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半导体芯片的压焊模块制作方法 出售状态:未出售

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专利号 2017113146448 专利类型 发明专利
专利分类 电路控制 专利状态 已下证
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专利详细内容

专利名: 半导体芯片的压焊模块制作方法 出售状态: 未出售
专利号: 2017113146448 专利类型: 发明专利 专利分类: 电路控制
专利权人: 联系人 出售价格: 面议
详细介绍:


【技术领域】

本发明涉及半导体芯片制造技术领域,特别地,涉及一种半导体芯片的压焊模块制作方法。


【背景技术】

近年来,金线封装逐渐上涨,封装厂开始不断向铜线封装转变。铜线封装有价格低廉、低电阻率、热导高等一系列优势。但铜线硬度较高,打线力度比金线和铝线要大得多,对压焊块的金属层厚度要求也相应增加。由于光刻对准以及刻蚀线宽的控制的限制,芯片制造厂很难简单一味加厚金属层厚度来满足客户打铜线的需求。

针对这种问题,目前主要采用多加一层压焊块反版方法,其可以使压焊块上的铝层局部加厚,可以满足打铜线的要求。具体为:在钝化层刻蚀完之后,再溅射一层金属层(通常选择铝),涂胶曝光(压焊块反版)显影,然后就可以将压焊块区域以外的铝刻蚀掉,去胶,最后合金化(合金化目的是使得新溅射的铝和下层铝结合得更好)。这样就可以局部加厚压焊块处的金属层厚度。

这种做法虽然能将压焊块处得金属层加厚,但是还是有一些明显的缺陷:钝化层表面生长了金属层后,还需要对此金属层进行光刻与刻蚀,增加了成本和工艺复杂度。这与增加压焊块处金属层的初衷相矛盾。

有鉴于此,有必要提供一种半导体芯片的压焊模块制作方法,以解决现有技术存在的上述问题。


【发明内容】

本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种半导体芯片的压焊模块制作方法。

本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法,包括:在半导体衬底表面形成压焊块;在所述半导体衬底表面形成复合钝化层,所述钝化层覆盖所述压焊块;对所述复合钝化层的多个钝化膜层依次进行刻蚀,以在所述复合钝化层与所述压焊块相对应的位置形成中间内凹的开口;通过所述中间内凹的开口在所述压焊块表面形成金属加厚层。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,所述复合钝化层为包括多个钝化膜层的复合膜层结构,且所述多个钝化膜层至少部分具有不用的横向刻蚀特性。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,所述复合钝化层包括二氧化硅层、SOG层和氮化硅层,所述氮化硅层、所述SOG层和所述二氧化硅层从上至下依次形成在所述半导体衬底表面。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,在所述半导体衬底表面形成复合钝化层的步骤包括:通过化学气相沉积的方式在所述半导体衬底表面形成所述二氧化硅层;通过旋涂方式在所述二氧化硅层表面形成所述SOG层,并对所述SOG层进行固化处理;在所述SOG层表面生长出所述氮化硅层。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,对所述复合钝化层的多个钝化膜层依次进行刻蚀的步骤包括:在所述氮化硅层表面涂覆光刻胶,并对所述光刻胶进行光刻,以在所述光刻胶与所述压焊块相应的位置形成刻蚀开口。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,所述刻蚀开口的开口宽度小于所述压焊块的宽度。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,对所述复合钝化层的多个钝化膜层依次进行刻蚀的步骤还包括:采用各向异性的干法刻蚀方式对所述氮化硅层进行刻蚀;利用各向同性的干法刻蚀方式对所述SOG层进行刻蚀;采用各向异性的干法刻蚀方式对所述二氧化硅层进行刻蚀。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,所述SOG层在进行各向同性的干法刻蚀过程中被横向刻蚀从而相对于所述二氧化硅层和所述氮化硅层形成一个内凹部。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,通过所述中间内凹的开口在所述压焊块表面形成金属加厚层的步骤包括:将所述氮化硅层表面的光刻胶去除;通过所述中间内凹的开口在所述压焊块表面进行金属加厚层的生长,其中所述金属加厚层的生长过程中在所述压焊块的边缘位置自动断开。

作为在本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法的一种改进,在一种优选实施例中,在对所述复合钝化层的多个钝化膜层依次进行刻蚀的过程中,所述复合钝化层中至少一个钝化膜层的横向腐蚀量大于其他钝化膜层的横向腐蚀量。

相较于现有技术,本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法,其主要通过在生长复合钝化层的过程中,在二氧化硅层和氮化硅层中间增加一层SOG层,因为SOG的材质比较疏松,在所述复合钝化层的刻蚀过程中,可以使得所述SOG层的横向腐蚀量大于复合钝化层的其他膜层的横向腐蚀量,从而形成中间内凹的开口,因此在进行压焊块金属层加厚生长时,可以利用中间内凹的开口使得所述压焊块表面的金属层与其他区域的金属层自然断开,这就不需要做加厚金属层的光刻与刻蚀工艺,可以极大的降低制造成本和工艺复杂程度。


【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:

图1为本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法一种实施例的流程示意图;

图2~图5为图1所示的半导体芯片的压焊模块制作方法各个工艺步骤的示意图。


【具体实施方式】

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术存在的压焊块加厚的难题,提高工艺的可行性,降低工艺成本,本发明提供了一种半导体芯片的压焊模块制作方法,其主要通过在生长复合钝化层的过程中,在二氧化硅层和氮化硅层中间增加一层SOG(SpinOnGlass,旋涂液态二氧化硅)层,因为SOG的材质比较疏松,在所述复合钝化层的刻蚀过程中,可以使得所述SOG层的横向腐蚀量大于复合钝化层的其他膜层的横向腐蚀量,从而形成中间层内凹的夹心结构,因此在进行压焊块金属层加厚生长时,可以利用夹心结构的中间层内凹的特点,使得所述压焊块表面的金属层与其他区域的金属层自然断开,这就不需要做加厚金属层的光刻与刻蚀工艺,可以极大的降低制造成本和工艺复杂程度。

请参阅图1,其为本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法一种实施例的流程示意图。所述半导体芯片的压焊模块制作方法主要包括以下步骤:

步骤S1,在半导体衬底表面形成压焊块;

具体地,请参阅图2,首先提供一个半导体衬底,比如硅衬底,并基于芯片电路设计,在所述硅衬底进行芯片电路结构以及金属走线的制作。除了形成所述芯片电路结构以及金属走线以外,还在所述半导体衬底表面的预设区域形成压焊块,所述压焊块具体为金属块,比如铜块,其在半导体芯片中主要用于封装时进行打线,即在所述半导体芯片进行封装时制作金属连接线。

步骤S2,在所述半导体衬底表面形成复合钝化层,所述钝化层覆盖所述压焊块,且其包括多个具有不同横向刻蚀特性的钝化膜层;

请参阅图3,在具体实施例中,所述复合钝化层为包括多个钝化膜层的复合膜层结构,且所述多个钝化膜层可以至少部分具有不用的横向刻蚀特性,即是当针对某一钝化膜层在进行各向同性刻蚀时,所述钝化膜层的横向刻蚀量会大于其他钝化膜层。为便于描述,本实施例以所述复合钝化层具有三个钝化膜层为例进行描述,应当理解,在其他替代实施例中,所述钝化膜层的数量可以根据实际芯片设计需要而定,本申请对此不做特殊限制。

在本实施例中,如图3所示,所述复合钝化层的三个钝化膜层可以分别为二氧化硅层、SOG(旋涂液态二氧化硅)层和氮化硅层,其中所述二氧化硅层形成在所述半导体衬底表面并整体覆盖所述压焊块,所述SOG层形成在所述二氧化硅层表面,而所述氮化硅层形成在所述SOG表面。即,所述氮化硅层、所述SOG层和所述二氧化硅层从上至下依次形成在所述半导体衬底表面。

作为一种实施例,在步骤S2中,首先通过化学气相沉积的方式在所述半导体衬底表面形成所述二氧化硅层,所述二氧化硅层的厚度应当至少保证其可以覆盖所述压焊块。接着,以液态二氧化硅作为材料并通过旋涂方式在所述二氧化硅层表面形成所述SOG层,并对所述SOG层进行固化处理。一般来说,所述SOG层虽然与所述二氧化硅层一样都是二氧化硅材料,但由于其是通过旋涂方式制作而成的,因此其材质相对于所述二氧化硅层来说非常疏松,因此容易比所述二氧化硅层更容易被刻蚀掉。在所述SOG层形成之后,进一步在所述SOG层表面生长出所述氮化硅层。

步骤S3,对所述复合钝化层的多个钝化膜层依次进行刻蚀,来在所述复合钝化层与所述压焊块相对应的位置形成中间内凹的开口;

具体地,请参阅图4,在本实施例的步骤S3中,首先在所述氮化硅层表面涂覆光刻胶,并对所述光刻胶进行光刻,来在所述光刻胶与所述压焊块相应的位置形成刻蚀开口;在本实施例中,所述刻蚀开口的开口宽度小于所述压焊块的宽度。

在所述光刻胶的刻蚀开口形成之后,利用所述刻蚀开口依次对所述复合钝化层的多个钝化膜层进行刻蚀。

具体地,在步骤S3中,首先采用各向异性的干法刻蚀方式对所述氮化硅层进行刻蚀,从而在所述氮化硅层形成与所述刻蚀开口相对应的第一开口。接着,利用各向同性的干法刻蚀方式对所述SOG层进行刻蚀,由于所述SOG层的二氧化硅材质比较疏松,因此在进行各向同性刻蚀过程中容易出现横向刻蚀,因此通过上述各向同性刻蚀在所述SOG层形成的第二开口的开口宽度要大于所述刻蚀开口,也即是说,位于所述复合钝化层中间的所述SOG层相对于所述复合钝化层的其他钝化膜层来说具有一个内凹部,如图4所示。最后,采用各向异性的干法刻蚀方式对所述二氧化硅层进行刻蚀,从而在所述二氧化硅层形成与所述刻蚀开口相对应的第三开口。由此可见,通过本实施例的刻蚀方式可以在所述钝化膜层形成一个中间内凹的开口。

应当理解,以上实施例仅仅是以三个钝化材料膜层为例进行描述,在其他实施例中,当所述钝化层的钝化材料膜层数量还可以为其他任意值,本申请对此不做特殊限制,当所述钝化材料膜层数量为其他值的,可以参阅步骤S3的刻蚀方式,此处不再赘述。

步骤S4,通过所述中间内凹的开口在所述压焊块表面形成金属加厚层;

具体地,请参阅图5,在步骤S4中,在所述中间内凹的开口形成在所述复合钝化层之后,首先将所述氮化硅层表面的光刻胶去除;接着,通过所述中间内凹的开口在所述压焊块表面进行金属加厚层的生长。由于在所述金属加厚层生长之前,所述复合钝化层在所述压焊块所在的位置形成的开口具有中间内凹的结构,因此在所述金属加厚层的生长过程中会在所述压焊块的边缘位置自动断开,不需要通过刻蚀工艺来去除所述压焊块之外区域的金属加厚层。另外,由于所述金属加厚层是通过所述中间内凹的开口在所述压焊块表面形成的,因此所述金属加厚层形成之后便位于所述开口的内部,并与所述压焊块构成用于后续打线的压焊模块,如图5所示。

由此可见,本发明提供的半导体芯片的压焊模块制作方法,通过在生长复合钝化层的过程中,在二氧化硅层和氮化硅层中间增加一层SOG层,因为SOG的材质比较疏松,在所述复合钝化层的刻蚀过程中,可以使得所述SOG层的横向腐蚀量大于复合钝化层的其他膜层的横向腐蚀量,从而形成中间内凹的开口,因此在进行压焊块金属层加厚生长时,可以利用中间内凹的开口使得所述压焊块表面的金属层与其他区域的金属层自然断开,这就不需要做加厚金属层的光刻与刻蚀工艺,可以极大的降低制造成本和工艺复杂程度。

以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。

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