[发明专利]互连结构及其形成方法

权利要求书

1.在适用于将微电子器件芯片倒装芯片地附着到芯片载体上的互连结构中，一种三层焊球受限冶金包括：

粘合层，用于沉积在晶片或衬底上；

选自包括Ni、Co、Ru、W、V、Nb、Hf、Mo及它们的合金的组中的物质的焊料反应阻挡层；以及

焊料可润湿层。

2.根据权利要求1所述的互连结构，其中，所述粘合层由选自包括TiW、Ti、Cr、Ta及它们的合金的组中的物质形成。

3.根据权利要求1所述的互连结构，其中，所述焊料可润湿层由选自包括Cu、Pd、Au、Pt、Sn及它们的合金的组中的物质形成。

4.根据权利要求1所述的互连结构，还包括由选自包括Au和Sn的组中的物质形成的第四层。

5.根据权利要求1所述的互连结构，其中，所述粘合层选自包括Ti和TiW的组中，所述反应阻挡层选自包括Ni及其合金的组中，所述焊料可润湿层选自包括Cu、Sn、Pd、Pt及它们的合金的组中。

6.根据权利要求5所述的互连结构，其中，所述Ni合金是通过将Ni和选自包括W、Si、Ru、Ti、La、Zr、Hf、V、Cr、Cu、Rh、Ir、Re、Mo、Nb、Ta、Au、Pd和Pt的组中的一种或多种元素成合金来形成的，从而形成二元、三元或四元合金反应阻挡层。

7.根据权利要求6所述的互连结构，其中，所述Ni合金反应阻挡层是通过将Ni和W成合金形成的，从而形成二元非磁性NiW合金层，其中，W组分大于17重量％，以利于从非磁性靶进行溅射沉积。

8.根据权利要求6所述的互连结构，其中，所述Ni合金反应阻挡层是通过将Ni和Si成合金形成的，从而形成二元非磁性NiSi合金层，其中，所述合金中的Si大于3.8重量％，以利于从非磁性靶进行溅射沉积。

9.在适用于将微电子器件芯片倒装芯片地附着到封装上的互连结构中，一种两层焊球受限冶金包括：

粘合/反应阻挡层，其中，该粘合/反应阻挡层既充当粘合层又充当反应层；以及

焊料可润湿层；

所述粘合/反应阻挡层放置在微电子器件和所述焊料可润湿层之间，并且，其中，所述焊料可润湿层是与含锡的无铅焊料的组分反应的金属，从而在焊接的过程中所述焊料可润湿层被消耗，其中，在焊接的过程中所述粘合/反应阻挡层在其被放置成与所述无铅焊料接触之后保留下来，并且，其中，所述焊料可润湿层是与含锡的无铅焊料的组分反应的金属；并且

一个或多个无铅焊球，其选择性地位于所述焊料可润湿层上，所述无铅焊球包含作为主要组分的锡和一种或多种合金组分。

10.根据权利要求9所述的互连结构，其中，所述粘合/反应阻挡层包含选自包括Ti、W、Ta、Cr、V及它们的合金的组中的物质。

11.根据权利要求9所述的互连结构，其中，所述焊料可润湿层包含选自包括Cu、Ru、Au、Pd、Pt、Sn及它们的合金的组中的物质。

12.根据权利要求9所述的互连结构，其中，所述粘合金属是与选自包括Ti、W、Cu、Ni、Co、Pd、Pt、Au、Zr、Hf和N的组中的一种或多种元素成合金的。

13.一种适用于将微电子器件芯片倒装芯片地附着到封装上的互连结构，包括：

两层焊球受限冶金，该两层焊球受限冶金包括：粘合层，其中，粘合层起到促进BLM到衬底的粘附性的作用；以及焊料反应阻挡层/可润湿层，所述反应阻挡层/可润湿层起到有利于焊料可湿性和减慢焊料反应的作用，该层放置在微电子器件和所述焊料之间，并且，其中，所述焊料反应阻挡层/可润湿层是容易与含锡的无铅焊料的组分反应的金属，从而，在焊接的过程中所述焊料反应阻挡层/可润湿层仅仅部分被消耗，其中，在焊接的过程中，在将所述焊料反应阻挡层/可润湿层放置成与所述无铅焊料接触之后，剩余的不反应的反应阻挡层/可润湿层仍保留下来；以及

一个或多个无铅焊球，其选择性地位于所述焊料可润湿层上，所述无铅焊球包含作为主要组分的锡和一种或多种合金组分。

14.根据权利要求13所述的互连结构，其中，所述粘合层包含选自包括Cr、TiW、Ti、TiN、TaN、Ta和V的组中的物质。