[發(fā)明專利]晶圓焊墊結(jié)構(gòu)及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010814822.9
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN114078795A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊鵬;王瑜彬;李斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣

一種晶圓焊墊結(jié)構(gòu)及其形成方法，包括：第一襯底，第一襯底包括器件結(jié)構(gòu)和電互連結(jié)構(gòu)；位于電互連結(jié)構(gòu)上的第一鈍化層；位于第一鈍化層上的第一保護(hù)層，第一鈍化層和第一保護(hù)層內(nèi)具有第一開口；位于第一開口內(nèi)的連接層；位于第一保護(hù)層和連接層上的焊墊結(jié)構(gòu)；位于所述焊墊結(jié)構(gòu)側(cè)面和頂部表面的第二保護(hù)層；位于第二保護(hù)層上的第二鈍化層。通過第一保護(hù)層和第二保護(hù)層包圍焊墊結(jié)構(gòu)，且第一保護(hù)層和第二保護(hù)層的硬度大于第一鈍化層和第二鈍化層的硬度。當(dāng)受到更大的沖擊力導(dǎo)致所述焊墊結(jié)構(gòu)發(fā)生遷移形變時(shí)，所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層不易受到較大的膨脹力而產(chǎn)生裂痕，進(jìn)而減小了外部水汽的進(jìn)入，以此提升最終形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓焊墊結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

晶圓級BGA(Wafer Lever BGA，WLBGA)封裝以BGA(Ball Grid Array)技術(shù)為基礎(chǔ)，是一種經(jīng)過改進(jìn)和提高的CSP封裝技術(shù)。晶圓級BGA技術(shù)以晶圓為加工對象，在晶圓上同時(shí)對多個(gè)芯片進(jìn)行封裝、老化以及測試，然后切割晶圓形成單個(gè)器件，該單個(gè)器件可以直接貼裝至基板或者印刷電路板上。

晶圓級BGA技術(shù)具有封裝尺寸小且支持的鍵合需求廣的優(yōu)點(diǎn)，使得晶圓級BGA技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，以晶圓級BGA技術(shù)封裝獲得的產(chǎn)品需求量也越來越大。

然而，現(xiàn)有技術(shù)在封裝過程中的所形成的晶圓焊墊結(jié)構(gòu)的性能仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種晶圓焊墊結(jié)構(gòu)及其形成方法，能夠有效的提升最終形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓焊墊結(jié)構(gòu)，包括：第一襯底，所述第一襯底包括器件結(jié)構(gòu)和電互連結(jié)構(gòu)；位于所述電互連結(jié)構(gòu)上的第一鈍化層；位于所述第一鈍化層上的第一保護(hù)層，所述第一鈍化層和所述第一保護(hù)層內(nèi)具有第一開口，所述第一開口暴露出所述電互連結(jié)構(gòu)的頂部表面；位于所述第一開口內(nèi)的連接層；位于所述第一保護(hù)層和所述連接層上的焊墊結(jié)構(gòu)，所述連接層連接所述焊墊結(jié)構(gòu)和所述電互連結(jié)構(gòu)；位于所述焊墊結(jié)構(gòu)側(cè)面和頂部表面的第二保護(hù)層；位于所述第二保護(hù)層上的第二鈍化層，所述第二鈍化層和所述第二保護(hù)層內(nèi)具有第二開口，所述第二開口暴露出所述焊墊結(jié)構(gòu)的頂部表面。

可選的，所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的硬度大于所述第一鈍化層和所述第二鈍化層的硬度。

可選的，所述第一保護(hù)層的材料包括：氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鍶、氧化鈦、摻氧的氮化硅、摻氮的碳化硅和低溫制程下的氧化硅中的一種或多種組合；所述第二保護(hù)層的材料包括：氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鍶、氧化鈦、摻氧的氮化硅、摻氮的碳化硅和低溫制程下的氧化硅中的一種或多種組合。

可選的，所述第一保護(hù)層厚度為50埃～1000埃；所述第二保護(hù)層厚度為50埃～1000埃。

可選的，所述焊墊結(jié)構(gòu)的厚度為2500埃～3500埃。

可選的，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層的材料包括：氧化硅和氮化硅。

可選的，所述第二鈍化層的厚度為600埃～1500埃。

可選的，還包括：位于所述第二鈍化層和所述焊墊結(jié)構(gòu)上的緩沖層。

可選的，所述緩沖層的材料包括：聚酰亞胺復(fù)合材料。

可選的，還包括：導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與所述焊墊結(jié)構(gòu)接觸。

可選的，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電柱或焊球。

可選的，所述導(dǎo)電柱包括：種子層以及位于所述種子層上的導(dǎo)電層。

可選的，所述導(dǎo)電層的材料包括：銅。

可選的，所述焊墊結(jié)構(gòu)的材料包括：鋁。

可選的，還包括：位于所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上的第二襯底。