[发明专利]用于凸块下金属结构的套环及相关联的系统及方法

说明书

本申请涉及用于凸块下金属结构的套环及相关联的系统和方法。一种半导体裸片包含：半导体材料，其具有固态组件；及互连件，其至少部分延伸穿过所述半导体材料。凸块下金属UBM结构形成于所述半导体材料上方且电耦合到对应互连件。套环包围所述UBM结构的侧表面的至少一部分，且焊接材料安置于所述UBM结构的顶面上方。

本申请为发明名称为“用于凸块下金属结构的套环及相关联的系统及方法”、申请号为201680053250.9、申请日为2016年8月3日的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体上涉及半导体装置，且更特定来说，在若干实施例中，本发明涉及用于裸片间及/或封装间互连件的凸块下金属(UBM)结构。

背景技术

例如存储器装置、微处理器及发光二极管的微电子装置通常包含安装到衬底且装入塑料保护覆盖层中的一或多个半导体裸片。半导体裸片包含例如存储器单元、处理器电路及互连电路的功能特征。半导体裸片通常还包含电耦合到功能特征的接合垫。接合垫电连接到在保护覆盖层外部延伸的引脚或其它类型的端子以将半导体裸片连接到总线、电路或其它组合件。

半导体裸片制造商在减小由裸片占据的体积且增大所得囊封组合件的容量及/或速度方面承受越来越大压力。为满足这些需求，半导体裸片制造商通常使多个裸片彼此上下堆叠以在裸片安装到其的电路板或其它元件上的有限体积内增大装置的容量或性能。在许多应用中，裸片在被囊封之前彼此上下堆叠以形成三维封装。

堆叠半导体裸片通常由附接到凸块下金属(UBM)结构的焊料凸块或其它电连接器电连接。通常通过将铜晶种结构沉积到晶片上，在所述铜晶种结构上形成具有与裸片上的接合垫对准的开口的掩模，将铜镀覆到所述晶种结构上，且接着将一或多个其它材料镀覆于所述铜上方以形成UBM结构而形成UBM结构。通常选择UBM结构的最上材料来促进用于随后在最上材料上形成互连件的湿润。在形成UBM结构之后，在UBM结构的最上材料上方形成焊接材料的微凸块来充当互连件。在形成UBM结构及微凸块之后，移除掩模且使用合适湿式蚀刻来移除晶种结构的暴露部分以形成隔离的UBM结构及微凸块。本发明涉及改进的UBM结构及制造UBM结构的方法。

发明内容

一方面，本申请提供了一种半导体裸片，所述半导体裸片包括：半导体材料，其具有固态组件；互连件，其至少部分延伸穿过所述半导体材料；凸块下金属UBM结构，其电耦合到所述互连件，其中所述UBM结构具有顶面、底面及在所述顶面与所述底面之间延伸的侧壁，且其中所述UBM结构包括第一导电材料和安置于所述第一导电材料上方的第二导电材料；套环，其包围所述UBM结构的所述侧壁的至少一部分，使得所述套环接触所述第一导电材料的至少一部分，其中所述套环凹入所述UBM结构的所述顶面下方；及焊接材料，其安置于所述UBM结构的所述顶面上方，其中所述套环包括抗湿材料，所述焊接材料不易于在液相中湿润所述抗湿材料。

另一方面，本申请进一步提供了一种半导体裸片，所述半导体裸片包括：半导体材料，其具有固态组件；互连件，其至少部分延伸穿过所述半导体材料；凸块下金属UBM结构，其电耦合到所述互连件，其中所述UBM结构具有顶面、底面及在所述顶面与所述底面之间延伸的侧壁，且其中所述UBM结构包括第一导电材料和安置于所述第一导电材料上方的第二导电材料；套环，其包围所述UBM结构的所述侧壁的至少一部分，使得所述套环接触所述第一导电材料的至少一部分，但不接触所述第二导电材料；及焊接材料，其安置于所述UBM结构的所述顶面上方。

又一方面，本申请进一步提供了一种半导体裸片，所述半导体裸片包括：半导体材料；互连件，其至少部分延伸穿过所述半导体材料；柱结构，其电耦合到所述互连件，其中所述柱结构包括下部分和上部分，所述下部分包括第一导电材料且具有第一侧面，所述上部分包括形成在所述下部分上方的第二导电材料，所述上部分具有第二侧面；套环，其包围所述柱结构的至少一部分，使得所述套环接触所述第一侧面的至少一部分，并从所述柱的顶面凹入；及焊接材料，其安置于所述柱结构的所述顶面上方。

附图说明