[发明专利]附着聚酰亚胺层的密封环结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

在半导体集成电路(IC)的设计和封装中，存在多个相关区域。需要防止湿气进入电路，这是因为：(1)湿气可能在氧化物中被捕获并且增加其介电常数；(2)湿气可以在栅氧化物中创建被捕获电荷中心，导致互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管中的阈值电压移位；(3)湿气可以在Si-栅氧化物界面处创建界面状态，通过增加的热电子磁化率导致晶体管寿命的减少；(4)湿气可能导致金属互连的腐蚀，降低了IC的可靠性；以及(5)当在Si-氧化物中被捕获时，湿气可以降低氧化物机械强度，并且由于拉伸应力，氧化物可能变得更易于裂化。离子杂质也可能破坏IC，因为离子杂质能在氧化硅中快速扩散。例如，离子杂质可能导致CMOS晶体管中的阈值电压不稳定并且改变离子杂质附近的Si表面的表面电势。分离相邻IC芯片的切割处理可能导致对IC的电势破坏。而且，随后的湿蚀刻和/或固化处理可能导致层剥落。

在工业中使用密封环来保护IC不受湿气劣化、离子杂质、和切割处理，但是希望作出改进。特别地，随后的湿蚀刻和固化处理可能导致由于聚酰亚胺层界面处的应力诱因和化学侵蚀(例如，稀释HF)产生的密封环之上的聚酰亚胺层的剥离。从而，希望半导体器件制造的改进方法和由这种方法制造的器件。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供一种半导体器件，该器件包括：基板，具有密封环区域和电路区域；密封环结构，设置在所述密封环区域之上；第一钝化层，设置在所述密封环结构之上，所述第一钝化层具有在所述密封环结构之上的第一钝化层孔；金属焊盘，设置在所述第一钝化层之上，所述金属焊盘通过所述第一钝化层孔与所述密封环结构连接并且具有在所述第一钝化层孔之上的金属焊盘孔；第二钝化层，设置在所述金属焊盘之上，所述第二钝化层具有在所述金属焊盘孔之上的第二钝化层孔；以及聚酰亚胺层，设置在所述第二钝化层之上，所述聚酰亚胺层填充所述第二钝化层孔，以在所述聚酰亚胺层的外部锥形边缘处形成聚酰亚胺根部。

优选地，所述密封环结构由设置在所述电路区域周围的金属层的叠层构成。

优选地，所述金属焊盘与通过所述第一钝化层孔暴露的所述密封环结构的顶部金属层接触。

优选地，所述第一钝化层由氧化硅或氮化硅形成，所述第二钝化层由氮化硅或氧化硅形成。

优选地，所述第一钝化层和所述第二钝化层由相同材料构成。

优选地，所述聚酰亚胺层具有约5μm至约10μm之间的厚度。

优选地，所述聚酰亚胺层的所述外部锥形边缘与水平线成约70度至约75度之间的角度。

优选地，该半导体器件进一步包括：多个第一钝化层孔，在所述密封环结构之上；多个金属焊盘孔，在所述多个第一钝化层孔之上；多个第二钝化层孔，在所述多个金属焊盘孔之上；以及多个聚酰亚胺根部，设置在所述多个金属焊盘孔之上。

根据本发明的另一方面，提供一种半导体器件，包括：基板，具有密封环区域和电路区域；密封环结构，设置在所述密封环区域之上；第一钝化层，设置在所述密封环结构之上，所述第一钝化层具有在所述密封环结构之上的第一钝化层孔；金属焊盘，设置在所述第一钝化层之上，所述金属焊盘通过所述第一钝化层孔与所述密封环结构连接并且具有在所述第一钝化层孔之上的金属焊盘孔；第二钝化层，设置在所述金属焊盘之上，所述第二钝化层具有使所述金属焊盘孔暴露的第二钝化层孔；以及聚酰亚胺层，设置在所述第二钝化层之上，所述聚酰亚胺层填充所述第二钝化层孔，以形成与所述金属焊盘接触的聚酰亚胺根部。

优选地，所述密封环结构由设置在所述电路区域周围的金属层的叠层构成。

优选地，所述金属焊盘与通过所述第一钝化层孔暴露的所述密封环结构的顶部金属层接触。

优选地，分别地，所述第一钝化层由氧化硅或氮化硅形成，并且所述第二钝化层由氮化硅或氧化硅形成。

优选地，所述第一钝化层和所述第二钝化层由相同材料构成。