[发明专利]一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构及制备方法

权利要求书

1.一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，包括顶层模块和底层模块；所述顶层模块包括第一绝缘基板、第一图案化打底金属层、具有镂空孔阵列的第一透明介质层和第一微米级金属凸点；所述底层模块包括第二绝缘基板、第二图案化打底金属层、金属电极、具有镂空孔阵列的第二透明介质层和第二微米级金属凸点。

2.根据权利要求1所述的 一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述第一图案化打底金属层设置于第一绝缘基板表面；所述具有镂空孔阵列的第一透明介质层设置于第一绝缘基板与第一图案化打底金属层表面，第一透明介质层的镂空孔阵列位于第一图案化打底金属层表面；所述第一微米级金属凸点垂直设置于第一透明介质层的镂空孔阵列和第一图案化打底金属层表面，与图案化打底金属层紧密连接。

3.根据权利要求1所述的 一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述第二图案化打底金属层设置于第二绝缘基板表面；所述金属电极由第二图案化打底金属层引出，设置于第二绝缘基板表面；所述具有镂空孔阵列的第二透明介质层设置于第二绝缘基板与第二图案化打底金属层表面，第二透明介质层的镂空孔阵列位于图案化打底金属层表面；所述第二述微米级金属凸点垂直设置于第二透明介质层的镂空孔阵列和第二图案化打底金属层表面，与第二图案化打底金属层紧密连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述第一绝缘基板面积小于第二绝缘基板面积。

5.根据权利要求1所述的一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述第一图案化打底金属层包括若干打底金属层，所述第一微米级金属凸点包括若干对金属凸点；所述顶层模块是以打底金属层连接一对金属凸点为单元的重复性阵列化结构；所述打底金属层宽度大于等于金属凸点直径，长度大于两颗金属凸点直径之和。

6.根据权利要求1所述的一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述第二图案化打底金属层包括若干打底金属层，所述第二微米级金属凸点包括若干对金属凸点；所述底层模块由以打底金属层连接一对金属凸点为单元的重复性阵列化结构、始端点金属凸点结构、末端点金属凸点结构和测试电极组合而成；所述始端点金属凸点结构由打底金属层、金属凸点、电压输入电极和电流输入电极组成；所述末端点金属凸点结构由打底金属层、金属凸点、电压输出电极和电流输出电极组成；所述测试电极分布于所述底层模块每一列金属凸点的末端点位置，由打底金属层引出电压输出电极和电流输出电极。

7.根据权利要求1所述的一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述具有镂空孔阵列的第一透明介质和第二透明介质层长度和宽度与顶层模块的绝缘基板尺寸一致；所述镂空孔阵列由若干尺寸一致的圆形开孔组成，直径小于打底金属层宽度，大于或等于金属凸点的直径。

8.根据权利要求1所述的一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述绝缘基板包括石英玻璃基板和蓝宝石衬底；所述图案化打底金属层和金属电极包括Cr、Al、Ti、Pt、Au、Ag中的一种或者两者以上的组合；所述透明介质层包括SiO2、AlN、Al2O3、Si3N4、BN、TiO2中的一种或者两种以上的组合；所述微米级金属凸点包括In、Cu、Sn、Ni、Ag中的一种或者两种以上的组合。

9.根据权利要求1所述的一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构，其特征在于，所述第一和第二打底金属层的厚度均为500nm-2μm；所述第一和第二透明介质层的厚度均为300nm-1μm；所述第一和第二微米级金属凸点直径均为3um-300um；所述第一和第二微米级金属凸点高度均为2um-500um。

10.一种适用于微米级金属凸点阵列键合测试结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对第一和第二绝缘基板进行划片，清洗，烘干；

S2、利用磁控溅射或热蒸镀工艺在顶层模块的第一绝缘基板上制备第一图案化打底金属层，在底层模块制备的第二绝缘基板上第二图案化打底金属层和金属电极；

S3、利用等离子体增强化学气相沉积法或原子层沉积法分别在顶层模块和底层模块的透明介质层制备具有镂空孔阵列的透明介质层；

S4、利用化学镀、电镀或热蒸镀工艺分别在顶层模块和底层模块制备微米级金属凸点；

S5、通过四探针测试法测试第一列、前两列、前三列…第N列的电阻值是否成等比例增加，来判断键合良率；测试样品经过长期施加电流激励后，再次测试电阻值与最初测试结果比对，判断键合可靠性。