[发明专利]用于互连附着的迹线沾焊料技术

说明书

迹线沾焊料器件包括半导体基板表面上的导电迹线。导电迹线具有侧壁和键合表面。迹线沾焊料器件还包括在导电迹线的至少一端上的钝化层。迹线沾焊料器件还包括导电迹线的侧壁和键合表面上的预焊材料。

相关申请的交叉引用

本申请主张以R.Kumar等人的名义于2012年8月16日提交的美国临时专利申请No.61/684,129的权益，该临时专利申请的公开内容通过整体引用被明确纳入于此。

技术领域

本公开一般涉及集成电路(IC)。更具体地，本公开涉及用于细间距倒装芯片的迹线沾焊料(solder on trace)技术。

背景技术

倒装芯片技术是常规导线键合技术的替换方案。倒装芯片技术使用面向上的芯片(或管芯)以及用于将芯片顶表面上的每个电焊盘连接到支撑基板的单独导线。相反，倒装芯片微电子组装件使得能够在芯片的电子组件与对应的支撑基板之间进行直接电连接。电子组件一般面朝下地(即，“倒装地”)安装在半导体芯片上，并且通过导电焊料凸块被电子地且物理地连接到基板。倒装芯片因为芯片通过焊料凸块直接附着(电子地且物理地)到半导体基板、板或载体故而是有益的。

倒装芯片可以通过包括将焊料凸块放置在半导体基板上的工艺来制造。倒装芯片组装件的焊料凸块提供从芯片到其上安装芯片的半导体基板的导电路径。凸块还提供导热路径以将热量从芯片传送到半导体基板。凸块一般提供芯片到半导体基板的机械安装。凸块还可以用作防止芯片和半导体基板连接器之间不想要的电连接的间隔。凸块可以缓解芯片和半导体基板之间的机械应变。

遗憾的是，由于不能提供用于焊料凸块的狭窄浸润表面，在向管芯凸块接头提供足够且可靠的半导体基板焊盘时，细间距倒装芯片技术受到限制。如本文中所述，术语“浸润”可以指液体保持粘附到固体表面以键合两种材料的程度。在此情况下，半导体基板上的浸润表面使得能够进行倒装芯片上的焊料凸块与半导体基板上的键合焊盘或迹线之间的连接。

一种对半导体基板进行涂底以用于焊球连接的技术是涂敷焊剂材料。焊剂材料可以被涂敷到迹线/焊盘的氧化部分上以供再活化半导体基板上的迹线/焊盘从而与导电互连(例如，焊球)接合。遗憾的是，由于焊剂材料的释气作用，涂敷焊剂材料可在该过程中导致空洞。另一种技术是在半导体基板的迹线/焊盘上施加表面抛光来实现焊球连接。遗憾的是，使用表面抛光可能激活整个迹线，而不是用于与导电互连(例如，焊球)接合的特定键合区域。在此情况下，来自焊球的焊料可以浸润超出特定键合区域的整个迹线/焊盘。整个迹线上的焊料浸润可导致开路和/或桥接。

概述

根据本公开的一个方面，描述了迹线沾焊料器件。迹线沾焊料器件包括半导体基板表面上的导电迹线。导电迹线具有侧壁和键合表面。迹线沾焊料器件还包括在导电迹线的至少一端上的钝化层。迹线沾焊料器件还包括导电迹线的侧壁和键合表面上的预焊材料。根据本公开的另一方面，描述了一种用于制造迹线沾焊料器件的方法。该方法包括对半导体基板的表面上的层开口，以暴露半导体基板的表面上的导电迹线上的有效键合区域。该方法还包括对半导体基板的整个表面涂敷膜抗蚀剂。该方法进一步包括去除膜抗蚀剂以暴露包括导电迹线的侧壁和键合表面的导电迹线部分。此外，该方法包括在导电迹线的有效键合区域上涂敷预焊材料。该方法还包括使预焊材料回流以将预焊材料形成球状(ball-up)。该方法进一步包括去除膜抗蚀剂以暴露没有被预焊材料覆盖的导电迹线部分。

根据本公开的又一方面，描述了迹线沾焊料器件。该迹线沾焊料器件包括设置在半导体基板表面上的用于互连的装置。该互连装置具有侧壁和键合表面。迹线沾焊料器件还包括在互连装置的至少一端上的用于钝化的装置。迹线沾焊料器件包括用于在互连装置的侧壁和键合表面上导电的装置。