[发明专利]倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法及结构

摘要

一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法及结构，在芯片上制备第一金属焊盘、第一可焊层和钎料凸点，在基板上制备第二金属焊盘和第二可焊层，在第二可焊层的表面涂覆焊剂，将钎料凸点和第二金属焊盘一一对准、接触放置，形成一个组合体，对该组合体加热至所需温度下进行钎焊回流，在第一金属焊盘和第二金属焊盘之间形成温度梯度ΔT/Δd，直至钎料凸点熔化后发生钎焊反应全部转变为金属间化合物。本发明在钎焊回流时形成温度梯度，加速了金属间化合物的生长速率，提高了全金属间化合物互连焊点的制备效率；与半导体和封装技术工艺兼容性好，金属间化合物具有择优取向和热稳定性，提高了焊点的力学性能和服役可靠性，实现低温互连高温服役。

主权项

一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：提供芯片(10)，所述芯片(10)上采用电镀、溅射、气相沉积或蒸镀制备至少一个第一金属焊盘(20)，所述第一金属焊盘(20)上采用电镀、溅射、气相沉积、蒸镀或植球后再回流制备钎料凸点(24)；提供基板(30)，所述基板(30)上采用电镀或溅射制备至少一个第二金属焊盘(40)，所述第二金属焊盘(40)上采用电镀、溅射或化学沉积制备第二可焊层(42)；所述第一金属焊盘(20)为单晶或具有择优取向；所述第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)具有相同的材质和相同的排布图形；所述第一金属焊盘(20)为单晶或择优取向Cu时，钎料凸点(24)为Sn、In或SnCu中的一种；所述第一金属焊盘(20)为单晶或择优取向Ni时，钎料凸点(24)为Sn或In中的一种；所述第一金属焊盘(20)为单晶或择优取向Ag时，钎料凸点(24)为Sn、In、SnAg或InAg中的一种；所述第二可焊层(42)的材质不同于所述第二金属焊盘(40)的材质；步骤二：第二可焊层(42)的表面涂覆焊剂(44)；步骤三：将钎料凸点(24)和第二可焊层(42)一一对准，并接触放置，形成一个组合体；步骤四：对步骤三形成的组合体加热至所需温度下进行钎焊回流，并使第一金属焊盘(20)的温度低于第二金属焊盘(40)的温度，即在第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)之间形成温度梯度，直至钎料凸点(24)熔化后发生钎焊反应全部转变为金属间化合物(50)；所述温度梯度定义为ΔT/Δd，所述ΔT为第二金属焊盘(40)上表面与第一金属焊盘(20)下表面之间的温度差，所述Δd为第二金属焊盘(40)上表面与第一金属焊盘(20)下表面之间的距离；所述金属间化合物(50)在第一金属焊盘(20)上形成生长；所述第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)在钎焊反应后仍有剩余；所述金属间化合物(50)为Cu‑Sn、Ni‑Sn、Cn‑In、Ni‑In、Ag‑Sn、Ag‑In中的一种，金属间化合物(50)沿所述温度梯度的方向具有单一取向。