[发明专利]一种压焊块金属层加厚的芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体芯片制造技术领域，具体涉及一种压焊块金属层加厚的芯片及其制造方法。

背景技术

芯片封装工艺的发展趋势是，逐步采用铜线做键合(bonding)线材，代替金线和铝线。主要是由于铜线有低的电阻率、高的热导率、价钱低等等一系列的优势。但是，铜线相对于金线和铝线，其硬度比较高，并且容易氧化，在打线的时候，容易将芯片压焊块打破(如图1所示)，所以用铜线在封装打线的时候，对芯片压焊块金属层厚度的要求也更高，并且越粗的铜线，对压焊块的金属层厚度要求越厚。

现有的芯片制造工艺，压焊块的金属层厚度就不能满足铜线打线的要求。如果直接单纯的加厚芯片制造工艺的金属层厚度，那会给金属层的线宽控制、刻蚀带来很大的麻烦。同样的金属条宽度/间距，金属层越厚，金属线条的高度/宽度比越大，金属刻蚀的困难就越大。如图2所示，显然加厚芯片内金属层的厚度，金属线条的高度和宽度比也相应增大，这会给金属刻蚀带来很大麻烦。

目前的解决办法是：封装厂在不断的优化改进铜线封装水平，以便当芯片压焊块金属不额外增厚的情况下，能将打线工艺完成。但是，这个改进一直没有达到理想的水平。能够做好铜线封装的厂家，并不多。更关键的是，现在越来越多的客户，要求芯片制造厂要满足铜线封装工艺，这就要求芯片制造工艺必须做某些改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对芯片内部的压焊块金属层进行单独加厚，以便同时满足芯片封装厂采用铜线打线和芯片制造厂金属刻蚀工艺难易的要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种压焊块金属层加厚的芯片，包括硅衬底、硅衬底上的金属层、金属层上的钝化层以及压焊块，其中，压焊块的金属层厚度大于金属走线的金属层厚度。

一种压焊块金属层加厚芯片的制造方法，包括

根据芯片的功能，在硅衬底表面上进行金属层的溅射、光刻和刻蚀，完成芯片内的金属走线，同时形成压焊块的步骤；

钝化层生长、光刻和刻蚀，将压焊块区域刻蚀出来的步骤；

在钝化层表面上再次进行金属层的溅射、光刻和刻蚀的步骤，保留压焊块区域的金属。

本发明所述芯片及其制造方法，通过改进芯片的制造工艺流程，在钝化层的生长、光刻和刻蚀后增加金属层溅射、光刻和刻蚀的步骤，保留压焊块区域的金属，从而实现了在芯片制造时单独加厚芯片内部压焊块金属层的效果，满足了芯片封装厂采用铜线打线时对芯片内部压焊块金属层厚度的要求。

附图说明

图1是被打穿的压焊块与正常的压焊块对照图(俯视和剖面图)；

图2是金属层加厚前后金属线条的高度和宽度比对照图(剖面图)；

图3是制造压焊块加厚芯片的方法流程图；

图4是第一次金属层刻蚀后的结构图(剖面图)；

图5是钝化层刻蚀后的结构图(剖面图)；

图6是第二次金属层溅射后的结构图(剖面图)；

图7是第二次金属层刻蚀后的结构图(剖面图)。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细描述。

如图7所示，本发明提供了一种压焊块加厚的芯片，该芯片包括硅衬底，硅衬底上的金属层，金属层上的钝化层以及压焊块。其中，压焊块的金属层厚度d1大于芯片内金属走线的金属层厚度d2。

压焊块的金属层厚度d1由芯片封装时采用铜线打线的情况下铜线的直径决定，铜线的直径越大，压焊块的金属层厚度越厚。压焊块的金属层厚度以采用某一直径的铜线打线时不被打穿的厚度要求为最低限。在现有的芯片封装技术中，采用铜线打线时，铜线的直径一般在0.8mil～6.0mil(密尔)之间，相应地，芯片制造时压焊块的金属层厚度优选在1.0μm～8.0μm(微米)之间。

实施例1

本实施例中芯片的结构如图7所示。在芯片封装时采用铜线打线，本实施例采用的铜线直径为0.8mil。在芯片制造时，压焊块的金属层厚度为1.0μm。试验表明：如果低于1.0μm，则在采用直径为0.8mil的铜线打线时，压焊块容易被打穿。压焊块的成分为Al(铝)、Si(硅)和Cu(铜)的合金，其中Al占百分之九十八左右。

实施例2

本实施例中芯片的结构如图7所示。在芯片封装时采用铜线打线，本实施例采用的铜线直径为1.0mil。在芯片制造时，压焊块的金属层厚度为1.5μm。试验表明：如果低于1.5μm，则在采用直径为1.0mil的铜线打线时，压焊块容易被打穿。压焊块的成分与实施例1相同。