[發(fā)明專利]一種壓焊塊金屬層加厚的芯片及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010163647.8
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN102237327A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 馬萬里;趙文魁
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L21/60
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發(fā)明屬于半導體芯片制造技術領域，具體涉及一種壓焊塊金屬層加厚的芯片及其制造方法。

背景技術

芯片封裝工藝的發(fā)展趨勢是，逐步采用銅線做鍵合(bonding)線材，代替金線和鋁線。主要是由于銅線有低的電阻率、高的熱導率、價錢低等等一系列的優(yōu)勢。但是，銅線相對于金線和鋁線，其硬度比較高，并且容易氧化，在打線的時候，容易將芯片壓焊塊打破(如圖1所示)，所以用銅線在封裝打線的時候，對芯片壓焊塊金屬層厚度的要求也更高，并且越粗的銅線，對壓焊塊的金屬層厚度要求越厚。

現(xiàn)有的芯片制造工藝，壓焊塊的金屬層厚度就不能滿足銅線打線的要求。如果直接單純的加厚芯片制造工藝的金屬層厚度，那會給金屬層的線寬控制、刻蝕帶來很大的麻煩。同樣的金屬條寬度/間距，金屬層越厚，金屬線條的高度/寬度比越大，金屬刻蝕的困難就越大。如圖2所示，顯然加厚芯片內金屬層的厚度，金屬線條的高度和寬度比也相應增大，這會給金屬刻蝕帶來很大麻煩。

目前的解決辦法是：封裝廠在不斷的優(yōu)化改進銅線封裝水平，以便當芯片壓焊塊金屬不額外增厚的情況下，能將打線工藝完成。但是，這個改進一直沒有達到理想的水平。能夠做好銅線封裝的廠家，并不多。更關鍵的是，現(xiàn)在越來越多的客戶，要求芯片制造廠要滿足銅線封裝工藝，這就要求芯片制造工藝必須做某些改善。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是對芯片內部的壓焊塊金屬層進行單獨加厚，以便同時滿足芯片封裝廠采用銅線打線和芯片制造廠金屬刻蝕工藝難易的要求。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種壓焊塊金屬層加厚的芯片，包括硅襯底、硅襯底上的金屬層、金屬層上的鈍化層以及壓焊塊，其中，壓焊塊的金屬層厚度大于金屬走線的金屬層厚度。

一種壓焊塊金屬層加厚芯片的制造方法，包括

根據(jù)芯片的功能，在硅襯底表面上進行金屬層的濺射、光刻和刻蝕，完成芯片內的金屬走線，同時形成壓焊塊的步驟；

鈍化層生長、光刻和刻蝕，將壓焊塊區(qū)域刻蝕出來的步驟；

在鈍化層表面上再次進行金屬層的濺射、光刻和刻蝕的步驟，保留壓焊塊區(qū)域的金屬。

本發(fā)明所述芯片及其制造方法，通過改進芯片的制造工藝流程，在鈍化層的生長、光刻和刻蝕后增加金屬層濺射、光刻和刻蝕的步驟，保留壓焊塊區(qū)域的金屬，從而實現(xiàn)了在芯片制造時單獨加厚芯片內部壓焊塊金屬層的效果，滿足了芯片封裝廠采用銅線打線時對芯片內部壓焊塊金屬層厚度的要求。

附圖說明

圖1是被打穿的壓焊塊與正常的壓焊塊對照圖(俯視和剖面圖)；

圖2是金屬層加厚前后金屬線條的高度和寬度比對照圖(剖面圖)；

圖3是制造壓焊塊加厚芯片的方法流程圖；

圖4是第一次金屬層刻蝕后的結構圖(剖面圖)；

圖5是鈍化層刻蝕后的結構圖(剖面圖)；

圖6是第二次金屬層濺射后的結構圖(剖面圖)；

圖7是第二次金屬層刻蝕后的結構圖(剖面圖)。

具體實施方式

下面結合具體實施方式和附圖對本發(fā)明進行詳細描述。

如圖7所示，本發(fā)明提供了一種壓焊塊加厚的芯片，該芯片包括硅襯底，硅襯底上的金屬層，金屬層上的鈍化層以及壓焊塊。其中，壓焊塊的金屬層厚度d1大于芯片內金屬走線的金屬層厚度d2。

壓焊塊的金屬層厚度d1由芯片封裝時采用銅線打線的情況下銅線的直徑?jīng)Q定，銅線的直徑越大，壓焊塊的金屬層厚度越厚。壓焊塊的金屬層厚度以采用某一直徑的銅線打線時不被打穿的厚度要求為最低限。在現(xiàn)有的芯片封裝技術中，采用銅線打線時，銅線的直徑一般在0.8mil～6.0mil(密爾)之間，相應地，芯片制造時壓焊塊的金屬層厚度優(yōu)選在1.0μm～8.0μm(微米)之間。

實施例1

本實施例中芯片的結構如圖7所示。在芯片封裝時采用銅線打線，本實施例采用的銅線直徑為0.8mil。在芯片制造時，壓焊塊的金屬層厚度為1.0μm。試驗表明：如果低于1.0μm，則在采用直徑為0.8mil的銅線打線時，壓焊塊容易被打穿。壓焊塊的成分為Al(鋁)、Si(硅)和Cu(銅)的合金，其中Al占百分之九十八左右。

實施例2

本實施例中芯片的結構如圖7所示。在芯片封裝時采用銅線打線，本實施例采用的銅線直徑為1.0mil。在芯片制造時，壓焊塊的金屬層厚度為1.5μm。試驗表明：如果低于1.5μm，則在采用直徑為1.0mil的銅線打線時，壓焊塊容易被打穿。壓焊塊的成分與實施例1相同。