[發(fā)明專利]電子器件、制造方法和電子器件制造裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210495330.3
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103212776A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 酒井泰治;今泉延弘
• 申請（專利權(quán)）人: 富士通株式會社
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B23K20/24;B23K20/26;H01L21/603;H01L23/488;H01R4/00;H01R43/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;全萬志

技術(shù)領(lǐng)域

本文討論的實施方案涉及電子器件、制造該電子器件的方法以及電子器件制造裝置。

背景技術(shù)

倒裝芯片安裝是在電路板上安裝半導(dǎo)體元件的方法之一。在倒裝芯片安裝中，電路板和半導(dǎo)體元件通過回流和連接形成在電路板和半導(dǎo)體元件的表面上的釬料凸點而彼此電連接和機(jī)械連接。

隨著釬料凸點的小型化，相鄰釬料凸點之間的距離變短。這可能導(dǎo)致通過回流而熔化的凸點之間的電短路。此外，由于釬料凸點的直徑隨著小型化而減小，所以流過釬料凸點的電流的密度增加。這可以顯著地引起其中釬焊材料沿著電流流動的電遷移。

為了避免該問題，代替使用這種使用釬料凸點的連接方法，提出了一種通過在電極上進(jìn)行熱壓接合而使電極(如銅凸點)接合，從而引起金屬材料在電極中的固相擴(kuò)散的方法。這種接合方法也被稱為固相擴(kuò)散接合。

與使用釬料凸點的連接方法不同，在固相擴(kuò)散接合中不需要通過回流來使電極熔化。因此，甚至當(dāng)相鄰電極之間的距離減小時，電極也不可能電短路。因此，固相擴(kuò)散接合有利于電子器件的小型化。

然而，在固相擴(kuò)散接合的過程中，為了促進(jìn)電極間的原子的擴(kuò)散而向半導(dǎo)體元件施加高溫和高壓。這可能損壞半導(dǎo)體元件。

與以下公開內(nèi)容相關(guān)的技術(shù)公開在日本公開特許公報號04-309474和05-131279中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種電子器件、制造電子器件的方法和電子器件制造裝置，以減少給電子元件帶來的損壞。

根據(jù)本文討論的一個方面，提供一種制造電子器件的方法，該方法包括：使第一電子元件的第一電極的頂表面暴露于有機(jī)酸、用紫外光照射第一電極的暴露于有機(jī)酸的頂表面以及通過對第一電極和第二電極進(jìn)行加熱和相互壓制來使第一電極和第二電子元件的第二電極接合。

根據(jù)本文討論的另一方面，提供一種電子器件，該電子器件包括：包括第一電極的第一電子元件和包括接合到第一電極的第二電極的第二電子元件，其中在第一電極和第二電極之間形成有晶體層。

根據(jù)本文討論的又一方面，提供一種電子器件制造裝置，該電子器件制造裝置包括：室、設(shè)置在該室中并且在其上放置具有電極的電子元件的平臺以及設(shè)置在室中并且配置為使用紫外光照射電極的紫外燈，其中該紫外燈設(shè)置在紫外燈能夠使用紫外光照射電極的頂表面的位置處。

根據(jù)本文所討論的再一方面，提供一種電子器件制造裝置，該電子器件制造裝置包括：第一室，在該第一室中，從包括在第一電子元件中的第一電極和包括在第二電子元件中的第二電極中至少之一的表面移除氧化膜；連接至第一室的第二室，在該第二室中使用紫外光照射第一電極和第二電極中的至少之一；接合器，該接合器連接到第二室并且配置為使第一電極和第二電極對準(zhǔn)；以及連接到接合器的第三室，在該第三室中對第一電子元件和第二電子元件進(jìn)行加熱和相互壓靠。

附圖說明

圖1是示出通過固相擴(kuò)散接合來接合電子元件的過程的橫截面圖；

圖2A至圖2C是在接合第一電極和第二電極的過程中的放大橫截面圖；

圖3是在第一實施方案中使用的電子器件制造裝置的配置圖；

圖4A至圖4K是在根據(jù)第一實施方案的制造過程中的電子器件的橫截面圖；

圖5是在第一實施方案中制造的電子器件的橫截面圖；

圖6A至圖6D是在根據(jù)第二實施方案的制造過程中的電子器件的橫截面圖；

圖7是用于說明在第二實施方案中的實驗結(jié)果的圖；

圖8是根據(jù)第三實施方案的電子器件制造裝置的橫截面圖；

圖9是根據(jù)第四實施方案的電子器件制造裝置的俯視圖；

圖10是根據(jù)第四實施方案的電子器件制造裝置的橫截面圖；

圖11A至圖11G是示出制造根據(jù)第四實施方案的電子元件的方法的橫截面圖；

圖12是根據(jù)第五實施方案的電子器件制造裝置的橫截面圖；和

圖13A至圖13E是根據(jù)第六實施方案的電子器件的橫截面圖。

具體實施方式

在描述實施方案之前描述準(zhǔn)備事項。

圖1是示出通過固相擴(kuò)散接合來接合電子元件的過程的橫截面圖。

在該實施例中，給出了接合第一電子元件30和第二電子元件40的情況的描述。

在這些電子元件中，第一電子元件30是電路板。第一電子元件30包括形成在第一硅襯底31的表面上的第一電極焊墊34a和第一鈍化膜33a。

在第一電極焊墊34a上，通過電鍍形成由銅制成的柱狀第一電極35a。柱狀電極也稱為凸點電極或柱電極。