[发明专利]半导体器件及其制造方法和具有该半导体器件的倒装芯片封装及其制造方法

说明书

本申请依据35U.S.C.§119要求于2007年8月30日在韩国知识 产权局(KIPO)提交的韩国专利申请10-2007-0087663的优先权，其 内容通过引用其全部而并入这里。

技术领域

本发明一般地涉及一种半导体器件、制造该半导体器件的方法、 具有该半导体器件的倒装芯片封装和制造该倒装芯片封装的方法。更 具体地，本发明涉及一种具有导电凸块的半导体器件、制造该半导体 器件的方法、具有该半导体器件的倒装芯片封装和制造该倒装芯片封 装的方法。

背景技术

一般地，可以在晶片上进行各种半导体制作工艺来形成多个半导 体芯片。为了将半导体芯片安装在印刷电路板(PCB)上，可以在晶片 上进行封装工艺来形成半导体封装。

作为示例，一种类型的半导体封装可以是倒装芯片封装。倒装芯 片封装可包括彼此面对设置的半导体芯片和衬底。半导体芯片的焊盘 和衬底的焊盘可以通过导电凸块以一对一的关系彼此电连接。底部填 充层可以形成在半导体芯片和衬底之间，以保护导电凸块不受外部冲 击。因此，制造倒装芯片封装的方法可包括在半导体芯片的焊盘上形 成导电凸块的工艺。

根据形成导电凸块的传统方法，保护层图形形成在半导体芯片上 以暴露半导体芯片的焊盘。凸块下金属(UBM)层形成在保护层图形 上以电连接焊盘和UBM层。可以在UBM层上进行电镀工艺以在UBM 层上形成导电凸块。

这里，半导体芯片可具有保护环。保护环可包括用于防止导电离 子或电流突然流动进入到半导体芯片中的金属层。

被配置为接收保护环的沟槽可以沿半导体芯片的边缘部分形成。 保护环可与焊盘一起形成。例如，金属层可以在半导体芯片的上表面 和沟槽的内表面上形成。金属层可以被部分地蚀刻，以在半导体芯片 的上表面上形成焊盘并且在沟槽的内表面上形成保护环。绝缘层图形 可以在半导体芯片上形成。UBM层可以在绝缘层图形上形成。

因此，UBM层可以沿沟槽的内表面形成。这里，保护环在沟槽上 端的一部分可以具有大于保护环在沟槽内表面上的其它部分的厚度的 厚度。因此，UBM层在沟槽上端之上的一部分可以具有大于UBM层 在沟槽内表面上的其它部分的厚度的厚度。其结果是，UBM层在沟槽 下端的一部分可以具有相对薄的厚度。

UBM层的厚度差可以导致导电凸块的尺寸差。具体地，在用于形 成导电凸块的电镀工艺中，电流可以流动通过UBM层。然而，足够量 的电流不会流动通过UBM层的薄的部分，从而UBM层的薄的部分可 以具有增大的电阻。其结果是，被安置于保护环之前和之后的凸块上 的导电凸块可以具有不同的尺寸。这里，具有相对较小尺寸的导电凸 块可以具有比具有相对较大尺寸的导电凸块的接触区小的接触区，从 而倒装芯片封装会具有不好的电接合可靠性。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种包括导电凸块的半导体器件，通 过不管UBM层的厚度差，提供通过UBM层的均匀的电流而使所述导 电凸块具有基本相同的尺寸。

此外，根据本发明的另外的方面，提供了一种制造上述半导体器 件的方法。

另外，根据本发明的方面，提供了一种包括上述的半导体器件的 倒装芯片封装。

此外，根据本发明的方面，提供了一种制造上述倒装芯片封装的 方法。

根据本发明一个方面的半导体器件包括半导体芯片、保护层图形、 凸块下金属(UBM)层和导电凸块。半导体芯片包括焊盘和保护环。 保护层图形形成在半导体芯片上，并暴露焊盘和保护环。UBM层形成 在保护层上并直接与焊盘和保护环接触。导电凸块形成在焊盘上的 UBM层的一部分上。

半导体芯片可进一步包括绝缘层图形，绝缘层图形具有在其中形 成的沟槽。保护环可以部分形成在沟槽的内表面和与沟槽相邻的绝缘 层图形的上表面上。

保护层图形可具有形成在其中的暴露保护环的开口。开口可以被 UBM层填充。

替代地，保护层图形可具有形成在其中的完全暴露保护环地开口。 该开口可以被UBM层填充。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造半导体器件的方法。制 备具有焊盘和保护环的半导体芯片。保护层图形形成在半导体芯片上， 以暴露焊盘和保护环。UBM层形成在保护层上。UBM层直接接触焊 盘和保护环。在焊盘上的UBM层的一部分上形成导电凸块。