專利名稱：半導體器件的封裝件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體器件的封裝件。
背景技術：
封裝是指將器件或電路裝入保護外殼的工藝過程。封裝對于半導體芯片來說是至關重要的，因為半導體芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對半導體芯片的電路腐蝕，造成電氣性能下降。并且，封裝后的半導體芯片也利于安裝和運送。現有技術的半導體器件的封裝方法，包括:請參考圖1，提供芯片100，所述芯片100表面形成有集成電路和電連接集成電路的焊盤101 ；請參考圖2，形成位于所述芯片100表面的鈍化層103，所述鈍化層103具有暴露出焊盤101的開口 105 ；請參考圖3，通過所述開口 105 (圖2所示)在焊盤101表面形成焊球107。然而，現有技術形成的半導體器件的封裝件的性能不穩定，容易出現短路現象。更多關于半導體器件的封裝方法請參考公開號為“CN101154640A”的中國專利。
實用新型內容本實用新型解決的問題是提供一種半導體器件的封裝件，所述半導體器件的封裝件性能穩定，不易短路。為解決上述問題，本實用新型提供了一種半導體器件的封裝件，包括:芯片，所述芯片表面具有焊盤；位于所述芯片表面的鈍化層，所述鈍化層具有開口，所述開口暴露出部分焊盤；位于所述焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸；覆蓋所述凸點表面、且覆蓋開口底部焊盤表面的焊球。與現有技術相比，本實用新型的技術方案具有以下優點:一方面，所述焊球形成在凸點上，受重力、浸潤力和表面張力的影響，相鄰焊球間的間隙增大，半導體器件的封裝件不易出現短路現象，器件性能穩定；另一方面，由于凸點的尺寸小于開口的尺寸，所述焊球不僅覆蓋凸點的頂部，還覆蓋凸點的側壁，以及開口底部。所述焊球的底部形成裙擺狀的結構，有效增大了焊球與凸點間的接觸面積，從而增加了兩者的結合力，使得焊球的結合強度增加，提高了半導體器件的封裝件性能和良率。進一步的，還包括:覆蓋所述凸點的頂部、側壁以及開口底部的防擴散層，以及覆蓋所述防擴散層的浸潤層。所述防擴散層有效阻止了界面合金共化物的產生，所述浸潤層有效阻止了防擴散層的氧化，并提高了焊球與防擴散層間的結合強度，進一步提高了半導體器件的封裝件的性能和良率。
圖1-圖3是現有技術的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖；[0015]圖4是本實用新型第一實施例的半導體器件的封裝方法的流程示意圖；圖5-圖7是本實用新型第一實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖；圖8是本實用新型第二實施例的半導體器件的封裝方法的流程示意圖；圖9-圖12是本實用新型第二實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖；圖13是本實用新型第三實施例的半導體器件的封裝方法的流程示意圖；圖14-圖16是本實用新型第三實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖；圖17是本實用新型第四實施例的半導體器件的封裝方法的流程示意圖；圖18-圖20是本實用新型第四實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖。
具體實施方式
正如背景技術所述，現有技術形成的半導體器件的封裝件的性能不穩定，容易出現短路的現象。經過研究，發明人發現，現有技術直接在焊盤表面形成焊球，通常形成的焊球為半球形，所述焊球的直徑較大，導致相鄰焊球之間的間隙較小，所述間隙較小的焊球之間極易出現短路，影響半導體器件的封裝件的穩定性。經過進一步研究，發明人發現，首先在所述焊盤表面形成凸點，然后在所述凸點表面形成焊球時，受到重力、浸潤力與表面張力的影響，形成焊球的錫沿凸點側壁向下流動，所述焊球由半球形向球形過渡，相同質量的焊錫形成的焊球的直徑較現有技術的小，有助于增大相鄰焊球之間的間隙。然而，如果所述焊球僅覆蓋所述凸點的頂部，兩者的結合力可能不夠，焊球極易在后續進行踢球實驗時被踢掉，影響半導體器件的封裝件的良率。更進一步的，發明人發現，當所述焊球覆蓋凸點的頂部和側壁，并覆蓋部分焊盤時，焊球與凸點間的接觸面積增大，兩者的結合力增大；并且還有焊球覆蓋部分焊盤，進一步增大了焊球與凸點、焊盤間的結合力，可以有效提高半導體器件的封裝件的良率。為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的各具體實施方式
做詳細的說明。第一實施例請參考圖4，本實用新型第一實施例的半導體器件的封裝方法，包括:步驟S201，提供表面具有焊盤的芯片，所述芯片表面形成有鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分焊盤表面的開口；步驟S202，在所述開口內形成位于焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸；步驟S203，形成覆蓋所述凸點表面、且覆蓋開口底部焊盤表面的焊球。具體的，請參考圖5-圖8，圖5-圖8示出了本實用新型第一實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖。請參考圖5，提供表面具有焊盤301的芯片300，所述芯片300表面形成有鈍化層303，所述鈍化層303具有暴露出部分焊盤301的開口 305。所述芯片300用于為后續封裝工藝提供工作平臺。所述芯片300表面還具有與焊盤301電連接的集成電路，所述集成電路為滿足不同的功能需求而設計，所述集成電路通過與其電連接的焊盤301將電信號傳輸至外界。所述集成電路與焊盤301由沉積于芯片300表面的布線金屬層刻蝕后形成。在本實用新型的實施例中，所述集成電路與焊盤301在同一工藝步驟中形成，所述集成電路和焊盤301的材料為金、銀、銅等金屬材質。由于形成集成電路和焊盤301的工藝已為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。需要說明的是，在本實用新型的實施例中，金、銀和銅這三種材質與錫或錫合金件的浸潤性更好，當所述焊盤301的材料為金、銀或銅時，后續工藝中焊球更易覆蓋焊盤301表面，焊球的浸潤結合性能更好。所述鈍化層303的材料為氧化硅、氮化硅等，用于隔離集成電路，并保護焊盤301在后續工藝中受損或被氧化。所述鈍化層303的形成工藝為沉積工藝，例如化學氣相沉積工藝。由于形成鈍化層303的工藝已為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。所述鈍化層303內具有開口 305，所述開口 305暴露出焊盤301表面，用于為后續在焊盤301表面形成凸點提供工藝窗口。所述開口 305的形成工藝為刻蝕工藝，例如各向異性的干法刻蝕工藝。在本實用新型的實施例中，所述焊盤301的尺寸大于所述開口 305的尺寸。請參考圖6，通過所述開口 305形成位于所述焊盤301表面的凸點307，所述凸點307的尺寸小于所述開口 305的尺寸。發明人發現，現有技術直接在焊盤101 (圖3所示)表面形成焊球107 (圖3所示)，通常形成的焊球107的直徑較大，導致相鄰焊球107之間的間隙較小，所述間隙較小的焊球107之間極易出現短路，影響半導體器件的穩定性。經過進一步研究，發明人發現，首先在所述焊盤301表面形成凸點307，然后在所述凸點307表面形成焊球時，位于所述凸點307表面的焊球的體積較小，有助于增大相鄰焊球之間的間隙。所述凸點307的材料為導熱性能好的銅、金、銀、銅合金、銀合金或金合金等，后續所述凸點307表面用于形成直徑較小的焊球。在本實用新型的實施例中，所述凸點307的材料為銅，成本更低，且導電性能更佳，形成的凸點307的質量更好。所述凸點307的形成工藝為引線鍵合工藝，例如熱壓鍵合、超聲波鍵合或熱超聲鍵合。由于引線鍵合工藝形成的凸點307與焊盤301間的原始交界面處幾乎接近原子力的范圍，兩種金屬原子發生擴散，兩者結合的更加牢固。本實用新型的實施例中，采用熱超聲鍵合的工藝形成凸點307，增強了金屬間原始交界面的相互擴散和分子(原子)間作用力，金屬的擴散在整個界面上進行，實現凸點307的高質量焊接，形成的凸點307與焊盤301結合的更牢固，且形成工藝簡單。并且，為防止用作形成凸點307的銅絲在引線鍵合工藝中被氧化，所述引線鍵合工藝時，還包括:通入體積分數為95%的氮氣和體積分數為5%的氫氣。所述引線鍵合工藝中采用的劈刀為楔形或球形。考慮到形成的凸點307為柱狀，在本實用新型的實施例中，所述劈刀為球形，更利于形成柱狀的凸點307。需要說明的是，在本實用新型的而其他實例中，所述凸點307還可以采用電鍍工藝，或者采用沉積工藝和刻蝕工藝形成，以形成尺寸精確的凸點307，在此不再贅述。[0046]所述凸點307的尺寸W1小于所述開口 305的尺寸W2，用于后續形成覆蓋所述凸點307的頂部和側壁，以及開口 305底部焊盤301的焊球，以增加焊球與凸點307、焊盤301的結合力，提高焊球的強度。需要說明的是，所述凸點307的沿芯片表面方向的截面形狀為圓形、橢圓形、方形或三角形，本實施例中所說的凸點307的尺寸W1以及開口 305的尺寸W2，指的是圖7中示出的平行于芯片300表面方向的長度。請參考圖7，形成覆蓋所述凸點307表面、且覆蓋開口 305底部焊盤301表面的焊球 311。所述焊球311的材料為錫或錫合金。所述焊球311的形成工藝為植球工藝和回流焊接工藝，或者為印刷工藝和回流焊接工藝。由于凸點307的尺寸W1小于開口 305的尺寸W2，回流工藝時，熔融的錫受表面張力的作用，收縮成球狀結構，并且分布于金屬材料表面，即覆蓋開口 305底部的焊盤301，在所述開口 305底部形成裙擺結構(ankor狀)。本實用新型的實施例中，所述焊球311覆蓋凸點307表面(包括頂部表面和側表面)、且覆蓋開口 305底部的焊盤301表面，焊球311與凸點307、開口 305底部焊盤301的接觸面增大，其橫向和縱向抗拉力更大，增加了焊球311的結合強度。形成的焊球311的直徑進一步減小，增大了相鄰焊球311之間的間隙，進一步提高了半導體器件的封裝件的穩定性。本實用新型的第一實施例中，采用引線鍵合工藝形成凸點307，形成工藝簡單，且凸點307與焊盤301之間結合的更牢固。并且，由于凸點307的尺寸W1小于開口 305的尺寸W2，后續形成焊球311時，受重力和表面張力的作用，所述焊球311覆蓋凸點307的頂部、側壁以及開口 305底部的焊盤301，焊球311與凸點307、焊盤301的接觸面增大，增加了焊球311的結合強度，并且，形成的焊球311的直徑小，增大了相鄰焊球311間的間隙，更進一步提高了半導體器件的封裝件的穩定性。相應的，請繼續參考圖7，本實用新型第一實施例中形成的半導體器件的封裝件，包括:芯片300，所述芯片表面具有焊盤301 ;位于所述芯片表面的鈍化層303，所述鈍化層303具有開口 305，所述開口 305暴露出部分焊盤301 ;位于所述焊盤301表面的凸點307，所述凸點307的尺寸小于所述開口 305的尺寸；覆蓋所述凸點307表面、且覆蓋開口 305底部的焊球311表面。其中，所述焊盤301的尺寸大于所述開口 305的尺寸，所述焊盤301的材料為金、銀或銅等；所述凸點307的材料為導熱性能好的銅、金、銀、銅合金、金合金或銀合金等，本實用新型的實施例中，所述凸點307的材料為銅，成本低，且質量好；所述焊球311的材料為錫或錫合金，相鄰焊球311間的間隙小。本實用新型第一實施例中，所述凸點307的材料為銅，成本低，且銅的導電性更佳，凸點307層的質量好。焊球311不僅覆蓋凸點307的頂部的表面，還覆蓋凸點307的側表面、以及開口 305底部焊盤301表面，焊球311的直徑小，增大了相鄰焊球311間的間隙。并且，焊球311的接觸面積更大，其橫向和縱向抗拉力更大，提高了焊球311的結合強度，焊球311不易剝落，更進一步增加了半導體器件的封裝件的穩定性。第二實施例與本實用新型的第一實施例不同，在本實用新型的第二實施例中，所述凸點的頂部表面和側表面還形成有防擴散層，以防止凸點中的銅原子和焊球中的錫原子發生相互擴散，影響焊球的結合強度。并且，所述防擴散層表面還覆蓋有浸潤層，以提高防擴散層與焊球間的結合力。請參考圖8，本實用新型第二實施例中，所述半導體器件的封裝方法，包括:步驟S401，提供表面具有焊盤芯片，所述芯片表面形成有鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分焊盤表面的開口；步驟S402，在所述開口內形成位于焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸；步驟S403，形成覆蓋所述凸點表面的防擴散層；步驟S404，形成覆蓋所述防擴散層的浸潤層；步驟S405，形成覆蓋所述浸潤層、且覆蓋所述開口底部焊盤表面的焊球。具體的，請參考圖9-圖12，圖9-圖12示出了本實用新型第二實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖。請參考圖9，提供表面具有焊盤501的芯片500，所述芯片500表面形成有鈍化層503，所述鈍化層503具有暴露出部分焊盤501表面的開口 505;在所述開口 505內形成位于焊盤501表面的凸點507，所述凸點507的尺寸小于所述開口 505的尺寸。其中，所述凸點507的材料為銅，以降低成本，提高凸點507的質量。請參考圖10，形成覆蓋所述凸點507的頂部、側壁的防擴散層513。發明人發現，當所述凸點507的材料為銅，所述焊球的材料為錫或錫合金時，如果直接在凸點507表面形成焊球，凸點507中的銅原子和焊球中的錫原子之間容易發生擴散，形成錫銅界面合金共化物和空洞，所述錫銅界面合金共化物具有脆性，降低了焊球與凸點507之間的結合強度。因此，本實用新型的實施例中，還包括:形成覆蓋所述凸點507的頂部和側壁的防擴散層513，用于阻止銅原子和錫原子的相互擴散。所述防擴散層513的材料為鎳，用于防止凸點507中的銅原子和焊球中的錫原子發生相互擴散。并且，為有效阻止凸點507中的銅原子和焊球中的錫原子發生相互擴散，所述防擴散層513的厚度為0.05微米-10微米，較好的，為0.5微米-5微米。在本實用新型的實施例中，所述防擴散層513的材料為鎳錫，所述防擴散層513的厚度為I微米-3微米，例如3微米，既較好的防止了銅原子和錫原子的相互擴散，又滿足高度集成化的要求。本實用新型的實施例中，所述防擴散層513的形成步驟包括:形成覆蓋所述鈍化層503、焊盤501、以及凸點507的頂部和側壁的防擴散薄膜(未圖示)；形成第一掩膜層(未圖示)，所述第一掩膜層僅覆蓋凸點507的頂部和側壁的防擴散薄膜；以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕所述防擴散薄膜，直至暴露出焊盤501和鈍化層503 ;在刻蝕所述防擴散薄膜后，去除所述第一掩膜層。需要說明的是，在本實用新型的其他實例中，還可以采用其他的沉積、刻蝕工藝形成防擴散層513，只要能達到防擴散層513覆蓋凸點507的頂部和側壁即可，在此不再贅述。請參考圖11，形成覆蓋所述防擴散層513的浸潤層515。發明人發現，上述防擴散層513中的鎳極易被氧化，而且防擴散層513與焊球之間的結合力較為有限，后續形成的焊球的強度也較為有限，不易通過踢球實驗的檢測。因此，發明人發現，可以通過在所述防擴散層513表面覆蓋與防擴散層513和焊球的結合性均較好的浸潤層515作為過渡，有效增大了焊球與凸點507間的結合性能。并且，在形成防擴散層513后，立即形成所述浸潤層515，形成防擴散層513后到形成浸潤層515之間的時間間隔小于3分鐘，還可以更有效防止防擴散層513的氧化，進一步提高了半導體器件的封裝件的性能。所述浸潤層515的材料中至少包括錫元素、金元素或銀元素，所述浸潤層515的厚度為0.05微米-3微米，以提高其與防擴散層513、焊球的結合力。在本實用新型的實施例中，所述浸潤層515的材料為錫，其厚度為I微米，所述浸潤層515后續與同材質的焊球間可更好的結合浸潤。所述浸潤層515的形成步驟包括:形成覆蓋所述防擴散層513、鈍化層503和焊盤501的種子薄膜(未圖示)；形成第二掩膜層(未圖示)，所述第二掩膜層僅覆蓋防擴散層513表面的種子薄膜；以所述第二掩膜層為掩膜，刻蝕所述種子薄膜，直至暴露出焊盤501和鈍化層503 ;在刻蝕所述種子薄膜后，去除所述第二掩膜層。在本實用新型的實施例中，所述第一掩膜層和第二掩膜為同一掩膜層，刻蝕所述防擴散薄膜和種子薄膜在同一工藝步驟中形成，有效節省了工藝步驟。需要說明的是，在本實用新型的其他實例中，還可以采用其他的沉積、刻蝕工藝形成浸潤層515，只要能達到浸潤層515覆蓋防擴散層513即可，在此不再贅述。需要說明的是，在本實用新型的其他實施例中，還可以不形成浸潤層515，直接在防擴散層513表面和開口 505底部形成焊球，在此不再贅述。請參考圖12，形成覆蓋所述浸潤層515、且覆蓋所述開口 505底部的焊球511。本實用新型的第二實施例中，所述焊球511覆蓋凸點507表面、且覆蓋焊盤501表面，形成底部為裙擺狀的結構。所述焊球511與焊盤501接觸，焊球511與凸點507、焊盤501的接觸面積增大，焊球511與焊盤501間的結合力變強，有利于提高焊球511的強度。所述焊球511的形成工藝請參考本實用新型第一實施例的相關描述，在此不再贅述。上述步驟完成之后，本實用新型第二實施例的半導體器件的制作完成。除了具有本實用新型第一實施例中的優點外，由于在形成焊球511前，在所述凸點507表面形成防擴散層513和浸潤層515，有效防止了焊球511中的錫和凸點507中的銅相互擴散，提高了焊球511的強度，形成的半導體器件的封裝件的穩定性進一步得到提高。相應的，請繼續參考圖12，發明人還提供了一種半導體器件的封裝件，包括:芯片500，所述芯片表面具有焊盤501 ;位于所述芯片500表面的鈍化層503，所述鈍化層503具有開口 505，所述開口 505暴露出部分焊盤501 ;位于所述焊盤501表面的凸點507，所述凸點507的尺寸小于所述開口 505的尺寸；覆蓋所述凸點507表面的防擴散層513 ;覆蓋所述防擴散層513的浸潤層515 ;覆蓋所述浸潤層515和開口 505底部的焊球511。其中，所述防擴散層513的材料為鎳，用于防止凸點507中的銅原子和焊球中的錫原子發生相互擴散；所述防擴散層513的厚度為0.05微米-10微米，較佳的，為0.5微米-5微米。本實用新型第二實施例中，所述防擴散層513的材料為鎳，其厚度為I微米-3微米。所述浸潤層515的材料中至少包括錫元素、金元素或銀元素，用于防止防擴散層513的氧化，并提高其與防擴散層513、焊球的結合力。所述浸潤層515的厚度為0.05微米-3微米。本實用新型的第二實施例中，所述浸潤層515的材料為錫，所述浸潤層515的厚度為I微米。[0084]更多關于本實用新型第二實施例中半導體器件的封裝件的相關描述，請參考本實用新型第一實施例和第二實施例中方法部分的描述，在此不再贅述。第三實施例與本實用新型的第二實施例略有不同，防擴散層不僅覆蓋凸點的表面，還覆蓋開口內的焊盤表面，形成裙擺結構，以使得形成焊球時焊球更易覆蓋到焊盤表面，進一步提高焊球的強度。請參考圖13，本實用新型第三實施例的半導體器件的封裝方法，包括:步驟S601，提供表面具有焊盤的芯片，所述芯片表面形成有鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分焊盤表面的開口；步驟S602，在所述開口內形成位于焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸；步驟S603，形成覆蓋所述凸點表面、且覆蓋開口底部焊盤表面的防擴散層；步驟S604，形成覆蓋所述防擴散層的浸潤層；步驟S605，形成覆蓋所述浸潤層的焊球。具體的，請參考圖14-圖16，圖14-圖16示出了本實用新型第三實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖。請參考圖14，提供表面具有焊盤701的芯片700，所述芯片700表面形成有鈍化層703，所述鈍化層703具有暴露出部分焊盤701表面的開口 705 ;在所述開口 705內形成位于所述焊盤701表面的凸點707，所述凸點707的尺寸小于所述開口 705的尺寸。所述焊盤701的材料為鋁、金、銀或銅，這幾種金屬與鎳之間的浸潤結合性好，后續形成鎳合金的防擴散層713時，所述防擴散層713更易覆蓋整個焊盤701表面。請繼續參考圖14，形成覆蓋所述凸點707表面、且覆蓋開口 705底部焊盤701表面的防擴散層713。發明人發現，后續焊球中的錫與焊盤701間的金屬原子也存在擴散現象。因此，與第二實施例不同，所述防擴散層713除了覆蓋凸點707的頂部和側壁外，還覆蓋焊盤701表面，以防止焊球中的錫與焊盤701中的金屬原子擴散，形成界面合金共化物。進一步提高了焊球的強度。所述防擴散層709材料為鎳，其形成工藝較佳的為化學鍍工藝(化學鍍形成防擴散層713時，鎳薄膜既覆蓋凸點707表面，又覆蓋焊盤701 )，化學工藝簡單，且不易短路，形成的半導體器件的封裝件的穩定性好。請參考圖15，形成覆蓋所述防擴散層713的浸潤層715。所述浸潤層715的材料中至少包括錫元素、金元素或銀元素，所述浸潤層715的厚度為0.05微米-3微米，以提高其與防擴散層713、焊球的結合力。在本實用新型的實施例中，所述浸潤層715的材料為錫，其厚度為I微米。同樣地，為節省工藝步驟，并防止各凸點707間發生短路，所述浸潤層715的形成工藝與所述擴散層713的形成工藝相同，為化學鍍工藝。需要說明的是，在本實用新型的其他實施例中，在形成浸潤層715前，還可以在所述防擴散層713表面形成其他功能層，在此不再贅述。請參考圖16，形成覆蓋所述浸潤層715的焊球711。所述焊球711覆蓋所述浸潤層715,由于所述浸潤層715覆蓋凸點707的表面(頂部表面和側表面)，因此，所述焊球711覆蓋所述凸點707的表面，形成底部形狀為裙擺狀。本實用新型的實施例中，由于浸潤層715的存在，形成的焊球711更易覆蓋焊盤701表面，焊球711與浸潤層715、焊盤701的接觸面積增大，有效增加了焊球711與浸潤層715、焊盤701間的結合力，提高了焊球711的強度。更多所述焊球711的封裝方法和步驟，請參考本實用新型第二實施例中的相關描述，在此不再贅述。上述步驟完成后，本實用新型第三實施例的半導體器件的制作完成。采用化學鍍的工藝形成覆蓋凸點707的頂部和側壁、以及焊盤701的防擴散層713，形成的半導體器件不易短路，穩定性好，且形成工藝簡單。在形成防擴散層713后，依次形成覆蓋防擴散層713的浸潤層715，覆蓋所述浸潤層715的焊球711。避免了焊球711中的錫與焊盤701中金屬原子間的擴散，進一步提高了焊球711的強度。相應的，請繼續參考圖16，發明人還提供了一種半導體器件的封裝件，包括:芯片700，所述芯片表面具有焊盤701 ;位于所述芯片700表面的鈍化層703，所述鈍化層703具有開口 705，所述開口 705暴露出部分焊盤701 ;位于所述焊盤701表面的凸點707，所述凸點707的尺寸小于所述開口 705的尺寸；覆蓋所述凸點707表面、且覆蓋開口 705底部的焊盤701表面的防擴散層713 ;覆蓋所述防擴散層713的浸潤層715 ;覆蓋所述浸潤層715表面的焊球711。其中，所述防擴散層713不僅覆蓋凸點707的頂部和側壁，還覆蓋焊盤701表面，因此，所述防擴散層713可以有效防止焊球711中的錫原子與凸點707中的銅原子、以及焊盤701中的金屬原子相互擴散，焊球701的強度進一步增強。所述浸潤層715覆蓋所述防擴散層713表面，即所述浸潤層715覆蓋凸點707的頂部和側壁、以及焊盤701表面，有效阻止防擴散層713的氧化，并增強焊球711的強度。所述焊球711覆蓋浸潤層715表面，即覆蓋所述凸點707的頂部和側壁、以及焊盤701表面。受重力和表面張力的作用，所述焊球711為球狀，且所述焊球711底部為裙擺狀，其強度高，對應的半導體器件的封裝件的穩定性好。更多關于本實用新型第三實施例中的相關描述，請參考本實用新型第一或第二實施例，在此不再贅述。與第二實施例的半導體器件不同，除了具有本實用新型第一、第二實施例的優點夕卜，半導體器件的防擴散層還覆蓋焊盤表面，有效阻止焊球中的錫與焊盤中的金屬原子相互擴散，焊球與焊盤的結合度好，焊球的強度大，半導體器件的性能穩定。第四實施例與前述實施例不同，出于高密度產品的需求考慮，在本實用新型的第四實施例中，凸點通過多次鍵合工藝形成，形成的凸點為多層堆疊結構，且為保證最終形成的多個凸點高度一致，具有較好的共面性，每次鍵合工藝后需要進行壓平處理。請參考圖17，本實用新型第四實施例中，半導體器件的封裝方法，包括:步驟S801，提供表面具有焊盤的芯片，所述芯片表面形成有鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分焊盤表面的開口；步驟S802，在所述開口內形成位于焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸，且所述凸點為多層堆疊結構；[0117]步驟S803，形成覆蓋所述凸點表面、且覆蓋開口底部焊盤表面的防擴散層；步驟S804，形成覆蓋所述防擴散層的浸潤層；步驟S805，形成覆蓋所述浸潤層的焊球。具體的，請參考圖18-圖20，圖18-圖20示出了本實用新型第四實施例的半導體器件的封裝過程的剖面結構示意圖。請參考圖18，提供表面具有焊盤901和集成電路的芯片900，所述焊盤901與集成電路電連接，所述芯片900表面形成有鈍化層903，所述鈍化層903具有暴露出部分焊盤901 的開口 905。所述芯片900用于為后續工藝提供工作平臺；所述焊盤901和集成電路的材料為鋁、銅、金或銀。請參考圖19，在所述開口 905(如圖18所示)內形成位于焊盤901表面的凸點907，所述凸點907的尺寸小于所述開口 905的尺寸，且所述凸點907為多層堆疊結構。經過研究，發明人發現，所述凸點907除了可以為單層結構外，還可以為多層堆疊結構，以滿足不同的工藝和產品設計需求，例如，為滿足高密度產品的需求，工業要求形成的半導體器件的封裝件的凸點高6微米，而一次引線鍵合工藝形成的子凸點為3微米，則需要2次引線鍵合工藝。所述凸點907包括多個子凸點，例如2-5個。所述凸點907的形成工藝為沉積工藝和刻蝕工藝或者所述凸點907的形成工藝為引線鍵合工藝。在本實用新型的實施例中，所述凸點907包括位于所述焊盤901表面的第一子凸點9071，以及覆蓋所述第一子凸點9071表面的第二子凸點9072，以滿足不同的工藝和產品設計需求。為節省工藝 步驟，所述第一子凸點9071、第二子凸點9072的材料相同，均為銅，且所述第一子凸點9071、第二子凸點9072形成工藝相同，均為引線鍵合工藝。為保證最終形成的凸點907高度一致，具有較好的共面性，還包括對引線鍵合工藝后形成的各個凸點907進行壓平。在本實用新型的實施例中，在每次引線鍵合工藝后，均進行一次壓平的工藝步驟。即采用引線鍵合工藝形成第一子凸點9071后，對各個第一子凸點9071進行壓平，使各第一子凸點9071的高度一致；然后采用引線鍵合工藝在壓平后的第一子凸點9071表面形成第二子凸點9072，再對形成的第二子凸點9072進行壓平，使最終形成的各凸點907的高度更趨于一致，共面性更好，后續形成的半導體器件的性能優越。需要說明的是，在本實用新型的第四實施例中，還包括對形成的凸點907進行退火，使堆疊的子凸點間結合的更好，在此不再贅述。需要說明的是，在本發明的其他實施例中，所述凸點包括多層堆疊的子凸點，位于頂部的子凸點包括子凸點本體和位于所述子凸點本體表面的子凸點尾部(未圖示)，其中，所述子凸點尾部為引線鍵合工藝中起弧后形成，所述子凸點尾部的高度為子凸點本體高度的0.005^1.5倍，以利于后續進一步增大焊球與底部各層的接觸面積，進一步增強焊球的結合性。請參考圖20，形成覆蓋所述凸點907表面、且覆蓋開口 905底部焊盤901的防擴散層913 ;形成覆蓋所述防擴散層913的浸潤層915 ;形成覆蓋所述浸潤層915的焊球911。所述防擴散層913的材料為鎳，用于防止凸點907中的銅原子和焊球中的錫原子發生相互擴散；所述防擴散層913的厚度為0.05微米-10微米，較佳的，為0.5微米-5微米，最佳的，為I微米-3微米；所述浸潤層915的材料中至少包括錫元素、金元素或銀元素，用于防止防擴散層913的氧化，并提高其與防擴散層913、焊球的結合力，所述浸潤層915的厚度為0.05微米-3微米；所述焊球911的材料為錫或錫合金，所述焊球911為球狀，且其底部為裙擺狀。更多關于本實用新型第四實施例的相關描述，請結合參考本實用新型第一、二、三實施例，在此不再贅述。上述步驟完成后，本實用新型第四實施例的半導體器件的封裝件的制作完成。由于形成了多層堆疊結構的凸點，滿足不同的工藝和產品設計需求。并且，采用引線鍵合工藝形成凸點時，每形成一子凸點，即進行一次壓平，最終形成的凸點的高度一致，共面性好，形成的半導體器件的封裝件的性能好。相應的，請參考圖20，在本實用新型的第四實施例中，發明人還提供了一種半導體器件的封裝件，包括:芯片900，所述芯片表面具有焊盤901 ;位于所述芯片900表面的鈍化層903，所述鈍化層903具有開口 905 (如圖18所示)，所述開口 905暴露出部分焊盤901 ；位于所述焊盤901表面的凸點907，所述凸點907的尺寸小于所述開口 905的尺寸、且所述凸點907為多層堆疊結構；覆蓋所述凸點907表面、且覆蓋開口 905底部的焊盤901表面的防擴散層913 ;覆蓋所述防擴散層913的浸潤層915 ;覆蓋所述浸潤層915的焊球911。其中，所述凸點907包括多個堆疊的子凸點，以滿足不同的工藝和產品設計需求。在本實用新型的第四實施例中，所述凸點907包括:位于所述焊盤901表面的第一子凸點9071 ;以及覆蓋所述第一子凸點9071的第二子凸點9072。在本實用新型的實施例中，所述第一子凸點9071和第二子凸點9072的材料相同，均為銅，以節省成本。需要說明的是，所述第一子凸點9071和第二子凸點9072各自的尺寸也可以相同或不同。所述防擴散層913覆蓋所述第二子凸點9072的頂部和側壁、第一子凸點9071的側壁、以及焊盤901表面。所述防擴散層913的材料為鎳，厚度為I微米-3微米；所述浸潤層915覆蓋所述防擴散層913，即覆蓋所述第二子凸點9072的頂部和側壁、第一子凸點9071的側壁、以及焊盤901表面。所述浸潤層915的材料中至少包括錫元素或金元素，所述浸潤層915的厚度為0.05微米-3微米。所述焊球911覆蓋所述浸潤層915，即覆蓋所述第二子凸點9072的頂部和側壁、第一子凸點9071的側壁、以及焊盤901表面。受重力、浸潤力和表面張力的影響，所述焊球911的形狀為球狀，且其底部為裙擺狀。需要說明的是，在本發明的其他實例中，所述凸點還可以包括多個堆疊的子凸點，位于頂部的子凸點包括子凸點本體和子凸點尾部。焊球與此種頂部具有子凸點尾部的凸點間接觸面積更大，形成的焊球的強度更高。本實用新型的第四實施例中，半導體器件除了具有前述實施例的優點外，還包括:凸點為多層堆疊結構，滿足不同的工藝和產品設計需求。綜合上述實施例，本實用新型的技術方案具有以下優點:一方面，所述焊球形成在凸點上，受重力、浸潤力和表面張力的影響，相鄰焊球間的間隙增大，半導體器件的封裝件不易出現短路現象，器件性能穩定；另一方面，由于凸點的尺寸小于開口的尺寸，所述焊球不僅覆蓋凸點的頂部，還覆蓋凸點的側壁，以及開口底部。所述焊球的底部形成裙擺狀的結構，有效增大了焊球與凸點間的接觸面積，從而增加了兩者的結合力，使得焊球的結合強度增加，提高了半導體器件的封裝件性能和良率。[0140]進一步的，還包括:覆蓋所述凸點的頂部、側壁以及開口底部的防擴散層，以及覆蓋所述防擴散層的浸潤層。所述防擴散層有效阻止了錫銅界面合金共化物的產生，所述浸潤層有效阻止了防擴散層的氧化，并提高了焊球與防擴散層間的結合強度，進一步提高了半導體器件的封裝件的性能和良率。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求所界定的范圍為準。
權利要求1.一種半導體器件的封裝件，其特征在于，包括: 芯片，所述芯片表面具有焊盤； 位于所述芯片表面的鈍化層，所述鈍化層具有開口，所述開口暴露出部分焊盤； 位于所述焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸； 覆蓋所述凸點表面、且覆蓋開口底部焊盤表面的焊球。
2.如權利要求1所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，還包括:覆蓋所述凸點的頂部和側壁的防擴散層，所述焊球位于防擴散層表面。
3.如權利要求2所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，所述防擴散層還覆蓋開口底部的焊盤。
4.如權利要求2所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，所述防擴散層的厚度為0.05微米-10微米。
5.如權利要求2所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，所述防擴散層的厚度為I微米-3微米。
6.如權利要求2或3所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，還包括:覆蓋所述防擴散層的浸潤層，所述焊球位于浸潤層表面。
7.如權利要求6述的半導體器件的封裝件，其特征在于，浸潤層的厚度為0.05微米-3微米。
8.如權利要求1所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，所述凸點包括單個或多個堆疊的子凸點。
9.如權利要求1所述的半導體器件的封裝件，其特征在于，所述凸點包括多個堆疊的子凸點，位于頂部的子凸點包括子凸點本體和位于所述子凸點本體表面的子凸點尾部。
專利摘要一種半導體器件的封裝件，包括芯片，所述芯片表面具有焊盤和集成電路，所述焊盤與集成電路電連接；位于所述芯片表面的鈍化層，所述鈍化層具有開口，所述開口暴露出部分焊盤；位于所述焊盤表面的凸點，所述凸點的尺寸小于所述開口的尺寸；覆蓋所述凸點的頂部、側壁以及開口底部的焊球。本實用新型中的半導體器件的封裝件不易短路，且焊球與凸點間的結合強度高，半導體器件封裝件的性能穩定。
文檔編號H01L23/498GK203013710SQ201220586770
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者林仲珉, 王洪輝 申請人:南通富士通微電子股份有限公司