[发明专利]连接件位点间隔的设计方案及得到的结构

说明书

本申请要求于2012年5月30日提交的名称为“Design Scheme for Connector Site Spacing and Resulting Structures(连接件位点间隔的设计方案及得到的结构)”的申请号为61/653,277的美国临时申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，更具体而言，涉及钝化层、凸块下金属化层和在接触焊盘上形成的铜柱。

背景技术

通常，半导体管芯可以通过一种利用外部连接的封装类型与该半导体管芯外部的其他器件连接。可以通过以下方式形成外部连接：首先形成与半导体管芯上的接触焊盘电连接的凸块下金属化层，然后在凸块下金属化层上放置其他导电材料。位于凸块下金属化层和接触焊盘之间的可以是用于保护和支撑半导体管芯的结构的钝化层。一旦处于合适的位置，其他导电材料可以被放置成与外部器件物理接触，由此半导体器件可以与外部器件接合。通过这种方式，可以在半导体管芯和诸如印刷电路板或另一半导体管芯等外部器件之间建立物理接触和电接触。

然而，构成凸块下金属化层、钝化层和接触焊盘的材料是用不同的工艺形成的不同类型的材料并且在彼此的顶部上制造而且可以包括非常不同类型的材料，诸如介电材料、金属化材料、蚀刻停止材料、阻挡层材料和在半导体管芯的形成中使用的其他材料。这些不同材料中的每一种都具有彼此互不相同的独特性能，这可能导致对每一层中的材料施加显著的应力。如果不加控制，这些应力可能导致例如在接触焊盘和凸块下金属化层之间的钝化层内形成裂纹。这些裂纹可能在半导体管芯的制造工艺期间或在其预期应用期间损伤或甚至毁坏半导体管芯。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一方面，提供了一种半导体器件，包括：具有第一直径的接触焊盘；和与所述接触焊盘电连接的凸块下金属化层，所述凸块下金属化层具有第二直径，其中所述第二直径比所述第一直径大第一距离，所述第一距离为约5μm。

所述的半导体器件还包括至少部分地位于所述接触焊盘和所述凸块下金属化层之间的第一钝化层。

所述的半导体器件还包括穿过所述钝化层的开口，其中所述凸块下金属化层延伸穿过所述开口与所述接触焊盘接触，所述开口具有第三直径，其中所述第三直径比所述第一直径小第二距离，所述第二距离为约10μm。

在所述的半导体器件中，所述第一距离和所述第二距离之和大于约15μm。

所述的半导体器件，还包括在所述凸块下金属化层上形成的外部接触件。

在所述的半导体器件中，所述外部接触件是铜柱。

在所述的半导体器件中，所述接触焊盘是铝。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：位于衬底上的接触焊盘，所述接触焊盘具有第一尺寸；至少部分地位于所述接触焊盘上方的钝化层；穿过所述钝化层的开口，所述开口具有第二尺寸；以及延伸穿过所述开口接触所述接触焊盘的凸块下金属化层，所述凸块下金属化层具有第三尺寸，其中所述第三尺寸比所述第一尺寸大第一数值，所述第一数值大于约5μm。

在所述的半导体器件中，所述第一尺寸比所述第二尺寸大第二数值，所述第二数值大于约10μm。

在所述的半导体器件中，所述第一数值和所述第二数值之和大于约15μm。

所述的半导体器件还包括位于所述凸块下金属化层上方的外部接触件。

在所述的半导体器件中，所述外部接触件是铜柱。

在所述的半导体器件中，所述接触焊盘是铝。

根据本发明的又一方面，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底上形成接触焊盘，所述接触焊盘具有第一直径；在所述接触焊盘上方沉积钝化层；对所述钝化层进行图案化以形成穿过所述钝化层的开口，所述开口具有小于所述第一直径的第二直径；以及形成延伸穿过所述开口的凸块下金属化层，所述凸块下金属化层具有第三直径，所述第三直径比所述第一直径大第一距离，所述第一距离大于约5μm。

在所述的方法中，所述第一直径比所述第二直径大第二距离，所述第二距离大于约10μm。

在所述的方法中，所述第一距离和所述第二距离之和大于约15μm。

在所述的方法中，形成所述凸块下金属化层还包括：覆盖沉积凸块下金属化层；在所述凸块下金属化层上形成外部接触件；以及将所述外部接触件用作掩模去除部分所述凸块下金属化层。

在所述的方法中，形成所述外部接触件还包括形成铜柱。