[发明专利]填充组合物、包括其的半导体装置及该半导体装置的制法

说明书

技术领域

本文公开的本发明涉及填充组合物、包括其的半导体装置、以及制造该半导体装置的方法，且更具体地，涉及通过设置在基板之间而使所述基板电连接的填充组合物、包括该填充组合物的半导体装置以及制造该半导体装置的方法。

背景技术

通常，在半导体装置的制造过程中，通过设置在多个基板之间而使所述基板电连接的导电图案是通过使用典型地包含银颗粒和树脂的组合物而形成的。仅包含银颗粒和树脂的组合物的电阻由于树脂中的氧化物或其它外界条件而增加。因此，如果形成由所述组合物制成的导电图案以通过设置在基板之间而使所述基板电连接，则所述导电图案的电阻变高，使得可出现电连接方面的缺陷。

发明内容

本发明提供具有低电阻的填充组合物。

本发明还提供包括该填充组合物的半导体装置。

本发明还提供制造该半导体装置的方法。

本发明的各实施方式提供填充组合物，其包含：包括Cu和/或Ag的第一颗粒；使所述第一颗粒电连接的第二颗粒；以及所述第一和第二颗粒分散于其中的包含高分子化合物、硬化剂以及还原剂的树脂，其中所述硬化剂包括胺和/或酸酐，且所述还原剂包括羧基。

在一些实施方式中，所述第一颗粒可占所述组合物的约5体积％～约40体积％；且所述第二颗粒可占所述组合物的约5体积％～约40体积％。

在另一些实施方式中，所述第一和第二颗粒可占所述组合物的约30体积％～约50体积％。

在另外一些实施方式中，所述第二颗粒可为选自Sn、Bi、In、Ag、Pb、Cu、以及它们的合金的至少一种。

在另外一些实施方式中，所述第二颗粒可为选自如下的至少一种：60Sn/40Bi、52In/48Sn、97In/3Ag、57Bi/42Sn/1Ag、58Bi/42Sn、52Bi/32Pb/16Sn以及96.5Sn/3Ag/0.5Cu。

在另外一些实施方式中，所述高分子化合物可包括选自如下的至少一种单体：双酚A的二缩水甘油醚(DBEBA)、四缩水甘油基4，4’-二氨基二苯基甲烷(TGDDM)、其中的异氰酸酯以及双马来酰亚胺。

在进一步实施方式中，所述硬化剂可具有为所述高分子化合物的约0.4至约1.2的当量。

在更进一步的实施方式中，所述硬化剂可为选自如下的至少一种：间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯基甲烷(DDM)、二氨基二苯基砜(DDS)、甲基纳迪克酸酐(MNA)、十二碳烯基琥珀酸酐(DDSA)、马来酸酐(MA)、琥珀酸酐(SA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、四氢邻苯二甲酸酐(THPA)以及均苯四甲酸二酐(PMDA)。

在甚至进一步的实施方式中，所述还原剂可以相对于树脂重量为小于约10份/100份树脂(phr)的量添加。

在还进一步的实施方式中，所述还原剂可为选自如下的至少一种：戊二酸、苹果酸、壬二酸、松香酸、己二酸、抗坏血酸、丙烯酸和柠檬酸。

在还进一步的实施方式中，所述第一颗粒的直径为约1μm～30μm，且所述第二颗粒的直径为约5nm～100μm。

在还进一步的实施方式中，所述填充组合物可进一步包含催化剂和消泡剂。

在还进一步的实施方式中，所述催化剂可以相对于树脂重量为小于30份/100份树脂(phr)的量添加。

在还进一步的实施方式中，所述催化剂可为选自如下的至少一种：苄基二甲基胺(BDMA)、三氟化硼单乙基胺络合物(BF3-MEA)、二甲基氨基甲基苯酚(DMP)以及二甲基苯胺(DMBA)。

在还进一步的实施方式中，所述消泡剂可为选自如下的至少一种：丙烯酸酯低聚物、聚乙二醇、甘油酯、聚丙二醇、二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷酸三丁酯以及聚二甲基硅氧烷。

在本发明的另外的实施方式中，半导体装置包括：形成有第一导电图案的第一基板；形成有设置成面向所述第一导电图案的第二导电图案的第二基板；以及使第一和第二导电图案电连接的连接图案，其中该连接图案包括填充组合物，所述填充组合物包含包括Cu或Ag的颗粒、焊剂粉、以及所述包括Cu或Ag的颗粒和所述焊剂粉分散于其中的包含高分子化合物、硬化剂和还原剂的树脂；所述硬化剂包括胺和/或酸酐；且所述还原剂包括羧基。

在一些实施方式中，所述焊剂粉可为选自Sn、Bi、In、Ag、Pb、Cu、以及它们的合金的至少一种，并且使Cu颗粒电连接。

在另外一些实施方式中，所述Cu颗粒可占所述填充组合物的约5体积％～约40体积％；且所述焊剂粉可占所述填充组合物的约5体积％～约40体积％。