專利名稱：用于一半導(dǎo)體集成電路的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一半導(dǎo)體集成電路的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；特別是涉及一種能防止該導(dǎo)電結(jié) 構(gòu)表面氧化的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
凸塊才支術(shù)已廣泛應(yīng)用于孩i電子(microelectronics)及孩支系統(tǒng)(micro system) 等領(lǐng)域，做為半導(dǎo)體集成電路與電路板之間的電性連結(jié)介面。以電路板與集成電路 (integrated circuit; IC)芯片的連接為例，集成電路芯片可利用各種方式與電 路板連接，將凸塊形成于集成電路芯片中襯墊上的保護層所定義的開口區(qū)域內(nèi)，使 襯墊與電路板的引腳得以電性連接。
于金屬類中，金的導(dǎo)電性最好，因此封裝制程普遍使用金作為凸塊材料，稱 為金凸塊。請參閱圖l,凸塊形成于襯墊101上與保護層102上的開口區(qū)域，該凸 塊由一第一導(dǎo)電層104、 一第二導(dǎo)電層105與一下金屬層103共同界定。在此實施 例中，第 一導(dǎo)體層104與第二導(dǎo)體層105的材料皆為金，且以 一體成型的方式形成。 典型金凸塊的制程，需要在襯墊101上先形成一下金屬層103。下金屬層103除了 作為接合凸塊與襯墊101的粘著層外，通常亦與一導(dǎo)電層電性連結(jié)，以圖1而言， 即為第一導(dǎo)體層104，以利用電鍍制程形成該等凸塊。其中第一導(dǎo)體層l(H基本上 可與下金屬層103分別或同時形成、亦可利用相同制程與材料，以于形成凸塊后， 共同作為導(dǎo)電媒介之用，使凸塊可以順利形成于下金屬層103上方，并通過下金屬 層103與襯墊101電性連結(jié)。舉例而言，下金屬層103的材料可選自鈦、鎢與其合 金。
由于金的單價較高，為減省制造成本，已知技術(shù)發(fā)展出以金及其他金屬制成 的組合凸塊。以圖1所示的凸塊結(jié)構(gòu)為例，第一導(dǎo)體層104與第二導(dǎo)體層105所使 用的材料將不同。根據(jù)此改良設(shè)計，在本實施例中，第一導(dǎo)體層104占整體凸塊的 比例較第二導(dǎo)體層105高，因此可將第一導(dǎo)體層l(M的材料以較金導(dǎo)電性略差的金 屬族群替換。在某些情況下，第一導(dǎo)體層104與第二導(dǎo)體層105較容易于固態(tài)狀態(tài)下產(chǎn)生 共金效果，而使得導(dǎo)體層間的導(dǎo)電性變差，進而影響整體凸塊的導(dǎo)電性。為了改善 這種情況，已知技術(shù)有時會于第一導(dǎo)體層104與第二導(dǎo)體層105間更加入一緩沖導(dǎo) 體層106,請參閱圖2。
然而，不論是上述的組合凸塊，或是加入緩沖層的組合凸塊都有一明顯缺點。 當導(dǎo)體層非以金為材料時，其表面將容易發(fā)生氧化，進而造成整體凸塊導(dǎo)電性下降 甚至破壞整體凸塊結(jié)構(gòu)。
有鑒于此，如何使凸塊降低成本并且具不易氧化的表面為目前業(yè)界引領(lǐng)期盼 所欲解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種用于一半導(dǎo)體集成電路的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。該半 導(dǎo)體集成電路包含一襯墊及一保護層。該保護層局部覆蓋該襯墊，以界定出一開口 區(qū)域，使得導(dǎo)電結(jié)構(gòu)適可通過該開口區(qū)域，與該襯墊呈電性連接。此外，該導(dǎo)電結(jié) 構(gòu)更包含一下金屬層、 一第一導(dǎo)體層與一第二導(dǎo)體層，并且這三者共同界定出一基 本凸塊結(jié)構(gòu)。其中，第一導(dǎo)體層所占的體積較大第二導(dǎo)體層大，因此該第一導(dǎo)體層 的材料可以選用其他非金的金屬族群來降低成本。
本發(fā)明的再一目的，在于提供一表面不易氧化的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。除上述特征外， 該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)更包含一覆蓋導(dǎo)體層，用以覆蓋其基本凸塊結(jié)構(gòu)。覆蓋導(dǎo)體層的材料選 自于不易氧化的金屬族群，因而改善先前技術(shù)中，組合凸塊表面會氧化的問題。
為讓本發(fā)明的上述目的、技術(shù)特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文以較佳實施 例、配合附圖進行詳細說明。


圖1為已知技術(shù)的一示意圖2為已知技術(shù)的另一示意圖3為本發(fā)明第一實施例的示意圖；以及
圖4為本發(fā)明第二實施例的示意圖。
主要元件符號說明 101、 301:襯墊102、302保護層
103、303下金屬層
104、304第一導(dǎo)體層
105、305第二導(dǎo)體層
106、307緩沖導(dǎo)體層
303a:第.一金屬層
303b:第-二金屬層
306:覆蓋導(dǎo)體層Wl:第一縱向尺寸 W2:第二縱向尺寸 W3:第三縱向尺寸
具體實施例方式
圖3為本發(fā)明的第一實施例，其為一種用于一半導(dǎo)體集成電路的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。 該半導(dǎo)體集成電路包含一襯墊301以及一保護層302。保護層302局部覆蓋襯墊 301，以界定出一開口區(qū)域，使得導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可適當?shù)赝ㄟ^該開口區(qū)域與該襯墊301 呈電性連接。 一般而言，該開口區(qū)域于半導(dǎo)體集成電路完成時，即已形成，以利后 續(xù)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
在本實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包含一下金屬層303、 一第一導(dǎo)體層304、 一第二導(dǎo) 體層305以及覆蓋導(dǎo)體層306。需注意者，除覆蓋導(dǎo)體層306外，形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的 方法為熟知此項技術(shù)者所理解，例如以電鍍方式，利用下金屬層303作為導(dǎo)電介質(zhì) 以形成第一導(dǎo)體層304及第二導(dǎo)體層305等等，在此不再贅言。
下金屬層303至少局部形成于該開口區(qū)域內(nèi)，以完全覆蓋該開口區(qū)域。而該 第一導(dǎo)體層304則形成于下金屬層303上并與的呈電性連結(jié)，且具有第一縱向尺寸 Wl。第二導(dǎo)體層305形成于第一導(dǎo)體層304上并與的呈電性連接，且具有第二縱向 尺寸W2。其中，第一縱向尺寸Wl基本上不小于第二縱向尺寸W2,此設(shè)計考慮于較 大的導(dǎo)體層(即第一導(dǎo)體層304)可應(yīng)用單價比金低的材料制成，以節(jié)省制造成本。 該下金屬層303、第一導(dǎo)體層304及第二導(dǎo)體層305共同界定一基本凸塊結(jié)構(gòu)，該 覆蓋導(dǎo)體層306適以完全覆蓋基本凸塊結(jié)構(gòu)，包含覆蓋下金屬層303的側(cè)面，以避 免基本凸塊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生氧化，同時達到穩(wěn)固該基本凸塊結(jié)構(gòu)的效果。
在本實施例中，該下金屬層303更包含第一金屬層303a及第二金屬層303b。第一金屬層303a形成于襯墊301之上，第二金屬層303b形成于第一金屬層303a 上，兩者采用不同的材料。在其他實施例中，該下金屬層303亦可僅由一金屬層構(gòu) 成。進一步言，關(guān)于第一金屬層303a與第二金屬層303b的材料選擇，需視將形成 于其上的第一導(dǎo)體層304的材料選擇而定，詳如下文。
關(guān)于此實施例中的材料，考慮金的良好導(dǎo)電性，第二導(dǎo)體層305的材料為金， 如前所述，可利用電鍍金的方式形成。第一導(dǎo)體層304的材料則選用導(dǎo)電率比金略 差的銅。因此，第一金屬層303a可選用鈦、鴒與其合金的金屬，第二金屬層303b 的材料則可與第一導(dǎo)體層304的材料相同，即為銅。
此外，金亦具有不易氧化的特性，因而覆蓋導(dǎo)體層306的材料亦可選擇為金。 并以無電鍍(化學(xué)鍍)的方式包覆整體凸塊表面金屬外露的部份。其中，覆蓋導(dǎo)體 層306主要用以防止基本凸塊結(jié)構(gòu)氧化，且增加覆蓋導(dǎo)體層306的厚度并無法基本 上改善凸塊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性，故覆蓋導(dǎo)體層306具有基本上1微米的一平均厚度。
藉由上述的揭露，本發(fā)明僅需于基本凸塊結(jié)構(gòu)的部分選擇金作為材料，如上 述實施例的第二導(dǎo)體層305與覆蓋導(dǎo)體層306,能夠達到降低成本的目的。同時， 在基本凸塊結(jié)構(gòu)表面包覆覆蓋導(dǎo)體層306，能避免凸塊結(jié)構(gòu)表面氧化，進而解決已 知技術(shù)的缺點。
請參閱圖4，為本發(fā)明第二實施例的示意圖。與上一實施例比較，主要差異處 為， 一緩沖導(dǎo)體層307形成于第一導(dǎo)體層304與第二導(dǎo)體層305之間，分別與第一 導(dǎo)體層304與第二導(dǎo)體層305電性連接。該緩沖導(dǎo)體層307具有一第三縱向尺寸 W3,并且第一縱向尺寸Wl基本上不小于該第三縱向尺寸W3。
緩沖導(dǎo)體層307的主要目的用以防止第一導(dǎo)體層304與第二導(dǎo)體層305于固 態(tài)狀態(tài)下產(chǎn)生共金效杲，而使得導(dǎo)體層間的導(dǎo)電性變差，進而影響整體凸塊的導(dǎo)電 性。此實施例中，緩沖導(dǎo)體層307的材料為鎳。第二實施例的其他部份與第一實施 例中具有相同元件標號的部份相同，不再贅述。
類似地，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，加入緩沖導(dǎo)體層307可避免第一導(dǎo)體層 304與第二導(dǎo)體層305導(dǎo)電性相近于發(fā)生共金的現(xiàn)象。同時覆蓋導(dǎo)體層306能保護 凸塊表面易氧化的部分，進而改善已知技術(shù)的缺陷。
上述的實施例僅用來例舉本發(fā)明的實施態(tài)樣，以及闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征， 并非用來限制本發(fā)明的保護范疇。任何熟悉此技術(shù)者可輕易完成的改變或均等性的 安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
1.一種用于一半導(dǎo)體集成電路的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體集成電路包含一襯墊及一保護層，局部覆蓋該襯墊，以界定出一開口區(qū)域，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)適可通過該開口區(qū)域，與該襯墊呈電性連接，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包含一下金屬層，至少局部形成于該開口區(qū)域內(nèi)；一第一導(dǎo)體層，具有一第一縱向尺寸，形成于該下金屬層上，與該下金屬層呈電性連結(jié)；一第二導(dǎo)體層，具有一第二縱向尺寸，形成于該第一導(dǎo)體層上，與該第一導(dǎo)體層呈電性連接，且其中該第一縱向尺寸基本上不小于該第二縱向尺寸；以及一覆蓋導(dǎo)體層；其中該下金屬層、第一導(dǎo)體層及第二導(dǎo)體層共同界定一基本凸塊結(jié)構(gòu)，該覆蓋導(dǎo)體層適以基本上完全覆蓋基本凸塊結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二導(dǎo)體層的材料為金，該第一導(dǎo)體層的材料一金屬，其導(dǎo)電率較金為低。
3. 如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一導(dǎo)體層的材料為銅。
4. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該覆蓋導(dǎo)體層的材料為金。
5. 如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該覆蓋導(dǎo)體層具有基本上1微米的一平均厚度。
6. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該下金屬層包含一第一金屬層及一第二金屬層，該第一金屬層形成于該襯墊之上，該第二金屬層形成于該第一金屬層上，該第 一金屬層的材料與該第二金屬層的材料不同。
7. 如權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一金屬層的材料選自鈦、鴒與其合金的族群中，該第二金屬層的材料與該第一導(dǎo)體層的材料相同。
8. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，更包含一緩沖導(dǎo)體層，形成該第一導(dǎo)體層與該第二導(dǎo)體層之間，與該第一導(dǎo)體層及該第二導(dǎo)體層呈電性連結(jié)，該緩沖導(dǎo)體層具有一第三縱向尺寸，該第一縱向尺寸基本上不小于該第三縱向尺寸。
9. 如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該緩沖導(dǎo)體層的材料為鎳。 全文摘要
一種用于一半導(dǎo)體集成電路的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體集成電路包含一襯墊，以及一局部覆蓋該襯墊的保護層，以共同界定出一開口區(qū)域。該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)適可通過該開口區(qū)域，與該襯墊呈電性連接。該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包含一下金屬層；一第一導(dǎo)體層，形成于該下金屬層上，與該下金屬層呈電性連結(jié)；一第二導(dǎo)體層，形成于該第一導(dǎo)體層上，與該第一導(dǎo)體層呈電性連結(jié)；以及一覆蓋導(dǎo)體層。此外，該下金屬層、第一導(dǎo)體層與第二導(dǎo)體層共同界定一基本凸塊結(jié)構(gòu)，該覆蓋導(dǎo)體層適以基本上完全覆蓋基本凸塊結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L23/485GK101515573SQ200810081039
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者蘇圣全 申請人:南茂科技股份有限公司;百慕達南茂科技股份有限公司