[发明专利]凸点及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及凸点及其形成方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。而集成电路封装不仅直接影响着集成电路、电子模块乃至整机的性能，而且还制约着整个电子系统的小型化、低成本和可靠性。在集成电路晶片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。

倒装芯片(flip chip)技术是通过在芯片表面形成的焊球，使芯片翻转与底板形成连接，从而减小封装尺寸，满足电子产品的高性能(如高速、高频、更小的引脚)、小外形的要求，使产品具有很好的电学性能和传热性能。

凸点(bump)制作技术是倒装芯片中的一个关键技术。现有技术中的凸点通常是焊料通过一定工艺沉积在芯片金属垫层上，经过一定温度回流形成的金属焊球，申请号为200510025198.X的中国专利申请文件提供了这种工艺。现有技术还可以采用金属线焊接(wire bond)的方式形成凸点，具体工艺：如图1所示，在半导体衬底100上形成第一金属层，所述第一金属层为Al、Cu或者它们的合金构成，所述第一金属层为采用物理气相沉积(PVD)方法制备，然后采用现有光刻和蚀刻技术图形化第一金属层，形成金属垫层104。

接着，在半导体衬底100和金属垫层204上形成钝化层102，所述钝化层202可以为氧化硅、氮化硅或苯并环丁烯(BCB)、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等高分子聚合物；然后采用现有的光刻和显影技术，在钝化层102上形成开口，所述开口暴露出金属垫层104。

参照图2，采用金属线焊接工艺向金属垫层104上打上金属导线106；回流含锡金属导线106，形成凸点。

然而采用金属线焊接工艺形成金属导线106的过程中会产生如图3所示的情况，由于打线时的偏差使金属导线106未能完全置于金属垫层104上，会多部分处于金属垫层104上，而少部分则偏移至钝化层102上。在打线过程中，会有压制的过程，导致金属垫层104上的钝化层102会被压裂，进而后续工作时发生短路现象，影响半导体器件的电性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种凸点及其形成方法，防止钝化层被压裂，产生短路现象。

为解决上述问题，本发明一种凸点的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有金属垫层和钝化层，所述金属垫层镶嵌于钝化层中；平坦化钝化层至露出金属垫层，所述钝化层与金属垫层表面齐平；采用金属线焊接工艺向金属垫层上形成金属导线；回流金属导线，形成凸点。

可选的，所述平坦化钝化层的工艺为化学机械研磨法或机械研磨法。

可选的，所述含锡金属导线的材料为共溶锡铅合金、高铅锡铅合金，锡银合金或锡银铜合金。

可选的，回流含锡金属导线的温度为220℃～350℃。

可选的，在所述金属垫层上形成金属导线之前还包括：在金属垫层上形成籽晶层。

可选的，所述籽晶层的材料为铜。

可选的，所述半导体衬底上依次形成有至少一层钝化层和至少一层金属垫层，所述各层钝化层与相应层的金属垫层的表面齐平。

本发明还提供一种凸点，包括：半导体衬底；位于半导体衬底上的金属垫层和钝化层，所述金属垫层与钝化层表面齐平；位于金属垫层上的凸点。

可选的，所述含锡金属导线的材料为共溶锡铅合金、高铅锡铅合金，锡银合金或锡银铜合金。

可选的，所述金属垫层与凸点之间还包括有籽晶层。

可选的，所述籽晶层的材料为铜。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：将钝化层平坦化至与金属垫层的表面齐平。避免了由于钝化层部分位于金属垫层上的的情形，在后续采用金属线焊接工艺向金属垫层上打上金属导线时，钝化层不会被压裂，有效防止了后续工作时发生短路现象，提高了半导体器件的电性能。

进一步采用化学机械研磨法平坦化钝化层，能将钝化层坦化至与金属垫层表面齐平，当用金属线焊接工艺向金属垫层上打上金属导线时，产生偏移，使金属导线部分落在钝化层上，也不会将钝化层压裂，避免了短路现象的产生，提高了半导体器件的电性能及可靠性。

附图说明

图1至图2是现有工艺制作凸点的示意图；

图3的现有工艺制作的凸点产生缺陷的效果图；

图4是本发明制作凸点的具体实施方式流程图；

图5、图6、图7a、图7b、图8a、图8b是本发明制作凸点的第一实施例示意图；