[发明专利]半导体封装结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种半导体封装结构的形成方法。

背景技术

在信息化高速发展的今天，集成电路的市场前景越来越广阔，相应的，集成电路设计、芯片制作和集成电路封装产业都迅猛发展。在我国，集成电路封装业已成为集成电路产业的重要经济增长点。为了满足集成电路组件的高速处理化、多功能化、集成化、小型化以及低价化等多方面的需求，集成电路封装技术也需朝着轻微化、高密度化发展。目前常用的集成电路封装技术包括球栅阵列式封装（Ball Grid Array，BGA）、芯片尺寸级封装（Chip-Scale Package，CSP）及多芯片模块（Multi-Chip Module，MCM）。在集成电路的封装技术中，集成电路封装密度指的是单位面积所含有的阵脚（Pin）的数量的多少程度，对于高密度的集成电路封装而言，缩短配线的长度有助于提高信号的传递速度，因此凸块（Bump）的应用已成为高密度封装的主流。

参考图1，图1为现有技术凸块封装结构的剖面结构示意图。所述凸块封装结构包括：半导体基底101，所述半导体基底101上形成有焊垫层102；覆盖所述半导体基底101和部分焊垫层102表面的钝化层103，所述钝化层103具有暴露部分焊垫层102表面的第一开口；位于第一开口内的焊垫层102和第一开口外的部分钝化层103表面的凸下金属层105；位于凸下金属层105上的凸块104。

但是，现有的凸块封装结构的可靠性仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提高半导体封装结构的可靠性。

为解决上述问题，本发明还提供了一种半导体封装结构的形成方法，还包括：

提供半导体基底，所述半导体基底上形成有焊垫层；

形成覆盖所述半导体基底和焊垫层的聚合物层，所述聚合物层中具有暴露部分焊垫层表面的开口，开口内的焊垫层表面上形成有若干分立的聚合物立柱；

形成覆盖所述焊垫层、聚合物立柱和开口外的部分聚合物层表面的凸下金属层。

可选的，所述聚合物立柱的材料与聚合物层的材料相同，所述聚合物层的材料为光敏有机物。

可选的，所述光敏有机物为光敏的环氧树脂、聚酰亚胺、苯环并丁烯、聚苯并恶唑。

可选的，开口和聚合物立柱的形成过程为：形成覆盖所述半导体基底和部分焊垫层的聚合物层；进行曝光和显影，在聚合物层中形成暴露部分焊垫层表面的开口，同时在开口内的焊垫层表面上形成若干分立的聚合物立柱。

可选的，所述聚合物立柱的数量大于等于1个。

可选的，聚合物立柱的尺寸小于开口的尺寸。

可选的，所述凸下金属层的厚度小于焊垫层表面的聚合物立柱的高度。

可选的，所述凸下金属层为单层或多层堆叠结构。

可选的，还包括：在开口上的凸下金属层上形成凸块。

可选的，还包括：在开口上的凸下金属层上形成金属柱。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的半导体封装结构的形成方法，形成覆盖所述半导体基底和部分焊垫层的聚合物层，所述聚合物层中具有暴露所述焊垫层表面的开口，开口内的焊垫层表面上具有若干分立的聚合物立柱；然后在所述焊垫层、聚合物立柱和开口外的部分聚合物层表面上形成凸下金属层。聚合物立柱的存在，使得开口内的凸下金属层的表面积增大，当在开口内的凸下金属层上形成凸块或金属柱时，使得凸块或金属柱与凸下金属层的接触面积增大，从而增强了凸块或金属柱与凸下金属层的粘附性，当凸块或金属柱在受到外部压力或内部应力时，防止凸块或金属柱从凸下金属层表面脱落或者防止在两者的接触界面产生裂缝缺陷。

进一步，所述聚合物层和聚合物立柱的材料相同，所述聚合物层的材料为光敏有机物，因此在形成聚合物层之后，可以通过曝光和显影工艺在聚合物层中形成开口位于开口内的聚合物立柱，节省了工艺步骤。

进一步，所述凸下金属层的厚度小于焊垫层表面的聚合物立柱的高度，以使形成的凸下金属层的表面随着聚合物立柱的表面高低起伏，增大了形成的凸下金属层的表面积。

附图说明

图1为现有技术凸块封装结构的剖面结构示意图；

图2～图7为本发明半导体封装结构形成过程的剖面结构示意图。

具体实施方式

经研究，现有的封装结构的凸块是位于凸下金属层表面接触，在受到外部的压力或内部的应力时，所述凸块容易从凸下金属层表面脱落或者在凸块和凸下金属层的接触界面产生裂缝缺陷，影响了封装结构可靠性。