[發明專利]用于互連附著的跡線沾焊料技術

有效

• 申請號: 201380043314.3
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN104584206B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: R·庫瑪;O·J·比奇厄
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00;H01L23/498;H01L21/48;H05K3/34;H01L23/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李小芳

跡線沾焊料器件包括半導體基板表面上的導電跡線。導電跡線具有側壁和鍵合表面。跡線沾焊料器件還包括在導電跡線的至少一端上的鈍化層。跡線沾焊料器件還包括導電跡線的側壁和鍵合表面上的預焊材料。

相關申請的交叉引用

本申請主張以R.Kumar等人的名義于2012年8月16日提交的美國臨時專利申請No.61/684,129的權益，該臨時專利申請的公開內容通過整體引用被明確納入于此。

技術領域

本公開一般涉及集成電路(IC)。更具體地，本公開涉及用于細間距倒裝芯片的跡線沾焊料(solder on trace)技術。

背景技術

倒裝芯片技術是常規導線鍵合技術的替換方案。倒裝芯片技術使用面向上的芯片(或管芯)以及用于將芯片頂表面上的每個電焊盤連接到支撐基板的單獨導線。相反，倒裝芯片微電子組裝件使得能夠在芯片的電子組件與對應的支撐基板之間進行直接電連接。電子組件一般面朝下地(即，“倒裝地”)安裝在半導體芯片上，并且通過導電焊料凸塊被電子地且物理地連接到基板。倒裝芯片因為芯片通過焊料凸塊直接附著(電子地且物理地)到半導體基板、板或載體故而是有益的。

倒裝芯片可以通過包括將焊料凸塊放置在半導體基板上的工藝來制造。倒裝芯片組裝件的焊料凸塊提供從芯片到其上安裝芯片的半導體基板的導電路徑。凸塊還提供導熱路徑以將熱量從芯片傳送到半導體基板。凸塊一般提供芯片到半導體基板的機械安裝。凸塊還可以用作防止芯片和半導體基板連接器之間不想要的電連接的間隔。凸塊可以緩解芯片和半導體基板之間的機械應變。

遺憾的是，由于不能提供用于焊料凸塊的狹窄浸潤表面，在向管芯凸塊接頭提供足夠且可靠的半導體基板焊盤時，細間距倒裝芯片技術受到限制。如本文中所述，術語“浸潤”可以指液體保持粘附到固體表面以鍵合兩種材料的程度。在此情況下，半導體基板上的浸潤表面使得能夠進行倒裝芯片上的焊料凸塊與半導體基板上的鍵合焊盤或跡線之間的連接。

一種對半導體基板進行涂底以用于焊球連接的技術是涂敷焊劑材料。焊劑材料可以被涂敷到跡線/焊盤的氧化部分上以供再活化半導體基板上的跡線/焊盤從而與導電互連(例如，焊球)接合。遺憾的是，由于焊劑材料的釋氣作用，涂敷焊劑材料可在該過程中導致空洞。另一種技術是在半導體基板的跡線/焊盤上施加表面拋光來實現焊球連接。遺憾的是，使用表面拋光可能激活整個跡線，而不是用于與導電互連(例如，焊球)接合的特定鍵合區域。在此情況下，來自焊球的焊料可以浸潤超出特定鍵合區域的整個跡線/焊盤。整個跡線上的焊料浸潤可導致開路和/或橋接。

概述

根據本公開的一個方面，描述了跡線沾焊料器件。跡線沾焊料器件包括半導體基板表面上的導電跡線。導電跡線具有側壁和鍵合表面。跡線沾焊料器件還包括在導電跡線的至少一端上的鈍化層。跡線沾焊料器件還包括導電跡線的側壁和鍵合表面上的預焊材料。根據本公開的另一方面，描述了一種用于制造跡線沾焊料器件的方法。該方法包括對半導體基板的表面上的層開口，以暴露半導體基板的表面上的導電跡線上的有效鍵合區域。該方法還包括對半導體基板的整個表面涂敷膜抗蝕劑。該方法進一步包括去除膜抗蝕劑以暴露包括導電跡線的側壁和鍵合表面的導電跡線部分。此外，該方法包括在導電跡線的有效鍵合區域上涂敷預焊材料。該方法還包括使預焊材料回流以將預焊材料形成球狀(ball-up)。該方法進一步包括去除膜抗蝕劑以暴露沒有被預焊材料覆蓋的導電跡線部分。

根據本公開的又一方面，描述了跡線沾焊料器件。該跡線沾焊料器件包括設置在半導體基板表面上的用于互連的裝置。該互連裝置具有側壁和鍵合表面。跡線沾焊料器件還包括在互連裝置的至少一端上的用于鈍化的裝置。跡線沾焊料器件包括用于在互連裝置的側壁和鍵合表面上導電的裝置。