[发明专利]凸点及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及凸点及其形成方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。而集成电路封装不仅直接影响着集成电路、电子模块乃至整机的性能，而且还制约着整个电子系统的小型化、低成本和可靠性。在集成电路晶片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。

倒装芯片(flip chip)技术是通过在芯片表面形成的焊球，使芯片翻转与底板形成连接，从而减小封装尺寸，满足电子产品的高性能(如高速、高频、更小的引脚)、小外形的要求，使产品具有很好的电学性能和传热性能。

凸点(bump)制作技术是倒装芯片中的一个关键技术。现有技术中的凸点是焊料通过一定工艺沉积在芯片金属垫层上，经过一定温度回流形成的金属焊球。申请号为200510025198.X的中国专利申请文件提供了一种凸点的形成方法具体工艺如下：如图1所示，在芯片100上配置有金属垫层104以及用以保护芯片100表面并将金属垫层104暴露的钝化层102；在钝化层102以及金属垫层104上通过溅射或者蒸镀工艺形成金属屏蔽层105，所述金属屏蔽层105的作用在于同金属垫层104保持良好粘附性，并且有效阻止后续的凸点材料同金属垫层104的相互扩散，所述金属屏蔽层105材料为钛。

接着请参照图2，在金属屏蔽层105上形成光刻胶层107，通过现有光刻技术定义出金属垫层104形状，然后进行曝光、显影工艺，在光刻胶层107中形成开口，暴露出下层的金属垫层104上的金属屏蔽层105；以光刻胶层107为掩模，用电镀法在开口内的金属屏蔽层105上形成凸点下金属层106，所述凸点下金属层106的材料为铜；继续以光刻胶层107为掩膜，在凸点下金属层106上形成焊料层108，形成焊料层108的方法为电镀法、植球法或印刷法，所述焊料层108为共熔锡铅合金，高铅锡铅合金，锡银合金，或锡银铜合金。

参考图3，去除光刻胶层107后，刻蚀去除焊料层108以外的金属屏蔽层105至露出钝化层102；在焊料层108上涂布助焊剂，然后，将芯片100放入回流炉内，正置于热板上，即芯片100的焊料层所在面的相对面放置在热板上方并进行固定，接着进行保温回流，形成凸点108a。

随着半导体器件集成度越来越高，凸点与凸点之间的距离愈来愈小，为了保持凸点的力学强度，在有限的面积内，必需提升凸点的高度；现有制作凸点的过程中，经过回流工艺后，由于金属互熔的物理性质，凸点的体积会变大横向扩展，可能造成凸点间发生桥接现象，进而导致短路的发生，影响半导体器件的电性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种凸点及其形成方法，防止凸点间发生桥接现象。

为解决上述问题，本发明提供一种凸点的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有金属垫层和钝化层，所述金属垫层镶嵌于钝化层中，且通过钝化层上的开口暴露出金属垫层；在钝化层开口内的金属垫层及钝化层上形成金属屏蔽层；在金属屏蔽层上形成光刻胶层，所述光刻胶层上有与金属垫层位置对应的开口；在光刻胶层开口内的金属屏蔽层上形成籽晶层和凸点下金属层；去除光刻胶层后，刻蚀去除金属垫层位置以外的金属屏蔽层；在金属屏蔽层、籽晶层和凸点下金属层两侧形成侧墙；在凸点下金属层上放置凸点；回流凸点。

可选的，所述侧墙的材料是氧化硅、氮化硅、或氧化硅和氮化硅组合。所述侧墙的厚度为0.1微米～1微米。形成侧墙的方法为物理溅射法、化学气相沉积法或原子层垒叠法。

可选的，放置凸点的方法为印刷板方法或焊球直接置放法。

可选的，所述金属屏蔽层为耐热金属层与金属铜层的组合。所述耐热金属层的材料为钛、钛化钨或铬。

可选的，所述凸点下金属层为铜。

可选的，所述籽晶层的材料为铜。

可选的，回流凸点的温度为220℃～350℃。

可选的，所述凸点的材料为共溶锡铅合金、高铅锡铅合金，锡银合金或锡银铜合金。

本发明还提供一种凸点，包括：半导体衬底；位于半导体衬底上的金属垫层和钝化层，所述金属垫层镶嵌于钝化层中，且通过钝化层上的开口暴露出金属垫层；位于钝化层开口内的金属垫层上的金属屏蔽层；位于金属屏蔽层上籽晶层；位于籽晶层上的凸点下金属层；位于凸点下金属层上的凸点；所述金属屏蔽层、籽晶层和凸点下金属层两侧形成有侧墙。

可选的，所述侧墙的材料是氧化硅、氮化硅、或氧化硅和氮化硅组合。所述侧墙的厚度为0.1微米～1微米。