[发明专利]一种内柱外环式双区复合焊点结构和混合键合方法

权利要求书

1.一种内柱外环式双区复合焊点结构，其特征在于，包括内核柱和外围环，所述内核柱采用可室温下冷焊的金属或金属体系，所述外围环采用高温焊料金属或金属体系；

所述的内柱外环式双区复合焊点结构的制备方法，包括如下步骤：

(1)在晶圆表面涂布光刻胶，光刻胶的厚度为5～50μm；

(2)将步骤(1)涂布有光刻胶的晶圆依次经曝光、显影和烘烤处理后，得到的光刻胶图形在晶圆表面呈倒梯形的形貌；

(3)采用蒸镀或者溅射的方式，将可室温下冷焊的金属或金属体系沉积到步骤(2)的光刻胶图形表面，在光刻胶开口的地方可室温下冷焊的金属或金属体系沉积到晶圆表面，沉积的厚度为3～50μm，且小于光刻胶的厚度；

(4)采用湿法金属剥离工艺，将步骤(3)光刻胶表面的可室温下冷焊的金属或金属体系去除，再把光刻胶去除，形成焊柱内核结构；

(5)在步骤(4)已形成焊柱内核结构的晶圆表面涂布光刻胶，光刻胶的厚度为5～50μm；

(6)将步骤(5)涂布有光刻胶的晶圆依次经曝光、显影和烘烤处理后，得到的光刻胶图形在晶圆表面和焊柱内核结构表面均呈倒梯形的形貌；

(7)采用蒸镀或者溅射或者电镀的方式，将高温焊料金属或金属体系沉积到步骤(6)光刻胶图形表面，在光刻胶开口的地方高温焊料金属或金属体系沉积到晶圆表面；

(8)采用湿法金属剥离工艺，将步骤(7)光刻胶表面上的高温焊料金属或金属体系去除，再把光刻胶去除，形成焊柱外围结构；

(9)将步骤(8)的晶圆在150～250℃温度下回流，使可室温下冷焊的金属或金属体系表面形成凸起，得到内柱外环式双区复合焊点结构。

2.根据权利要求1所述的一种内柱外环式双区复合焊点结构，其特征在于，可室温下冷焊的金属为铟或锡；可室温下冷焊的金属体系为金-铟、铟-铟或金-锡中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种内柱外环式双区复合焊点结构，其特征在于，高温焊料金属为金或锡，高温焊料金属体系为金-锡、银-锡、铜-锡或锡-铅中的任意一种。

4.如权利要求1～3任意一项所述的内柱外环式双区复合焊点结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在晶圆表面涂布光刻胶，光刻胶的厚度为5～50μm；

(2)将步骤(1)涂布有光刻胶的晶圆依次经曝光、显影和烘烤处理后，得到的光刻胶图形在晶圆表面呈倒梯形的形貌；

(3)采用蒸镀或者溅射的方式，将可室温下冷焊的金属或金属体系沉积到步骤(2)的光刻胶图形表面，在光刻胶开口的地方可室温下冷焊的金属或金属体系沉积到晶圆表面，沉积的厚度为3～50μm，且小于光刻胶的厚度；

(4)采用湿法金属剥离工艺，将步骤(3)光刻胶表面的可室温下冷焊的金属或金属体系去除，再把光刻胶去除，形成焊柱内核结构；

(5)在步骤(4)已形成焊柱内核结构的晶圆表面涂布光刻胶，光刻胶的厚度为5～50μm；

(6)将步骤(5)涂布有光刻胶的晶圆依次经曝光、显影和烘烤处理后，得到的光刻胶图形在晶圆表面和焊柱内核结构表面均呈倒梯形的形貌；

(7)采用蒸镀或者溅射或者电镀的方式，将高温焊料金属或金属体系沉积到步骤(6)光刻胶图形表面，在光刻胶开口的地方高温焊料金属或金属体系沉积到晶圆表面；

(8)采用湿法金属剥离工艺，将步骤(7)光刻胶表面上的高温焊料金属或金属体系去除，再把光刻胶去除，形成焊柱外围结构；

(9)将步骤(8)的晶圆在150～250℃温度下回流，使可室温下冷焊的金属或金属体系表面形成凸起，得到内柱外环式双区复合焊点结构。

5.根据权利要求4所述的一种内柱外环式双区复合焊点结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和(6)曝光的光源采用436nm波长光、365nm波长光、405nm波长光、248nm波长光或193nm波长光的一种或多种混合，曝光的方式可采用投影式、接触式或接近式，显影液采用碱性溶液或有机溶剂。