[發明專利]半導體器件的形成方法

有效

• 申請號: 201210444358.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102931109A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 林仲珉
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體封裝領域，特別涉及一種能提高焊球與柱狀電極結合力的半導體器件的形成方法。

背景技術

芯片級封裝（Chip?Scale?Package，CSP）作為最新一代的芯片封裝技術，CSP封裝的產品具有體積小、電性能好和熱性能好等優點。圓片級CSP（WCSP）作為芯片級封裝的一種，是先在圓片上進行封裝，并以圓片的形式進行測試，老化篩選，其后再將圓片分割成單一的CSP電路。

公開號為CN1630029A的中國專利中公開了一種圓片級CSP結構的半導體器件，請參考圖1，包括：半導體基底11，所述半導體基底11上具有焊盤12；位于所述半導體基底11表面的鈍化層14，所述鈍化層14具有暴露焊盤12表面的開口；位于部分鈍化層14表面以及開口內的再布線層16，再布線層16與焊盤12相連接；位于所述開口外的再布線層16表面的柱狀電極17；覆蓋所述再布線層16和部分鈍化層14表面的絕緣層20，絕緣層20的表面與柱狀電極17的表面平齊；位于柱狀電極17表面的焊球21。

現有的半導體器件中的焊球容易從柱狀電極的表面脫落。

發明內容

本發明解決的問題是提高了一種半導體器件的形成方法，提高了焊球與柱狀電極之間結合度。

為解決上述問題，本發明技術方案提供了一種半導體器件的形成方法，包括：提供半導體基底，所述半導體基底上具有若干焊盤；在所述半導體基底上形成第一絕緣層，所述第一絕緣層具有暴露所述焊盤的第一開口；在所述焊盤上形成柱狀電極，所述柱狀電極包括本體和貫穿所述本體的通孔，所述通孔暴露焊盤表面；在所述柱狀電極上形成焊球，所述焊球包括位于柱狀電極頂部的金屬凸頭和填充滿所述通孔的填充部。

可選的，位于所述本體中的通孔的數量為1個，所述柱狀電極的通孔的半徑與本體的寬度的比值為的1/10~10/1。

可選的，其特征在于，位于所述本體中的通孔的數量大于1個，所述通孔在本體中獨立分布。

可選的，所述通孔在本體中呈直線分布、矩陣分布、同心圓分布、同心圓環分布、多邊形分布或者不規則分布。

可選的，所述柱狀電極形成的過程為：在所述第一開口的側壁和底部、以及第一絕緣層的表面形成種子層；在所述種子層的表面形成第一光刻膠層，所述第一光刻膠層填充滿第一開口；圖形化第一開口內的第一光刻膠層，形成暴露種子層表面的凹槽，凹槽中剩余的部分光刻膠作為第一光刻膠層立柱，第一光刻膠層立柱數量大于等于一個；在凹槽中填充金屬，形成柱狀電極的本體；去除第一光刻膠層立柱、以及本體之外的第一光刻膠層，第一光刻膠層立柱對應的位置形成通孔，所述通孔和本體構成柱狀電極；以所述柱狀電極為掩膜去除部分所述種子層。

可選的，在凹槽中填充滿金屬的工藝為電鍍工藝。

可選的，所述凹槽的外側側壁與第一開口的側壁重合。

可選的，所述柱狀電極的本體的外側表面與第一開口的側壁接觸，柱狀電極頂部表面與第一絕緣層的表面平齊或低于第一絕緣層的表面。

可選的，所述柱狀電極的本體的頂部表面以及內側側壁表面還形成有金屬阻擋層，金屬阻擋層的厚度小于通孔的半徑。

可選的，所述焊球的形成過程為：將印刷網板或不銹鋼板置于所述第一絕緣層表面，所述印刷網板或不銹鋼板具有暴露所述柱狀電極本體和通孔的第三開口；在所述第三開口和通孔內填充滿焊錫膏；移除所述印刷網板或不銹鋼板；對所述焊錫膏進行回流工藝，在柱狀電極頂部形成金屬凸頭和在通孔中形成填充部，所述金屬凸頭和填充部構成焊球。

可選的，所述凹槽的外側側壁位于第一開口內，凹槽外側側壁和第一開口之間為第一光刻膠層，柱狀電極的頂部表面高于第一絕緣層的表面。

可選的，去除所述第一光刻膠層后，所述柱狀電極的四周外側側壁與第一開口的四周側壁之間形成有環形刻蝕凹槽，環形刻蝕凹槽暴露出柱狀電極兩側的部分焊盤。