[发明专利]层序列及制造层序列的方法

说明书

技术领域

本发明涉及层序列。

本发明还涉及使用层序列作为凸块下(under bump)金属化物(metallisation)。

本发明还涉及制造层序列的方法。

对于半导体工业，制造集成电路包括不同的阶段，即制作晶片、制作集成电路、以及例如通过将集成电路焊接到PCB(印刷电路板)上而将集成电路与环境相连。

背景技术

US2005/0012211A1公开了一种管芯或衬底与焊料凸块的键合之间的凸块下冶金结构，包括粘接层、阻挡层和可湿性层(wettable layer)。

US 2005/0029677A1公开了一种凸块下冶金(UBM)层，包括第一金属层、衬里层、第二金属层和第三金属层。并且，在芯片的表面上形成钝化层。

然而，根据US 2005/0029677A1的凸块下金属化物(UBM)是复杂的，并且因而在制造中是耗时且昂贵的。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单的凸块下金属化物。

为了实现上述目的，提供了根据独立权利要求的层序列、使用层序列作为凸块下金属化物的用途、以及制造层序列的方法。

根据本发明的示例实施方式，提供一种层序列，包括铝层、镍层、以及镍层保护层。铝层形成在衬底上或者可形成在衬底上，镍层可以形成在铝层上，并且镍层保护层可形成在镍层上。

根据本发明的示例实施方式，提供使用具有上述特征的层序列作为凸块下金属化物的用途。

并且，根据本发明的另一个示例实施方式，提供制造层序列的方法，其中该方法包括在衬底上形成铝层的步骤、在铝层上形成镍层的步骤、以及在镍层上形成镍层保护层的步骤。

根据本发明的特征具有如下优点：在半导体衬底上按顺序提供铝层、镍层以及镍层保护层的层序列，从而低付出而高质量地形成凸块下金属化物(UBM)。这种结构的制作简单并且可以采用标准的设备来进行，从而开发新设备或程序不是必要的。

具体地，可以提供具体用作凸块下金属化物的AlNiTi结构或AlNiAg结构，其中铝/镍部分形成了金属间相，而钛层或银层可以用作保护层。

钛层可以用作氧化阻挡层，防止镍层在层序列的制造工艺期间受到不希望有的氧化。这可以包括针对化学和物理影响的保护。银层也可以用作氧化阻挡层和/或针对下层的镍层的化学或机械损害的保护。此外，银材料适合于焊接工艺，使得在层序列的顶部上形成焊料凸块之前，不需要去除作为镍层保护层的银层。与此相反，银材料可以形成焊料结构的一部分。然而，当将钛实施为镍层保护层时，可以在未覆盖的镍结构上形成焊料结构之间去除钛材料。

为了减少CSP(芯片级封装)器件的制作成本，根据本发明的示例实施方式，可能通过沉积AlNiTi或AlNiAg作为互连金属结构而替代常规的凸块下金属化物，在晶片上具有氧化阻挡层。术语“芯片级封装”可具体表示单个管芯的直接表面安装封装。

在金属沉积之后，可能在晶片级上表征(characterize)芯片。通过使用AlNiTi，不需要来自后端来源的额外的金属层，因而额外的金属层是不必要的。

代替第二金属组件，可以在“IC工艺”期间产生根据本发明的示例实施方式的互连层，即在半导体衬底中形成集成电路的工艺期间。

可以通过Al/Ni/Ti叠层替代标准的金属(例如铝)，其中钛层可仅用作氧化保护。或者，可以通过Al/Ni/Ag叠层替代标准的金属(例如铝)，其中银层可用作氧化保护和/或作为将要形成的焊料结构的一部分。可以由镍层以及来自该范围的材料产生金属间的区域。

结果，在半导体表面上，仅仅可保留Al/Ni叠层，而钛层和可选的钝化层(可以由氮化硅Si₃N₄制作)可以被结构化，并且例如基本上形状为球形的焊料可以与Al/Ni叠层直接接触。

或者，可保留Al/Ni/Ag的叠层，而银层可以形成例如基本上形状为球形的焊料的一部分。也即，银材料在焊接工艺期间可溶解。

替代地，可以在沉积钝化结构之后沉积金属叠层。因此，该工艺可用作标准UBM金属化物(Al/NiV/Cu)的“嵌入”(”drop in”)。

根据本发明的一方面，可将UBM组件集成到扩散工艺中。由此，可以略过整个工艺组件，这可明显地简化制造程序。除此之外，可将该工艺集成在内部(in-house)制造流程中。因而，根据本发明的教导可降低集成电路产品的总成本。

应用本发明的一个示例领域是可以焊接到PCB(印刷电路板)上或可以用于倒装芯片封装的管芯。