專(zhuān)利名稱(chēng)：針對(duì)boac構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路工藝制造技術(shù)，尤其涉及一種針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié) 構(gòu)，該改進(jìn)結(jié)構(gòu)能夠在有效電路(Active Circuit)上形成的能夠承受較大機(jī)械壓力的接合
焊盤(pán)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著集成電路工藝制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，集成電路的電路密度及復(fù)雜度顯著地提 高，伴隨之封裝尺寸也顯著減小。技術(shù)的進(jìn)步相伴而來(lái)的是對(duì)半導(dǎo)體裝置的快速操作、成本 降低以及更高的可靠性需求的增加。在晶圓(Wafer)上形成更多的獨(dú)立半導(dǎo)體芯片，對(duì)上 述技術(shù)發(fā)展要求是十分重要的。為減小芯片(Chip)的大小，期望直接在有效的電路上放形成接合焊盤(pán)(Bonding I^ad)。BOAC (Bonding over active circuit)構(gòu)架是將接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在多層有效 電路之上，例如位于輸入/輸出(I/O電路)或靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD) 保護(hù)電路之上，用以節(jié)約芯片面積，降低制作成本。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種BOAC構(gòu)架的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，在半導(dǎo)體襯底 上形成所述有效電路10，并在所述有效電路10上方直接形成接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)，接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu) 與有效電路通過(guò)連通導(dǎo)線13電性相連。所述接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)包括第一電介質(zhì)層23和位于 第一電介質(zhì)層23下方的第二電介質(zhì)層M ；接合焊盤(pán)21形成于第一電介質(zhì)層23上；鈍化層 22形成于第一電介質(zhì)層23上方且覆蓋所述接合焊盤(pán)21的外圍，在接合焊盤(pán)21上方暴露開(kāi) 口 30;金屬襯墊25，位于第二電介質(zhì)層M中，與接合焊盤(pán)通過(guò)導(dǎo)電通孔沈電性相通，所述 金屬襯墊25位于接合焊盤(pán)21正下方包括開(kāi)口處正對(duì)的區(qū)域均具有金屬襯墊25，金屬襯墊 25用于電性連通有效電路并承受開(kāi)口處在封裝過(guò)程中收到的機(jī)械壓力。然而，上述結(jié)構(gòu)在 封裝過(guò)程中存在如下缺陷在CP測(cè)試過(guò)程中探針觸壓接合焊盤(pán)21的開(kāi)口處30，不易控制 大小的機(jī)械壓力易導(dǎo)致壓傷接合焊盤(pán)30及其下方的金屬襯墊，造成金屬襯墊塌陷；同樣在 封裝(lockage)過(guò)程中，例如針對(duì)銅線的封裝時(shí)，引線接合或是金絲球形結(jié)合(Gold Ball) 等接合過(guò)程中，需要較大的鍵合力，不可避免地需要借助外力，同樣容易導(dǎo)致其下金屬襯墊 破損塌陷，損傷有效電路10，甚至塌陷的金屬襯墊25與有效電路10發(fā)生多余的電性連接， 引起芯片失效，造成產(chǎn)品測(cè)試和封裝的良率降低，影響量產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，以防止在封裝 過(guò)程中，機(jī)械壓力對(duì)有效電路造成的損傷。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有效電路和設(shè) 置于有效電路上方的接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)，所述接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)包括第一電介質(zhì)層及位于其下的第二電介質(zhì)層；接合焊盤(pán)，設(shè)置于所述第一電介質(zhì)層上；
鈍化層，設(shè)置于所述第一電介質(zhì)層之上并覆蓋于所述接合焊盤(pán)外圍，以在所述接 合焊盤(pán)上方形成開(kāi)口區(qū)；第一金屬襯墊，位于所述第二電介質(zhì)層中，且位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的 外圍，所述第一金屬襯墊與所述接合焊盤(pán)通過(guò)第一導(dǎo)電通孔電性相連，其中所述第一導(dǎo)電 通孔形成于所述第一電介質(zhì)層中。 進(jìn)一步的，所述第二電介質(zhì)層中的位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的材質(zhì)為氧化 硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃、磷硅玻璃或其組合。進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)電通孔與所述接合焊盤(pán)為一體成型。進(jìn)一步的，所述接合焊盤(pán)的材質(zhì)為鎢、鋁、銅或其組合。進(jìn)一步的，所述第一金屬襯墊的材質(zhì)為鎳、鈷、鋁、銅或其組合。進(jìn)一步的，所述接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)還包括第三電介質(zhì)層和第二金屬襯墊，所述第二金 屬襯墊位于所述第三電介質(zhì)層中，且位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的外圍，所述第二金 屬襯墊與所述第一金屬襯墊通過(guò)第二導(dǎo)電通孔電性相連，其中所述第二導(dǎo)電通孔形成于所 述第二電介質(zhì)層中。進(jìn)一步的，所述第三電介質(zhì)層中的位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的材質(zhì)為氧化 硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃、磷硅玻璃或其組合。進(jìn)一步的，所述第二導(dǎo)電通孔與所述第一金屬襯墊為一體成型。進(jìn)一步的，所述第二金屬襯墊的材質(zhì)為鎳、鈷、鋁、銅或其組合。綜上所述，本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中接合焊盤(pán)開(kāi)口區(qū)正下方的區(qū)域中的原有的金屬襯 墊替換為機(jī)械強(qiáng)度更大的電介質(zhì)材料，則在后續(xù)封裝過(guò)程中開(kāi)口區(qū)形成的機(jī)械壓力可由電 介質(zhì)材料吸收并承受，有效防止外界機(jī)械壓力導(dǎo)致接合焊盤(pán)及金屬襯墊坍塌，損傷下方的 有效電路，進(jìn)而防止有效電路形成多余的電性接通，減少有效電路失效率，提高產(chǎn)品良率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種BOAC構(gòu)架的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例中BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一 步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實(shí)例時(shí)，為了便于說(shuō) 明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定。按照附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)與附圖中，圖中示意了金屬層的 最頂層及其下方的幾層，金屬層可以為多層，例如2到8之間，其他金屬層在圖中略去，但不 被限制于附圖表述。在本發(fā)明實(shí)施例中，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的示意圖， 如圖2所示，所述針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)包括有效電路100和直接設(shè)置于有效電路上
4方的接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)，其中所述有效電路100可以包含輸入/輸出(I/O電路)或靜電放電 (Electrostatic Discharge, ESD)保護(hù)電路，其中每一個(gè)有效電路可由多個(gè)半導(dǎo)體組件組 成,如 MOSFETS (Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistors,金屬氧化物半導(dǎo) 體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的半導(dǎo)體組件102設(shè)置于半導(dǎo)體襯底(Substrate) 100的主表面上。其中所述接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)包括第一電介質(zhì)層203及位于其下的第二電介質(zhì)層204、 接合焊盤(pán)201、鈍化層202、第一金屬襯墊205以及導(dǎo)電通孔206。其中第一電介質(zhì)層203及位于其下的第二電介質(zhì)層204 ；所述第一電介質(zhì)層203、第二 電介質(zhì)層204為金屬層間的電介質(zhì)層，其中還可以具有更多金屬層間的電介質(zhì)層，在附圖 中省略。其中第一電介質(zhì)層203、第二電介質(zhì)層204可由低介電常數(shù)(Low-K，K值可小于 4)，或超低介電常數(shù)(Ultra Low_K，K值可小于2. 5)材質(zhì)形成，但不限于此。第一電介質(zhì)層 203、第二電介質(zhì)層204的材料可以為如氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃或磷硅玻璃 或其組合等的介電材質(zhì)。接合焊盤(pán)201，設(shè)置于所述第一電介質(zhì)層上203 ；所述接合焊盤(pán)201的材質(zhì)可以為 鎢、鋁、銅或其組合，但不限制于此。接合焊盤(pán)201采用傳統(tǒng)的方法形成，即對(duì)第一電介質(zhì)層 203進(jìn)行光刻、刻蝕以形成通孔開(kāi)口，再利用沉積方法形成結(jié)合焊盤(pán)201，在此不再贅述。鈍化層202，設(shè)置于所述第一電介質(zhì)層203之上并覆蓋于所述接合焊盤(pán)201外 圍，以在所述接合焊盤(pán)201上方形成開(kāi)口區(qū)300 ；所述鈍化層202的材質(zhì)可以為聚酰亞胺 (Polyimide)。形成開(kāi)口區(qū)300使接合焊盤(pán)300部分裸露，以便實(shí)施后續(xù)的接合過(guò)程。第一金屬襯墊205，位于所述第二電介質(zhì)層204中，且位于所述開(kāi)口區(qū)300正下 方對(duì)應(yīng)區(qū)域的外圍，即開(kāi)口區(qū)300正下方對(duì)應(yīng)的第二電介質(zhì)層204的區(qū)域無(wú)第一金屬襯墊 205。所述第一金屬襯墊205與所述接合焊盤(pán)201通過(guò)第一導(dǎo)電通孔206電性相連，其中所 述第一導(dǎo)電通孔206形成于所述第一電介質(zhì)層203中。則所述第二電介質(zhì)層204中的位于 所述開(kāi)口區(qū)300正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的材質(zhì)為氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃、磷硅玻 璃或其組合的電介質(zhì)材料，電介質(zhì)材料相比于金屬的機(jī)械強(qiáng)度更大，則在后續(xù)封裝過(guò)程中 開(kāi)口區(qū)300形成的機(jī)械壓力可由第二電介質(zhì)層204吸收并承受，有效防止機(jī)械壓力損傷下 方的有效電路100，防止接合焊盤(pán)201及金屬襯墊205坍塌，損傷有效電路100，甚至與有效 電路100形成多余的電性接通，防止有效電路100失效，提高產(chǎn)品良率。在本實(shí)施例中，導(dǎo) 電通孔206與接合焊盤(pán)201采用一體化形成，所述導(dǎo)電通孔206可以為方形或條形，多個(gè)導(dǎo) 電通孔206可以提高導(dǎo)電性，能降低電阻。所述導(dǎo)電通孔206的材質(zhì)與所述接合焊盤(pán)201 的材質(zhì)相同。圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例中BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖4所示，所述接 合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)在圖2所示結(jié)構(gòu)示意圖的基礎(chǔ)上，還包括第三電介質(zhì)層207和第二金屬襯墊 208，所述第二金屬襯墊208位于所述第三電介質(zhì)層107中，且位于所述開(kāi)口區(qū)300正下方 對(duì)應(yīng)區(qū)域的外圍，即所述開(kāi)口區(qū)300正下方對(duì)應(yīng)的第二電介質(zhì)層204的區(qū)域無(wú)第二金屬襯 墊208，所述第二金屬襯墊208與所述第一金屬襯墊205通過(guò)第二導(dǎo)電通孔209電性相連， 其中所述第二導(dǎo)電通孔206形成于所述第二電介質(zhì)層中，可以與第一金屬襯墊205同時(shí)形 成；第二導(dǎo)電通孔206可以為方形或條形，第二導(dǎo)電通孔209可以包括多個(gè)，以提高導(dǎo)電性， 能降低電阻。所述導(dǎo)電通孔206的材質(zhì)與所述接合焊盤(pán)201的材質(zhì)相同。進(jìn)一步的，所述 第三電介質(zhì)層204中的位于所述開(kāi)口區(qū)300正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的材質(zhì)為氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃、磷硅玻璃或其組合。第三電介質(zhì)層204能夠進(jìn)一步提高機(jī)械壓力承受能 力，保護(hù)有效電路100，提高產(chǎn)品良率。綜上所述，本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中接合焊盤(pán)開(kāi)口區(qū)正下方的區(qū)域中的原有的金屬襯 墊替換為機(jī)械強(qiáng)度更大的電介質(zhì)材料，則在后續(xù)封裝過(guò)程中開(kāi)口區(qū)形成的機(jī)械壓力可由電 介質(zhì)材料吸收并承受，有效防止外界機(jī)械壓力導(dǎo)致接合焊盤(pán)及金屬襯墊坍塌，損傷下方的 有效電路，進(jìn)而防止有效電路形成多余的電性接通，減少有效電路失效率，提高產(chǎn)品良率。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有效電路和設(shè)置于有效電路上方的接合焊盤(pán) 結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)包括第一電介質(zhì)層及位于其下的第二電介質(zhì)層；接合焊盤(pán)，設(shè)置于所述第一電介質(zhì)層上；鈍化層，設(shè)置于所述第一電介質(zhì)層之上并覆蓋于所述接合焊盤(pán)外圍，以在所述接合焊 盤(pán)上方形成開(kāi)口區(qū)；第一金屬襯墊，位于所述第二電介質(zhì)層中，且位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的外圍， 所述第一金屬襯墊與所述接合焊盤(pán)通過(guò)第一導(dǎo)電通孔電性相連，其中所述第一導(dǎo)電通孔形 成于所述第一電介質(zhì)層中。
2.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二電介質(zhì)層中 的位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的材質(zhì)為氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃、磷硅 玻璃或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電通孔與 所述接合焊盤(pán)為一體成型。
4.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合焊盤(pán)的材質(zhì) 為鎢、鋁、銅或其組合。
5.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬襯墊的 材質(zhì)為鎳、鈷、鋁、銅或其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)還 包括第三電介質(zhì)層和第二金屬襯墊，所述第二金屬襯墊位于所述第三電介質(zhì)層中，且位于 所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的外圍，所述第二金屬襯墊與所述第一金屬襯墊通過(guò)第二導(dǎo)電 通孔電性相連，其中所述第二導(dǎo)電通孔形成于所述第二電介質(zhì)層中。
7.如權(quán)利要求6所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三電介質(zhì)層中 的位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的材質(zhì)為氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃、磷硅 玻璃或其組合。
8.如權(quán)利要求6所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二導(dǎo)電通孔與 所述第一金屬襯墊為一體成型。
9.如權(quán)利要求6所述的針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬襯墊的 材質(zhì)為鎳、鈷、鋁、銅或其組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對(duì)BOAC構(gòu)架的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有效電路和設(shè)置于有效電路上方的接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)，接合焊盤(pán)結(jié)構(gòu)包括接合焊盤(pán)，設(shè)置于第一電介質(zhì)層上；鈍化層，并覆蓋于所述接合焊盤(pán)外圍，以在所述接合焊盤(pán)上方形成開(kāi)口區(qū)；第一金屬襯墊，位于第二電介質(zhì)層中且位于所述開(kāi)口區(qū)正下方對(duì)應(yīng)區(qū)域的外圍。本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中接合焊盤(pán)開(kāi)口區(qū)正下方的區(qū)域中的原有的金屬襯墊替換為機(jī)械強(qiáng)度更大的電介質(zhì)材料，則在后續(xù)封裝過(guò)程中開(kāi)口區(qū)形成的機(jī)械壓力可由電介質(zhì)材料吸收并承受，有效防止外界機(jī)械壓力導(dǎo)致接合焊盤(pán)及金屬襯墊坍塌，損傷下方的有效電路，進(jìn)而防止有效電路形成多余的電性接通，減少有效電路失效率，提高產(chǎn)品良率。
文檔編號(hào)H01L23/00GK102136458SQ20111004502
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者王秉杰 申請(qǐng)人:中穎電子股份有限公司