專利名稱：焊墊結(jié)構(gòu)、包括該焊墊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及制造半導(dǎo)體器件的方法。具體地，本發(fā)明涉及
一種用于半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)(bonding pad structure )、包括該焊墊結(jié)構(gòu)的 半導(dǎo)體器件以及制造該焊墊結(jié)構(gòu)和包括該焊墊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件典型地包括由導(dǎo)體層(例如金屬層)形成的焊墊(bonding pad)。焊墊通常用來(lái)測(cè)量半導(dǎo)體器件的電特性。測(cè)試時(shí)，探針在焊墊處與半 導(dǎo)體器件接觸。當(dāng)半導(dǎo)體器件安裝在封裝(package)中時(shí)，焊墊也用來(lái)與焊 線(bonding wire )或者凸塊(bump)電接觸。
圖1是半導(dǎo)體器件中的常規(guī)焊墊結(jié)構(gòu)10的示意性截面圖。焊墊結(jié)構(gòu)10 包括形成在第 一層間金屬電介質(zhì)(inter-metal dielectric, IMD )層16中的第一 金屬層12。位于第二 IMD層18中的第二金屬層14形成在第一金屬層12 上。保護(hù)絕緣鈍化層24形成在第二金屬層14和第二 IMD層18上。鈍化層 24可以包括兩層，該兩層可以是氮化硅層22及在氮化硅層22下面的二氧化 硅層20。鈍化層24被光敏聚酰亞胺層26覆蓋。結(jié)構(gòu)10包括敞開的引線球 區(qū)域(open wire ball region) 28，在測(cè)試時(shí)探針在該區(qū)域接觸半導(dǎo)體器件， 在封裝工藝期間《1線在該區(qū)域接合到器件或者在該區(qū)域形成凸塊。
通常，第一金屬層12和第二金屬層14由鋁(Al)制成。然而，隨著對(duì) 器件的高性能、高集成度需求的不斷增加，焊墊結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始采用由銅替代 鋁形成的下金屬層12來(lái)制造。
當(dāng)在焊墊上進(jìn)行探測(cè)或者引線接合(wire bonding)時(shí)，有可能第一金 屬層和/或第二金屬層被損壞。這會(huì)導(dǎo)致第一金屬層和/或第二金屬層暴露到 大氣。當(dāng)下金屬層12由銅形成時(shí)，銅在暴露到大氣時(shí)非常易于氧化。銅的 下金屬層12的氧化使器件退化或者引起器件失效
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種用于半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)、包括該焊墊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo) 體器件以及制造該結(jié)構(gòu)和器件的方法，該方法中消除了焊墊結(jié)構(gòu)的銅的下金 屬層的氧化。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在引線球區(qū)域中沒(méi)有下金屬層的銅存在。 因此，如果在焊墊結(jié)構(gòu)上進(jìn)行接合或者探測(cè)，即使接合或者探測(cè)引起對(duì)結(jié)構(gòu) 的損壞，該結(jié)構(gòu)的下金屬層的銅的氧化也不會(huì)發(fā)生。這導(dǎo)致更加可靠的半導(dǎo) 體器件。
根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件。該器件包括接合區(qū)域
(bonding area)(可在該區(qū)域進(jìn)行接合)和焊墊結(jié)構(gòu)(在接合區(qū)域中并延伸到 接合區(qū)域以外)。該焊墊結(jié)構(gòu)包括第一金屬層以及在第一金屬層之上的第二 金屬層。在第一金屬層中，在接合區(qū)域沒(méi)有金屬。
第一金屬層可以包4舌銅或者鋁。阻擋金屬層(barrier metal layer)可以 插設(shè)在第一金屬層與第二金屬層之間。阻擋金屬層可以由Ta、 TaN、 TiN和 WN中的至少一種組成。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層包括鋁。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層包括銅。鍍層可以形成在第二金屬層上。 鍍層可以包括鎳、鉛和金中的至少 一種。
在一個(gè)實(shí)施例中，第 一金屬層包括電耦接到第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域 (continuous conductive region )。
在一個(gè)實(shí)施例中，第 一金屬層包括電耦接到第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引腳 (conductive pin )。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層包括電耦接到第一金屬層的接觸插塞區(qū)域 (contact plug region )。接觸插塞區(qū)域包括與第 一金屬層接觸的多個(gè)導(dǎo)電插塞。 可選地，接觸插塞區(qū)域可以包括電耦接到第 一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，焊墊結(jié)構(gòu)還包括在第一金屬層之下的保護(hù)層。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法。根據(jù)該方法， 提供襯底，接合區(qū)域(可在該區(qū)域進(jìn)行接合)在襯底中形成。焊墊結(jié)構(gòu)形成 在接合區(qū)域中并且延伸到該接合區(qū)域之外。焊墊結(jié)構(gòu)的形成包括形成第 一金 屬層以及在第一金屬層之上形成第二金屬層。第一金屬層形成為第一金屬層 的金屬不存在于接合區(qū)域。
第一金屬層可以由銅或者鋁形成。阻擋金屬層可以形成在第一金屬層與 第二金屬層之間。阻擋金屬層可以包括Ta、 TaN、 TiN和WN中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層由鋁形成。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層由銅形成。鍍層可以形成在第二金屬層上。 鍍層可以包括鎳、鉛和金中的至少一種。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬層形成為具有電耦接到第二金屬層的連續(xù)導(dǎo) 電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，第 一金屬層形成為具有電耦接到第二金屬層的多個(gè)導(dǎo) 電引腳。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層形成為具有電耦接到第一金屬層的接觸插 塞區(qū)域。接觸插塞區(qū)域可以包括電耦接到第一金屬層的多個(gè)導(dǎo)電插塞?？蛇x 地，接觸插塞區(qū)域可以包括電耦接到第 一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在第一金屬層之下形成保護(hù)層。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種焊墊結(jié)構(gòu)，該焊墊結(jié)構(gòu)包括第一金屬層 以及在第一金屬層之上的第二金屬層。在第一金屬層中，第一金屬層的金屬 不存在于接合區(qū)域。
第一金屬層可以包括銅或者鋁。阻擋金屬層可以插設(shè)在第一金屬層與第
二金屬層之間。阻擋金屬層可以包括Ta、 TaN、 TiN和WN中的至少一種。 在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層包括鋁。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層包括銅。鍍層可以形成在第二金屬層上。 鍍層可以包括鎳、鉛和金中的至少一種。
在一個(gè)實(shí)施例中，第 一金屬層包括電耦接到第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，第 一金屬層包括電耦接到第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層包括電耦接到第一金屬層的接觸插塞區(qū) 域。接觸插塞區(qū)域包括電耦接到第一金屬層的多個(gè)導(dǎo)電插塞。可選地，接觸 插塞區(qū)域可以包括電耦接到第 一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，該結(jié)構(gòu)還包括在第一金屬層之下的保護(hù)層。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法。根據(jù)該方法，形 成第一金屬層，第二金屬層形成在第一金屬層之上。第一金屬層形成為，在 第 一金屬層中在接合區(qū)域沒(méi)有金屬。
第一金屬層可以由銅或者鋁形成。阻擋金屬層可以形成在第一金屬層與第二金屬層之間。阻擋金屬層可以包括Ta、 TaN、 TiN和WN中的至少一種。 在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層由鋁形成。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層由銅形成。鍍層可以形成在第二金屬層上。 鍍層可以包括鎳、鉛和金中的至少一種。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬層包括電耦接到第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，第 一金屬層包括電耦接到第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引
在一個(gè)實(shí)施例中，第二金屬層形成為具有電耦接到第一金屬層的接觸插 塞區(qū)域。接觸插塞區(qū)域可以包括電耦接到第一金屬層的多個(gè)導(dǎo)電插塞?？蛇x 地，接觸插塞區(qū)域可以包括電耦接到第 一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在第一金屬層之下形成保護(hù)層。
如附圖中所示出的，本發(fā)明的上述和其他的特征以及優(yōu)點(diǎn)將從對(duì)本發(fā)明 的優(yōu)選方面的更詳細(xì)的描述變得明顯，附圖中相同的附圖標(biāo)記在不同的視圖 中始終指代相同的部件。附圖不必按照比例，而是重在闡述本發(fā)明的原理。 在附圖中，為了清晰起見，層和區(qū)域的厚度被夸大。
圖l是半導(dǎo)體器件中一種常規(guī)焊墊結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)的示意性截 面圖。
圖3是圖2的第一金屬層或者下焊墊層(lower pad layer)的示意性平面 頂視圖。
圖4是沿圖3的線IV-IV，截得的下焊墊層的示意性截面圖。
圖5是圖2的焊墊結(jié)構(gòu)中的第二金屬層或者上焊墊層(upper pad layer)
的示意性平面頂視圖。
圖6是沿圖5的線VI-vr截得的上焊墊層的示意性截面圖。
圖7到12是示出圖2中示出的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)的制造工藝的實(shí) 施例的示意性截面圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
9圖14包含了圖13的焊墊結(jié)構(gòu)的上焊墊層的示意性截面圖。
圖15和16是示出制造圖13的焊墊結(jié)構(gòu)的步驟的示意性截面圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
圖18包含了圖17的焊墊結(jié)構(gòu)的下焊墊層的示意性平面頂視圖。
圖19包含了沿圖18的線XIX-XIX，截得的下焊墊層的示意性截面圖。
圖20和21是示出制造圖17的焊墊結(jié)構(gòu)的步驟的示意性截面圖。
圖22是^^艮據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)的示意性截面
圖。 面圖。
具體實(shí)施例方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于半導(dǎo)體器件的悍墊結(jié)構(gòu)100的示意 性截面圖。焊墊結(jié)構(gòu)IOO形成在半導(dǎo)體襯底180上。不同的器件182形成在 襯底180中。層間電介質(zhì)(inter-layer dielectric, ILD )層185形成在器件182 上?？蛇x的探測(cè)保護(hù)層150 (其可以由絕緣或者導(dǎo)電材料形成)可選地形成 在ILD層185中。在第一層間金屬電介質(zhì)(IMD)層160中的第一金屬層或 者下焊墊層IIO形成在ILD層185上。第一IMD層160包括溝槽區(qū)域162, 下焊墊層110的金屬導(dǎo)電部分在溝槽區(qū)域162中形成。第一金屬層或者下焊 墊層IIO可以由例如銅或者鋁形成。阻擋金屬層l卯可以形成在下焊墊層110 上以防止在隨后的工藝步驟期間下焊墊層110的材料的遷移。阻擋金屬層 190在第一金屬層110由銅形成的情況下特別有用。阻擋金屬層190可以由 例如Ta、 TaN、 TiN和WN形成。應(yīng)當(dāng)指出，阻擋金屬層190是可選的層， 不是必須使用。
第二IMD層170形成在第一IMD層160和下焊墊層110之上。在第二 IMD層170中的第二金屬層或者上焊墊層120形成在下焊墊層110上方。上 焊墊層120可以由例如銅或者鋁形成。上焊墊層120包括接觸插塞區(qū)域130, 接觸插塞區(qū)域130從上焊墊層120的靠近上焊墊層120的邊緣的下表面突出， 并通過(guò)阻擋金屬層190與下焊墊層IIO對(duì)準(zhǔn)并且電耦接到下焊墊層110。應(yīng) 當(dāng)指出，當(dāng)不存在阻擋金屬層190時(shí)，上焊墊層120的接觸插塞區(qū)域130與下焊墊層110接觸。鈍化層140(其可以包括氧化硅層142和在氧化硅層142 上的氮化硅層144 )形成在上焊墊層120上。聚酰亞胺層146可以形成在鈍 化層140上。
在上焊墊層120由銅制成的情況下，附加可選的由鎳(Ni)、鉛(Pb) 和/或金(Au)電鍍的鍍層121形成在上焊墊層120上。鍍層121可以用于 防止上焊墊層120氧化，并用于良好的引線接合。
圖3是圖2的第一金屬層或者下焊墊層110的示意性平面頂視圖。圖4 是沿圖3的線IV-IV，截得的下焊墊層110的示意性截面圖。圖5是圖2的焊 墊結(jié)構(gòu)100中的第二金屬層或者上焊墊層120的示意性平面頂視圖。圖6是 沿圖5的線VI-VI，截得的上焊墊層120的示意性截面圖。
參照?qǐng)D2到6，在此實(shí)施例中，下焊墊層110以圍繞矩形開口區(qū)域112 的導(dǎo)電區(qū)域的形狀形成，矩形開口區(qū)域112由第一IMD層160的溝槽部分 162限定。上焊墊層120也形成為導(dǎo)電矩形焊墊。上焊墊層120還具有從其 下表面突出的接觸插塞區(qū)域130。接觸插塞區(qū)域130圍繞上焊墊層120的周 圍形成，從而接觸插塞區(qū)域130與下焊墊層IIO的導(dǎo)電區(qū)域?qū)?zhǔn)。如所示出 的，在此實(shí)施例中，接觸插塞區(qū)域130包括以陣列方式二維地布置的多個(gè)小 導(dǎo)電引腳或者插塞。在接觸插塞區(qū)域130中的多個(gè)導(dǎo)電引腳或者插塞電耦接 到下焊墊層110的導(dǎo)電部分。
如附圖所示，由于在下焊墊層110中的開口 112，沒(méi)有下焊墊層110的 金屬(例如銅)存在于引線接合區(qū)域128中。因此，在區(qū)域128中探測(cè)或者 引線接合可能損壞上焊墊層120的地方，在接合區(qū)域128中沒(méi)有銅會(huì)暴露到 大氣。因此，銅的氧化被消除，從而提高了器件的可靠性。
圖7到12是制造圖2中示出的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)100的工藝的實(shí) 施例的示意性截面圖。參照?qǐng)D7，器件結(jié)構(gòu)182形成在襯底180中。ILD層 185形成在襯底180上，探測(cè)保護(hù)層150可以形成在ILD層185中。探測(cè)保 護(hù)層150可以由金屬或電介質(zhì)材料形成。探測(cè)保護(hù)層防止對(duì)器件182的破壞， 該破壞可能是由層在探測(cè)或者接合的壓力下斷裂引起。探測(cè)保護(hù)層150是可 選的元件。
參照?qǐng)D8，第一IMD層160形成在ILD層185上。第一IMD層160包 括溝槽162，在焊墊結(jié)構(gòu)中溝槽162形成在靠近IMD層160的周邊。溝槽 162用于形成下焊墊層110的填充溝槽162的導(dǎo)電部分。參照?qǐng)D9，下焊墊層110通過(guò)工藝(例如單大馬士革工藝)形成在溝槽 162中。可選地，阻擋金屬層190形成在下焊墊層110上以防止在隨后的工 藝步驟期間下焊墊層IIO的金屬的遷移。阻擋金屬層190可以由例如Ta、TaN、 TiN和WN形成。
參照?qǐng)D10，第二 IMD層170形成在下焊墊層110之上。第二IMD層 170^i成形和圖案化(例如通過(guò)光刻掩i^莫和蝕刻)以形成用于上焊墊層120 的主體的主要開口以及多個(gè)通孔(via hole) 172,通孔172以二維陣列或矩 陣布置從而與下焊墊層110的導(dǎo)電部分對(duì)準(zhǔn)并電耦接到下焊墊層110的導(dǎo)電部分。
參照?qǐng)D11，第二IMD層170中的圖案化的開口和通孔172用例如鋁或 銅的導(dǎo)電材料填充以形成上焊墊層120。在上焊墊層120由銅形成的情況下， 可選的Ni/Pd/Au鍍層121可以形成在上焊墊層120上。
參照?qǐng)D12，鈍化層140形成在上焊墊層120 (和可選的Ni/Pd/Au鍍層 121 )以及第二 IMD層170上。鈍化層140可以包括氧化珪層142和在氧化 硅層142上的氮化硅層144。盡管在圖12中未示出，聚酰亞胺層146 (見圖 2 )可以形成在鈍化層140上。
圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)100a的示意性 截面圖。圖13的實(shí)施例與圖2的實(shí)施例的區(qū)別在于圖13的實(shí)施例的上焊墊 層120a具有不同于圖2的實(shí)施例的接觸插塞區(qū)域130的接觸插塞區(qū)域130a。 上焊墊層120a可以由例如銅或者鋁形成。
對(duì)圖13的實(shí)施例的與圖2的實(shí)施例的元件相同的元件的描述將不再重
圖14包含了圖13的焊墊結(jié)構(gòu)100a的上焊墊層120a的示意性截面圖。 參照?qǐng)D13和14，接觸插塞區(qū)域130a是連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域，代替了圖2的實(shí)施例 的接觸插塞區(qū)域130中的導(dǎo)電引腳或者插塞的二維陣列。連續(xù)導(dǎo)電接觸插塞 區(qū)域130a電耦接到下焊墊層110?？蛇x地，阻擋金屬層190插設(shè)在上焊墊層 120a與下焊墊層110之間。在不存在阻擋金屬層190的情況下，連續(xù)導(dǎo)電接 觸插塞區(qū)域130a與下焊墊層110直4妻接觸。
圖15和16是示出與制造焊墊結(jié)構(gòu)IOO的步驟不同的制造焊墊結(jié)構(gòu)100a 的步驟的示意性截面圖。參照?qǐng)D15，第二IMD層170a形成在下焊墊層110 之上。第二IMD層170a被成形和圖案化(例如通過(guò)光刻掩^^莫和蝕刻)以形成用于上焊墊層120a的主體的主要開口以及用于上焊墊層120a的接觸插塞 區(qū)域130a的開口 172a。應(yīng)當(dāng)指出，開口 172a是連續(xù)的開口而不是圖2的實(shí) 施例中的多個(gè)通孔172。
參照?qǐng)D16，第二IMD層170a中的圖案化的主要開口和開口 172a由用 于上悍墊層120a的導(dǎo)電材料填充以形成上焊墊層120a。
圖17是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)100b的示意性 截面圖。圖17中的實(shí)施例與圖2中的實(shí)施例的區(qū)別在于圖17的實(shí)施例的下 焊墊層110b具有與圖2的實(shí)施例的下焊墊層110的不同的構(gòu)造。具體地， 圖17的實(shí)施例的下焊墊層110b構(gòu)造為二維陣列或者矩陣的導(dǎo)電引腳或者插 塞，與圖2的實(shí)施例的下焊墊層110的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域成對(duì)比。第一金屬層或 下焊墊層IIO可以由例如銅或者鋁形成。阻擋金屬層190是可選的，可以不 使用。
圖17的實(shí)施例的與圖2和/或圖13的實(shí)施例的元件相同的元件的描述將
不再重復(fù)。
圖18包含了圖17的焊墊結(jié)構(gòu)100b的下焊墊層110b的示意性的平面頂 視圖。圖19包含了沿圖18的線XIX-XIX，截得的下焊墊層110b的示意性截 面圖。參照?qǐng)D17到19，下焊墊層110b包括以二維陣列或者矩陣布置并形成 在第一IMD層160b中的多個(gè)導(dǎo)電引腳或者插塞。導(dǎo)電引腳電耦接到上焊墊 層120的接觸插塞區(qū)域130中的導(dǎo)電插塞陣列?？蛇x地，阻擋金屬層190插 設(shè)在上焊墊層130與下焊墊層110b之間。然而，當(dāng)不使用阻擋金屬層190 時(shí)，接觸插塞區(qū)域130與下焊墊層110b直接接觸。應(yīng)當(dāng)指出，盡管下焊墊 層110b與圖2的實(shí)施例的上焊墊層130—起示出，它也可以與圖13的實(shí)施 例的上焊墊層130b —起使用。
圖20和21示出了與制造焊墊結(jié)構(gòu)100和/或100a中的步驟不同的制造 焊墊結(jié)構(gòu)100b中的步驟的示意性截面圖。參照?qǐng)D20,第一IMD層160b形 成在ILD層185上。第一IMD層160b被成形和圖案化(例如通過(guò)光刻掩模 和蝕刻)以形成將形成下焊墊層110b的區(qū)域。具體地，第一 IMD層160b 被圖案化，以具有以二維陣列或者矩陣布置的多個(gè)通孔162b,從而當(dāng)它們用 下焊墊層110b的金屬填充時(shí)，形成具有二維陣列的導(dǎo)電引腳或者插塞的下 焊墊層110b。參照?qǐng)D21,下焊墊層110b的金屬形成在第一IMD層160b的 通孔中以形成具有二維陣列的導(dǎo)電引腳、插塞或者點(diǎn)的下焊墊層110b。
13圖22是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)100c的示意 性截面圖。圖22的實(shí)施例與圖2、 13和17的實(shí)施例的區(qū)別在于，上焊墊層 120c不包括之前描述的實(shí)施例的接觸插塞區(qū)域130。替代地，上焊墊層120c 的主體電耦接到下焊墊層110而不插入接觸插塞區(qū)域130。如之前的實(shí)施例 在上面指出的，阻擋金屬層可以插設(shè)在上焊墊層120c與下焊墊層IIO之間。
圖22的實(shí)施例(其中上焊墊層120c不具有接觸插塞區(qū)域130)與結(jié)合 圖2的實(shí)施例描述的焊墊結(jié)構(gòu)IOO—起示出。應(yīng)當(dāng)指出，這只是為了說(shuō)明的 目的。沒(méi)有接觸插塞區(qū)域的上焊墊層120c的實(shí)施例可應(yīng)用于這里所述的所 有焊墊結(jié)構(gòu)實(shí)施例。
圖23包含了使用本發(fā)明的焊墊結(jié)構(gòu)的已封裝的半導(dǎo)體器件200的示意 性截面圖。參照?qǐng)D23,電路和本發(fā)明的焊墊結(jié)構(gòu)形成在襯底210上，村底 210安裝在封裝的基座(base) 220上。通過(guò)焊線連接到引線接合區(qū)域28的 焊墊結(jié)構(gòu)，焊線230將基底220連接到襯底上的電路。器件被密封在由例如 環(huán)氧樹脂的材料制成的保護(hù)封裝240中。導(dǎo)電球250將封裝的器件200連接 到外部電3各。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示范性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了具體地示出和描 述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在形式和細(xì)節(jié)上可以作出各種變化而不背離 本發(fā)明的由附加的權(quán)利要求書所限定的精神和范圍。
本申請(qǐng)要求于2008年1月4日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的韓國(guó)專利申請(qǐng) 10-2008-0001171的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此引入以作參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括接合區(qū)域，可以在該接合區(qū)域進(jìn)行接合；和焊墊結(jié)構(gòu)，在所述接合區(qū)域中且延伸到所述接合區(qū)域之外，所述焊墊結(jié)構(gòu)包括第一金屬層，和在所述第一金屬層之上的第二金屬層，其中，在所述第一金屬層中，在所述接合區(qū)域沒(méi)有金屬。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一金屬層包括銅。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一金屬層包括鋁。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述第一金屬層與所述第 二金屬層之間的阻擋金屬層。
5. 如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述阻擋金屬層包括Ta、 TaN、 TiN和WN中的至少 一種。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二金屬層包括鋁。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二金屬層包括銅。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，還包括形成在所述第二金屬層上的 鍍層。
9. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述鍍層包括鎳、鉛和金中的 至少一種。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一金屬層包括電耦接 到所述第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
11. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一金屬層包括電耦接 到所述第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引腳。
12. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二金屬層包括電耦接 到所述第一金屬層的接觸插塞區(qū)域。
13. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中所述導(dǎo)電插塞區(qū)域包括與所 述第一金屬層接觸的多個(gè)導(dǎo)電插塞。
14. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中所述導(dǎo)電插塞區(qū)域包括電耦 接到所述第 一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
15. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述第一金屬層之下的 保護(hù)層。
16. —種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供襯底；在所述襯底中形成接合區(qū)域，可在所述接合區(qū)域進(jìn)行接合； 在所述接合區(qū)域中形成焊墊結(jié)構(gòu)，并且所述焊墊結(jié)構(gòu)延伸到所述接合區(qū) 域之外，所述形成焊墊結(jié)構(gòu)包括 形成第一金屬層；和在所述第一金屬層之上形成第二金屬層，其中所述第一金屬層形成 為在所述接合區(qū)域沒(méi)有金屬。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一金屬層由銅形成。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一金屬層由鋁形成。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述第一金屬層與所述第二金 屬層之間形成阻擋金屬層。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述阻擋金屬層包括Ta、 TaN、 TiN 和WN中的至少一種。
21. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第二金屬層由鋁形成。
22. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第二金屬層由銅形成。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，還包括在所述第二金屬層上形成鍍層。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述鍍層包括鎳、鉛和金中的至少 一種。
25. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一金屬層形成為具有電耦接 到所述第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
26. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一金屬層形成為具有電耦接 到所述第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引腳。
27. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第二金屬層形成為具有電耦接 到所述第 一金屬層的接觸插塞區(qū)域。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述接觸插塞區(qū)域包括電耦接到所 述第一金屬層的多個(gè)導(dǎo)電插塞。
29. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述接觸插塞區(qū)域包括電耦接到所 述第一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
30. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述第一金屬層之下形成保護(hù)層。
31. —種焊墊結(jié)構(gòu)，包括 第一金屬層，和在所述第一金屬層之上的第二金屬層，其中，在所述第一金屬層中，在 所述接合區(qū)域沒(méi)有金屬。
32. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第一金屬層包括銅。
33. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第一金屬層包括鋁。
34. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，還包括在所述第一金屬層與所述第 二金屬層之間的阻擋金屬層。
35. 如權(quán)利要求34所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述阻擋金屬層包括Ta、 TaN、 TiN和WN中的至少 一種。
36. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第二金屬層包括鋁。
37. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第二金屬層包括銅。
38. 如權(quán)利要求37所述的焊墊結(jié)構(gòu)，還包括形成在所述第二金屬層上的 鍍層。
39. 如權(quán)利要求38所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述鍍層包括鎳、鉛和金中的 至少一種。
40. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第一金屬層包括電耦接到 所述第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
41. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第一金屬層包括電耦接到 所述第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引腳。
42. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述第二金屬層包括電耦接到 所述第一金屬層的接觸插塞區(qū)域。
43. 如權(quán)利要求42所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述接觸插塞區(qū)域包括電耦接 到所述第 一金屬層的多個(gè)導(dǎo)電插塞。
44. 如權(quán)利要求42所述的焊墊結(jié)構(gòu)，其中所述接觸插塞區(qū)域包括電耦接 到所述第 一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
45. 如權(quán)利要求31所述的焊墊結(jié)構(gòu)，還包括在所述第一金屬層之下的保 護(hù)層。
46. —種制造焊墊結(jié)構(gòu)的方法，包括形成第一金屬層；和在所述第一金屬層之上形成第二金屬層，其中形成所述第一金屬層以使 在所述第 一金屬層中在所述接合區(qū)域沒(méi)有金屬。
47. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第一金屬層由銅形成。
48. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第一金屬層由鋁形成。
49. 如權(quán)利要求46所述的方法，還包括在所述第一金屬層與所述第二金 屬層之間形成阻擋金屬層。
50. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述阻擋金屬層包括Ta、 TaN、 TiN 和WN中的至少一種。
51. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第二金屬層由鋁形成。
52. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第二金屬層由銅形成。
53. 如權(quán)利要求52所述的方法，還包括在所述第二金屬層上形成鍍層。
54. 如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述鍍層包括鎳、鉛和金中的至少 一種。
55. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第一金屬層形成為具有電耦接 到所述第二金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
56. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第一金屬層形成為具有電耦接 到所述第二金屬層的多個(gè)導(dǎo)電引腳。
57. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第二金屬層形成為具有電耦接 到所述第一金屬層的接觸插塞區(qū)域。
58. 如權(quán)利要求57所述的方法，其中所述接觸插塞區(qū)域包括電耦接到所 述第一金屬層的多個(gè)導(dǎo)電插塞。
59. 如權(quán)利要求57所述的方法，其中所述接觸插塞區(qū)域包括電耦接到所 述第一金屬層的連續(xù)導(dǎo)電區(qū)域。
60. 如權(quán)利要求46所述的方法，還包括在所述第一金屬層之下形成保護(hù)層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焊墊結(jié)構(gòu)、包括該焊墊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制造方法。一種用于半導(dǎo)體器件的焊墊結(jié)構(gòu)包括器件的接合區(qū)域中的第二上金屬層和在第二上金屬層之下的第一下金屬層。下金屬層形成為下金屬層的金屬不存在于接合區(qū)域。因此，如果在例如探測(cè)或者接合的工藝過(guò)程中在接合區(qū)域產(chǎn)生對(duì)結(jié)構(gòu)的損壞，下金屬層不會(huì)暴露到環(huán)境。暴露到環(huán)境引起的下金屬層的金屬的氧化被防止，從而提高了器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101494212SQ20081019105
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者崔吉鉉, 成金重, 李鐘鳴, 洪琮沅, 郭旻根, 黃烘奎 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社