[发明专利]用于焊接应用中的界面的锌-钴阻挡层

说明书

微电子装置(100)具有在输入/输出I/O焊盘(102)上的凸块接合结构(110)。所述凸块接合结构(110)包含含铜柱(112)、在所述含铜柱(112)上的包含钴和锌的阻挡层(114)，以及在所述阻挡层(114)上的含锡焊料(116)。所述阻挡层(114)包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴和相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌。

本发明总体涉及微电子装置，更具体涉及微电子装置中的阻挡层。

背景技术

一些微电子装置具有带有铜柱和在铜柱上的含锡焊料的凸块接合结构。焊料在凸块接合工艺期间回流(熔化)，凸块接合工艺将凸块接合结构附接到例如引线框架的封装结构的引线。当熔融的含锡焊料润湿铜时，在铜柱和含锡焊料的界面周围形成铜-锡金属间化合物。空隙也可在靠近金属间化合物的铜柱中形成。金属间化合物和空隙通过降低接头的机械特性和电特性而不利地影响焊料接头的可靠性。

发明内容

在所述实例中，微电子装置具有凸块接合结构，所述凸块接合结构具有含铜柱、包含在含铜柱上的钴和锌的阻挡层，以及在阻挡层上的含锡焊料。阻挡层包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴和相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌。本文描述了形成微电子装置的方法。

附图说明

图1是包含具有包含钴和锌的阻挡层的凸块接合结构的示例性微电子装置的横截面。

图2A至图2J是微电子装置的横截面，所述微电子装置包含具有包含钴和锌的阻挡层的凸块接合结构，在示例性形成方法的阶段中示出。

图3A和图3B是微电子装置的横截面，所述微电子装置包含具有包含钴和锌的阻挡层的凸块接合结构，在另一示例性形成方法的阶段中示出。

图4示出了示例性反向脉冲镀覆波形。

图5是微电子装置的横截面，所述微电子装置包含具有包含钴、镍和锌的阻挡层的凸块接合结构，在另一示例性形成方法中示出。

图6A至图6D是微电子装置的横截面，所述微电子装置包含具有包含钴和锌的阻挡层的凸块接合结构，在另一示例性形成方法的阶段中示出。

图7A和图7B是包含具有包含钴和锌的阻挡层的焊料结构的引线框架的横截面，在另一示例性形成方法的阶段中示出。

具体实施方式

附图未按比例绘制。此说明书不受所说明的动作或事件的顺序的限制，因为一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其它动作或事件同时发生。此外，并不要求所有所说明的动作或事件实现根据本说明书的方法。

微电子装置具有输入/输出(I/O)焊盘，其中凸起接合结构电耦合到I/O焊盘。I/O焊盘可以是电耦合到微电子装置的互连件的接合焊盘。I/O焊盘可以是微电子装置的互连件上方的再分布层(RDL)的部分。术语“在…上方”不应解释为限制所述元件的位置或取向，而应用于提供元件之间的空间关系。I/O焊盘可以是微电子装置的有源上接合(BOAC)结构中的凸起焊盘。I/O焊盘的其它表现形式在本说明书的范围内。凸块接合结构包含含铜柱(在此称为铜柱)、在铜柱的至少一部分上的阻挡层，以及在阻挡层上的焊料。阻挡层包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴和相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌，并且可以包含其它金属，例如镍。凸块接合结构还包含在阻挡层的至少一部分上的含锡焊料，例如含锡焊料。阻挡层位于铜柱和焊料之间。例如，阻挡层可以被描述为在铜柱上，所述在铜柱上包含在铜柱的至少一部分上。类似地，焊料可以被描述为在阻挡层上，所述在阻挡层上包含在阻挡层的至少一部分上。