[发明专利]互连止裂器结构及方法

说明书

本发明提供了用于阻止裂纹的系统和方法。一种实施例包括将止裂器置入半导体管芯和衬底之间的连接件。止裂器可以为空心或者实心圆柱形并且可被放置成便于阻止穿过止裂器的任何裂纹扩展。本发明还公开了互连止裂器结构及方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及互连止裂器结构及方法。

背景技术

通常，半导体管芯可使用诸如球栅阵列或者可控塌陷芯片连接(C4)焊料凸块的技术接合至另一衬底(例如，有机印制电路板)。在一个这样的工艺中，可使用诸如电镀、焊剂漏印(paste screening)或者球架的方法将焊料凸块形成在半导体管芯和/或者衬底上，然后将焊料回流焊成期望的凸块形状。一旦形成了焊料凸块，将半导体管芯上的接触件与衬底上与它们对应的接触件对准，焊料凸块位于接触件之间。一旦对准，对焊料凸块再次进行回流焊并使其液化，其中液化的焊料流到接触焊盘并浸湿接触焊盘，从而提供半导体管芯和衬底之间的电连接和物理连接。

然而，半导体管芯可具有与衬底非常不同的热膨胀系数。因此，当半导体管芯接合至衬底并且他们都经受热机械循环(被用于模拟系统电源开启和关闭循环以符合JEDEC可靠性测试需求)时，半导体管芯和衬底会在加热循环期间会膨胀到不同的长度并且在冷却循环期间收缩到不同的长度。这种膨胀会导致形成在互连半导体管芯和衬底的焊接点处的应力。

这种问题对在半导体管芯和衬底之间的连接尤其普遍。具体地，由于半导体管芯和衬底之间的热膨胀系数失配造成的应力很强以致实际上可能在互连半导体管芯和衬底的焊接点中产生裂纹。而且，这些裂纹可能扩展至整个焊接点，从而降低或者甚至毁坏半导体管芯和衬底之间的电互连和/或物理连接。这种毁坏可能导致部分无用并因此需要完全重新制造。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：

在衬底上的导电焊盘；以及

自所述导电焊盘延伸的第一止裂器，所述第一止裂器具有环形并且沿所述导电焊盘的外部区域设置。

在可选实施例中，所述第一止裂器具有为所述环形的第一开口。

在可选实施例中，半导体器件进一步包括为环形的第二止裂器，其中所述第二止裂器具有较小的直径并且相对于所述第一止裂器横向偏移。

在可选实施例中，所述第一止裂器具有为所述环形的第一开口并且所述第二止裂器具有为所述环形的第二开口。

在可选实施例中，所述环形是断环形。

在可选实施例中，所述断环形包括多个重叠的圆弧。

在可选实施例中，所述第一止裂器是沿所述导电焊盘的所述外部区域布置的多个止裂器之一。

在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括位于所述导电焊盘的中心区域内的第二止裂器。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种半导体器件，包括：

在衬底上的凸块下金属层，所述凸块下金属层包括中心区域以及围绕所述中心区域的外部区域；

在所述外部区域中所述凸块下金属化层上的第一止裂器，所述第一止裂器具有第一圆形。

在可选实施例中，所述第一止裂器是不连续的圆形。

在可选实施例中，半导体器件进一步包括在所述凸块下金属层上的第二止裂器，所述第二止裂器具有第二圆形。

在可选实施例中，半导体器件进一步包括具有第二圆形的第二止裂器以及具有第三圆形的第三止裂器，所述第一止裂器、所述第二止裂器以及所述第三止裂器在所述外部区域中相互横向分隔开。

在可选实施例中，所述第一止裂器、所述第二止裂器以及第三止裂器是实心圆形。