料的所有组分)。类似地，当使用snsb焊料(例如85sn-15sb，即85％重量的sn、15％重量的sb)时，imc层130的imc完全地或基本上(例如，在上述例外残余限度内)不含sn和sb。此外，当使用包括或由snsbag组成的焊料时，imc层130的imc完全地或基本上(例如在上述例外残余限度内)不含sn、sb和ag。
[0041]
下面列出了对本公开来说合适的焊料合金：
[0042]
基于pb的焊料，其带有由sn、in、bi、ga、sb、cd、ag、au、pt组成的组中的金属中的一种或两种以上组分。例如pbsn、pbsnag、pbsnin、pbsnbi、pbsninbi、pbsninag、pbin、pbinag、pbinsb、pbsb或pbbi。
[0043]
基于bi的焊料，其带有由sn、in、sb、cd、ag、au、pt、pd组成的组中的金属中的一种
或两种以上组分。例如bisn、bisb或biin。
[0044]
基于sn的焊料，其带有由in、bi、ga、sb、cd、ag、au、pt、pd组成的组中的金属中的一种或两种以上组分。例如snag(3-10％重量)、snau、snin、sninag、snsb、snsbag或snau。
[0045]
基于in的焊料，例如incd。
[0046]
所使用的初始焊料材料(即在建立焊点之前的焊料材料)可以不含第二结合金属，这意味着为imc层130的imc提供的所有第二结合金属可以来自导体110的焊接表面110a。在其它实施例中，初始焊料可以包含第二结合金属的特定份额。然而，在这种情况下，焊料层120中的第二结合金属(例如cu)的量不足以形成imc层130的imc。也就是说，第二结合金属通过焊料层120的输送过程是建立imc层130所必需的。
[0047]
在如图1所示的装置100中，即使初始焊料材料不包括任何第二结合金属，由于通过该层的输送过程(参见箭头a)，在焊料层120中也可以发现第二结合金属的残留。
[0048]
焊料层120可以具有在2μm至100μm范围内的厚度d1。由于imc层130与焊料层120之间的边界可以是不均匀的(如下面将进一步说明的)，因此厚度d1应理解为焊料层120的平均厚度。
[0049]
焊料层120可以是软焊料层。在这种情况下，焊料层120的厚度d1可以例如在50μm至100μm之间的范围内，和/或特别地等于或大于或小于60μm、70μm、80μm或90μm。
[0050]
在其它实施例中，焊料层120可以是扩散焊料层。在这种情况下，焊料层120的厚度d1可以例如在2μm至7μm之间的范围内，和/或特别地等于或大于或小于3μm、4μm、5μm或6μm。扩散焊料层120的特征在于，扩散焊料层120的所有焊料都已经发生化学反应以形成金属间相。作为示例，如果扩散焊料层120的焊料基于sn，则sn和第二结合金属的一个或两个以上金属间相包括在焊料层120的焊料中或形成焊料层120的焊料。例如，如果第二结合金属是cu，则焊料层120的焊料可以由6cu-5sn和/或3cu-1sn形成。
[0051]
imc层130可以具有在例如2μm至10μm的范围内的厚度d2。由于imc层130与铝层140和焊料层120两者之间的边界可能是不均匀的(如下面将进一步说明的)，因此厚度d2应理解为imc层130的平均厚度。
[0052]
imc可以包括铝和第二结合金属的一个或两个以上不同的金属间相。图2是描绘例如在铝层140与焊料层120之间形成的alcu的imc层130的两个金属间相的横截面扫描电子显微镜(sem)图像。在这里，imc层130包括第一金属间相层130_1和第二金属间相层130_2。
[0053]
形成第一金属间相层130_1的第一金属间相是富铝相，并且形成第二金属间相层130_2的第二金属间相是稀铝相。富铝的第一金属间相层130_1可以直接位于铝层140上，而稀铝的第二金属间相层130_2可以邻近于焊料层120。富铝可以意味着铝可以形成富铝的第一金属间相层130_1中的主组分。稀铝意味着第二金属间相中的铝含量小于第一富铝金属间相中的铝含量。稀铝的第二金属间相层130_2可以是富第二结合金属层，即第二结合金属可以形成稀铝的第二金属间相层130_2中的主组分。
[0054]
例如，第一金属间相层130_1可以包括或由2al1cu组成，和/或第二金属间相层130_2可以包括或由4al9cu组成。
[0055]
图2还示出了金属间化合物层130的厚度d2可以等于或大于铝层140的厚度d3。例如，厚度d3的范围可以从例如1μm到5μm，而d2可以在上述范围内和/或特别地可以等于或大于或小于3μm、5μm、7μm或9μm。
[0056]
图2还示出了在固化过程期间保留在焊料层120中的cu(或更一般地，第二结合金属)的可能残留物120_1、120_2。
[0057]
图3a是示出在金属间化合物层130、铝层140和衬底150之上形成的焊料层120的横截面sem图像。为了更好地区分这些层，图3a的图像处理表示在图3b至3d中示出。更具体地说，图3b单独示出了图3a的铝层140，图3c单独示出了图3a的金属间化合物层130，并且图3d单独示出了图3a的焊料层120。同样，从图3b和图3c的比较可以明显看出，金属间化合物层130可以比铝层140厚。imc层130与焊料层120之间的接界可以是起伏的或不均匀的，而不是平坦的。imc层130的两个金属间相层130_1和130_2在图3c中是可见的，并且由不同的阴影样式和分隔线标记。此外，如图3d所示，焊料层120的焊料可以具有某种程度不均匀的结构，即可以包括第二结合金属(例如cu)的分布的成分。
[0058]
图4a的sem图像与图2的sem图像相同。图4b至4d分别以与图3b至3d相同的方式获得，即通过图4a的图像处理获得。也就是说，图4b仅示出了铝层140，图4c仅示出了imc层130(同样包括imc相层130_1和130_2)，图4d仅示出了装置的焊料层120(包括第二结合金属残留物120_1、120_2)。
[0059]
在图3a至3d和4a至4d中，铝层140具有例如3.2μm的厚度d3。通过在焊接之前使用氧化铝层的浸锌处理来去除初始氧化铝层。该过程将在下面进一步更详细地描述。对于图3a至3d，在焊接之前应用了20秒的浸锌处理，而在图4a至4d中，使用了5秒的浸锌处理。在图3a至3d中，使用了pb焊料(更具体地说是pbsnag)，而图4a至4d是通过使用sn/sb焊料(更具体地说是snsbag焊料)获得的。
[0060]
通常，如本文所描述的焊接可以在铝层140上进行，铝层140可以例如包括形成衬底150的晶片或芯片的电极。图5示出了半导体芯片550(代表衬底150)的一个示例性装置500。在本示例中，铝层140可以由半导体芯片550的顶表面处的第一电极540_1形成和/或可以由半导体芯片550的底表面处的第二电极540_2形成，或二者兼而有之。电极540_1、540_2中的一个——在示例性装置500中，第一电极540_1——可以焊接到导体110，在图5所示的装置500中，导体110由夹510_1表示。替代性地或组合地，第二电极540_2可以焊接到导体110，在装置500中，导体110由引线框架510_2表示。此外，其它类型的导体110可以焊接到半导体芯片550的电极540_1和/或540_2，例如热沉、带等。
[0061]
半导体芯片550可以例如是诸如功率晶体管之类的功率芯片。第一和/或第二电极540_1、540_2可以是负载电极，例如半导体芯片550的漏极和/源极。第一和第二电极540_1、540_2可以随后或同时焊接到导体110，例如焊接到夹510_1和引线框架510_2。
[0062]
参考图6的流程图，在s1处，至少部分地去除覆盖铝层的氧化铝层。
[0063]
在s2处，将保护层施加在铝层之上，以防止氧化铝层在铝层上再生。如下面将更详细描述的，s1和s2可以通过氧化铝层的浸锌处理或通过卤化氧化铝层或通过氧化铝层的浸锌和卤化联合处理来执行。
[0064]
在s3处，焊料例如放置在保护层上，以便位于保护层与导体之间，其中，焊料包括低熔点主组分，并且导体具有包括第二结合金属的焊接表面。
[0065]
在s4处执行焊接工艺。通过将装置加热到焊接温度以熔化焊料的低熔点主组分、并至少部分地将保护层溶解在熔融的焊料中来将导体焊接到铝层。第二结合金属从导体的焊接表面输送到铝层，从而在铝层之上形成imc层。金属间化合物的imc包括或由作为第一
结合金属的铝和第二结合金属组成，并且(基本上或完全地)不含焊料的低熔点主组分。
[0066]
如前所述，imc层的imc甚至可以(基本上或完全地)不含焊料的任何低熔点组分。
[0067]
参考图7a至7d，示例了使用氧化铝层的初始浸锌处理的焊接工艺的各个阶段。图7a示出了由薄的氧化铝层745覆盖的铝层140。
[0068]
然后，将薄的zn层750沉积在氧化铝层745上。在与氧化铝层745的替换过程中，氧化铝层于是被zn层750和zno层755取代。氧化铝层745的取代由zno的生成焓δgf0＝-320.5kj/mol相比于氧化铝(al2o3)的生成焓δgf0＝-1582.3kj/mol而引起。这与铜氧化物(例如cuo、cu2o)生成焓相比较，铜氧化物(例如cuo、cu2o)生成焓为δgf0<＝-147.9kj/mol。
[0069]
zno层755和zn层750在铝层140之上形成保护层，该保护层保护铝层140免于氧化，即防止氧化铝层在铝层140上再生。
[0070]
如图7c所示，焊料720然后沉积在保护层之上，或更具体地说，沉积在zno层755之上。焊料720可以用标准助焊剂、即用于在回流焊接期间活化铜的助焊剂来活化，从而使得铝层140能够被熔融的焊料720
′
润湿，参见图7d。在将焊料720加热到焊接温度期间，焊料720(或焊料720的至少低熔点主组分)熔化，并且保护层750、755至少部分地溶解在熔融的焊料720’中。
[0071]
图8a至8d示出了使用氧化铝层745的初始卤化处理以提供防止铝层140再次氧化的保护层的焊接工艺的各个阶段。更具体地说，氧化铝层745的取代可以包括经由例如等离子体工艺向氧化铝层745施加卤化物。使氧化铝层745卤化产生卤化氧化铝层850，参见图8b。卤化氧化铝层850形成铝层140之上的保护层，以防止氧化铝层在铝层140上再生。
[0072]
然后，如图8c所示，焊料720沉积在卤化氧化铝层850上，并施加热量以回流焊料720。同样，焊料可以用用于在焊料回流期间活化铜氧化物的标准助焊剂来活化，从而能够通过熔融的焊料720
′
润湿铝层140，如图8d所示。在将焊料720加热到焊接温度期间，焊料720(或焊料720的至少低熔点主组分)熔化，并且保护层(例如卤化氧化铝层850)至少部分地溶解在熔融的焊料720
′
中。
[0073]
作为示例，使氧化铝层850卤化可以包括使氧化铝层850氟化，这使得形成氟化铝或氢氟化铝作为卤化氧化物层850。
[0074]
总结图7a至7d和8a至8d所示的过程，覆盖至少部分地不含氧化铝层的铝表面的保护层可以包括或由镀锌(例如zn/zno)和/或氟化铝和/或氢氟酸铝组成，它们可以用传统的助焊剂活化，并且在焊料回流期间溶解在熔融的焊料中。
[0075]
以下示例与本公开的其它方面有关：
[0076]
示例1是一种导体与铝层焊接在一起的装置，所述装置包括：衬底；设置在衬底之上的铝层；形成第一结合金属的铝层的铝；设置在铝层之上的金属间化合物层；设置在金属间化合物层之上的焊料层，所述焊料层的焊料包括低熔点主组分；以及设置在焊料层之上的导体，所述导体具有包括第二结合金属的焊接表面；其中，金属间化合物层的金属间化合物包括铝和第二结合金属，并且基本上不含低熔点主组分。
[0077]
在示例2中，示例1的主题可以可选地包括：其中，低熔点主组分为pb、sn、bi、ga或in。
[0078]
在示例3中，示例1或2的主题可以可选地包括：其中，第二结合金属是cu、ni、ag、fe、au、pt、pd、mn、zn、si、cr、v、mg、nip或auag。
[0079]
在示例4中，前述实施例中任一个的主题可以可选地包括：其中，金属间化合物基本上不含焊料的任何低熔点组分。
[0080]
在实施例5中，前述示例中任一个的主题可以可选地包括：其中，金属间化合物包括铝和第二结合金属的至少两种不同的金属间相，其中，第一金属间相是富铝相，第二金属间相是稀铝相。
[0081]
在示例6中，前述示例中任一个的主题可以可选地包括：其中，金属间化合物层的厚度等于或大于铝层的厚度。
[0082]
在示例7中，前述示例中任一个的主题可以可选地包括：其中，焊料层是软焊料层。
[0083]
在示例8中，示例1至6的主题可以可选地包括：其中，焊料层是扩散焊料层。
[0084]
在示例9中，示例8的主题可以可选地包括：其中，扩散焊料包括sn和第二结合金属的一个或两个以上金属间相。
[0085]
在示例10中，前述示例中任一个的主题可以可选地包括：其中，焊料包括pbsnag、snpb、snsbag、pbin或snagcu。
[0086]
在示例11中，前述示例中任一个的主题可以可选地包括：其中，衬底是晶片或芯片。
[0087]
在示例12中，示例11的主题可以可选地包括：其中，铝层形成晶片或芯片的至少一个电极。
[0088]
在示例13中，前述示例中任一个的主题可以可选地包括：其中，导体是夹、引线框架或热沉。
[0089]
示例14是一种将导体焊接到衬底上的铝层的方法，所述方法包括：至少部分地去除覆盖铝层的氧化铝层；将保护层施加在铝层之上，以防止氧化铝层在铝层上再生；将焊料放置在保护层与导体之间，其中，所述焊料包括低熔点主组分，并且导体具有包括第二结合金属的焊接表面；和通过将所述装置加热到焊接温度以熔化低熔点主组分，以将保护层至少部分地溶解在熔融的焊料中并将第二结合金属从焊接表面输送到铝层以及将金属间化合物层形成在铝层之上，从而将导体焊接到铝层，其中，金属间化合物层的金属间化合物包括作为第一结合金属的铝和第二结合金属，并且基本上不含低熔点主组分。
[0090]
在示例15中，示例14的主题可以可选地包括：其中，去除氧化铝层并施加保护层包括氧化铝层的浸锌处理。
[0091]
在示例16中，示例14或15的主题可以可选地包括：其中，去除氧化铝层并施加保护层包括使氧化铝层卤化。
[0092]
在示例17中，示例14至16中任一个的主题可以可选地包括：其中，金属间化合物基本上不含焊料的任何低熔点组分。
[0093]
在示例18中，示例14至17中任一项的主题可以可选地包括：其中，形成金属间化合物包括形成铝和第二结合金属的至少两个不同的金属间相，其中，第一金属间相是富铝相，第二金属间相是稀铝相。
[0094]
在示例19中，示例14至18中任一个的主题可以可选地包括：其中，焊接作为软焊接工艺进行。
[0095]
在示例20中，示例14至18中任一个的主题可以可选地包括：其中，焊接作为扩散焊接工艺进行。
[0096]
虽然本文已经示出和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替代的和/或等同的实现方案可以替代所示的和所描述的特定实施例。本申请旨在涵盖本文所讨论的特定实施例的任何修改或变化。因此，意图是本发明仅受到权利要求及其等同物的限制。