[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201811352193.1
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN109637992B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 城直樹;清水完;脅山悟;林利彥;中村卓矢
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/31;H01L23/48;H01L27/146;H01L21/60
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 鹿屹;曹正建

本發明提供了一種半導體裝置及其制造方法，所述半導體裝置包括：第一半導體元件，具有第一電極、設置在所述第一電極上的第一金屬層、設置在所述第一金屬層上的第二金屬層和鈍化層；第二半導體元件，具有第二電極；以及微凸塊，設置在所述第一半導體元件與所述第二半導體元件之間，所述鈍化層覆蓋所述第一金屬層和所述第二金屬層各自的至少一部分。

本申請是國際申請日為2015年04月15日、發明名稱為“半導體裝置及其制造方法”的第201580006909.0號專利申請的分案申請。

相關申請的交叉參考

本申請要求于2014年4月23日提交的日本在先專利申請JP 2014-088804和于2014年12月18日提交的日本在先專利申請JP 2014-256186的權益，其全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本公開涉及一種半導體裝置及其制造方法，具體地，涉及一種其中堆疊的半導體元件的各電極經由Sn系焊接彼此電連接的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

在現有技術中，在經由半導體元件的堆疊構成的半導體裝置的制造過程中，使用Sn系焊料(SnAg等)微凸塊的形成技術來連接堆疊的半導體元件的各電極。

圖1是示意性示出在現有技術中的用來堆疊半導體元件的Sn系焊料微凸塊的形成技術的圖。

如圖1所示，在第一半導體元件1(即，一個半導體元件)上的Al PAD2的一部分露出，并且在其上形成有作為阻擋層金屬3的Ni等。在第二半導體元件4(即，另一個半導體元件)上形成有Sn系焊料微凸塊6，并且阻擋層金屬3和Sn系焊料微凸塊6經由甲酸還原彼此擴散連接。

圖2是示出了可以從Sn和阻擋層金屬獲得的各種金屬隨時間變化的理論擴散距離(在200℃下)的圖。如從圖2明顯看出的，在其中經由上述甲酸還原進行擴散連接的情況下，當考慮Sn系焊料的擴散性時，必須形成厚度為微米數量級(具體地，厚度為3微米以上)的阻擋層金屬3。

然而，在半導體裝置的制造過程中的晶片工藝中難以使厚度為微米數量級的阻擋層金屬3流動。

在PTL 1中公開的情況下，作為芯片接合技術，Ti用作Sn系焊料的阻擋層金屬，并且使用濺射技術形成在晶片工藝中可以流動的厚度大約為200納米的Ti。

[引用文獻列表]

[專利文獻]

[PTL 1]

日本未審查專利申請公開No.2006-108604

發明內容

[技術問題]

然而，在PTL 1所公開的方法中，當半導體元件經由芯片接合技術僅物理地彼此連接并且經歷由申請人進行的高溫放置試驗時，Sn系焊料和Ti之間的邊界的電阻由于合金生長或氧化等而增大。因此，根據PTL1所公開的方法，堆疊的半導體元件的各電極可以物理地彼此連接；然而，堆疊的半導體元件的各電極可能會未彼此電連接。

鑒于上述問題完成了本公開，并且根據本公開，堆疊的半導體元件的各電極可以電連接。

[問題的解決方案]

根據本公開的實施方案，提供了一種半導體裝置，包括：第一半導體元件，具有第一電極、設置在所述第一電極上的第一金屬層、設置在所述第一金屬層上的第二金屬層和鈍化層；第二半導體元件，具有第二電極；以及微凸塊，設置在所述第一半導體元件與所述第二半導體元件之間，所述鈍化層覆蓋所述第一金屬層和所述第二金屬層各自的至少一部分。