[发明专利]用于铜引线接合的纳米结构阻挡层

说明书

本发明的名称为用于铜引线接合的纳米结构阻挡层。用于铜引线接合的纳米结构阻挡层(110)包括金属晶粒(114)和在金属晶粒(114)之间的晶粒间金属(116)。纳米结构阻挡层(110)包括选自镍或钴的第一金属，和选自钨或钼的第二金属。晶粒间金属(116)中第二金属的浓度高于金属晶粒(114)中第二金属的浓度。纳米结构阻挡层(110)可以在铜芯引线(100)上以提供涂布的接合引线。纳米结构阻挡层(110)可以在接合垫上以形成涂布的接合垫。公开了使用反向脉冲电镀来电镀纳米结构阻挡层(110)的方法。公开了使用涂布的接合引线的引线接合方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月20日提交的美国临时申请号62/561,050(TexasInstruments案卷号TI-78930PS)的35 U.S.C.§119(e)条款下的优先权的权益，其通过引用以其全部并入本文。

技术领域

本公开内容涉及电子器件中引线接合的领域。更具体地，本公开内容涉及电子器件中的铜引线接合。

背景技术

由于与金相比，铜的成本较低，许多电子应用使用铜接合引线代替金接合引线。虽然铜的导热性和导电性高于金，但是由于其差的抗氧化性和耐腐蚀性，铜遭受可靠性问题。为了减少氧化和腐蚀，一些铜引线被涂布有钯。钯是昂贵的，这增加了电子应用的制造成本。可选地，有时使用裸铜引线，在存储期间其需要特殊的包装，并且在还原气体存在下需要引线接合，这增加了制造成本。

发明内容

本公开内容介绍了用于铜引线接合的纳米结构阻挡层。纳米结构阻挡层包括金属晶粒(metal grain)和金属晶粒之间的晶粒间(inter-grain)金属。纳米结构阻挡层包括选自镍或钴的第一金属。纳米结构阻挡层包括选自钨或钼的第二金属。纳米结构阻挡层中第二金属的浓度高于金属晶粒中第二金属的浓度。

在一方面，公开了铜芯引线的表面上具有纳米结构阻挡层的涂布的接合引线。在另一方面，公开了在铜芯引线的表面上电镀纳米结构阻挡层的方法。在进一步的方面，公开了使用涂布的接合引线的引线接合方法。在又另一方面，公开了具有涂布的接合引线的微电子器件。在进一步的方面，公开了在基底接合垫(base bond pad)上具有纳米结构阻挡层的具有涂布的接合垫的微电子器件。在另一方面，公开了在基底接合垫上电镀纳米结构阻挡层的方法。

附图说明

图1A至图1D描绘了形成涂布的接合引线的实例工艺。

图2描绘了实例反向脉冲电镀波形。

图3A和图3B描绘了另一个实例涂布的接合引线。

图4A和图4B描绘一组实例反向脉冲电镀波形，其可以用于形成参考图 3A和图3B公开的纳米结构阻挡层。

图5A至图5G描绘了形成微电子器件的实例方法。

具体实施方式

参考附图描述了本公开内容。附图不是按比例绘制的并且提供它们仅仅为了说明本公开内容。以下参考用于说明的实例应用描述了本公开内容的几个方面。应当理解的是，阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对本公开内容的理解。本公开内容不限于说明的动作或事件的顺序，因为一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其他动作或事件同时发生。此外，不是所有说明的动作或事件都是实施根据本公开内容的方法所需要的。