專利名稱：半導體覆晶接合結構及方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種半導體覆晶接合結構及方法，詳言之，關于一種可減少介金屬化合物的生成的半導體覆晶接合結構及方法。
背景技術：
已知半導體覆晶接合方法中，會在上芯片的金屬柱(Metal Pillar)上鍍上一層鎳層以作為障蔽層(Barrier Layer)，之后再將焊料形成于該鎳層上。接著，將該上芯片置放于一下芯片或一基板上，使得該金屬柱上的焊料接觸該下芯片或該基板上的焊墊上的表面處理層。接著，進行回焊工藝，使得該焊料融化而接合于該焊墊上，以形成一覆晶接合結構。
該已知方法中，該表面處理層的材質為鎳鈀金，且該焊料的材質為錫及銀。因此，在回焊后，該覆晶接合結構會具有三種介金屬化合物(Intermetallic Compound, IMC)(Cu,Ni)6Sn5、(Cu,Ni)3Sn4& (Pd, Ni) Sn4,其中該(Cu, Ni)6Sn5 介金屬化合物位于該鎳層上，該(Cu，ND3Sn4介金屬化合物位于該焊墊的表面處理層上，該(Pd，Ni) Sn4介金屬化合物則位于該(Cu, Ni)6Sn5介金屬化合物及該(Cu, Ni)3Sn4介金屬化合物間的焊料層中。該(Pd, Ni) Sn4介金屬化合物會降低該覆晶接合結構的剪力強度(ShearStrength)。此外,在通電一段時間后該(Pd, Ni) Sn4介金屬化合物會轉換為(附,？(1)35114介金屬化合物，且會形成孔隙于兩介金屬化合物之間，因此會降低該覆晶接合結構的使用壽命O因此，有必要提供一種半導體覆晶接合結構及方法，以解決上述問題。

發(fā)明內容
本揭露的一方面關于一種半導體覆晶接合結構。在一實施例中，該半導體覆晶接合結構包括一第一半導體元件、一第一介金屬化合物(Intermetallic Compound, IMC)、一第二半導體元件、一第二介金屬化合物及一焊料層。該第一半導體元件具有一金屬柱。該第一介金屬化合物直接位于該金屬柱上。該第二半導體元件具有一電性接點。該第二介金屬化合物鄰接于該電性接點。該焊料層位于該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物之間。本揭露的另一方面關于一種半導體覆晶接合結構。在一實施例中，該半導體覆晶接合結構包括一第一半導體元件、一第一介金屬化合物、一第二半導體元件、一第二介金屬化合物及一焊料層。該第一半導體元件具有一金屬柱、一障蔽層(Barrier Layer)及一鍍層，該障蔽層位于該金屬柱的一末端上，該鍍層位于該障蔽層上。該第一介金屬化合物直接位于該鍍層上。該第二半導體元件具有一電性接點。該第二介金屬化合物鄰接于該電性接點。該焊料層位于該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物之間。本揭露的另一方面關于一種半導體覆晶接合方法。在一實施例中，該半導體覆晶接合方法包括以下步驟(a)提供一第一半導體元件，該第一半導體元件具有一金屬柱；(b)形成一焊料于該金屬柱的一末端；(C)將該第一半導體元件置放于一第二半導體元件上，使得該金屬柱上的焊料接觸該第二半導體元件的一電性接點；及(d)進行回焊，以形成一第一介金屬化合物及一第二介金屬化合物，其中該第一介金屬化合物鄰接于該金屬柱，且該第二介金屬化合物鄰接于該電性接點。


圖I顯示本發(fā)明半導體封裝結構的一實施例的剖視示意圖；圖2顯示圖I的半導體封裝結構中該中介基板及該上芯片間的覆晶接合結構的一實施例的區(qū)域A的放大示意圖；圖3顯不本發(fā)明覆晶接合結構的另一實施例的不意圖圖4顯不本發(fā)明覆晶接合結構的另一實施例的不意圖； 圖5顯不本發(fā)明覆晶接合結構的另一實施例的不意圖；圖6至圖8顯示本發(fā)明半導體覆晶接合方法的一實施例的示意圖；圖9顯不本發(fā)明半導體覆晶接合方法的另一實施例的不意圖；圖10顯不本發(fā)明半導體覆晶接合方法的另一實施例的不意圖；圖11顯不本發(fā)明半導體覆晶接合方法的另一實施例的不意圖；及圖12顯示本發(fā)明覆晶接合結構的一實施例與已知覆晶接合結構的電遷移測試(EM-Testing)的比較圖。
具體實施例方式參考圖1，顯示本發(fā)明半導體封裝結構的一實施例的剖視示意圖。該半導體封裝結構I包括一基材10、數(shù)個外接焊球36、一中介基板38、一第一底膠40、一上芯片42、數(shù)個焊料層44、一第二底膠46及一封膠材料48。該基材10為一娃基材、一晶圓或一玻璃基材,其具有一上表面101、一下表面102、一上電路層20、一下電路層30、一上保護層32及一下保護層34。該上電路層20位于該基材10的上表面101，且該下電路層30位于該基材10的下表面102。該上保護層32覆蓋該上電路層20及該基材10的上表面101，且具有數(shù)個開口 321以顯露部分該上電路層20。該下保護層34覆蓋該下電路層34及該基材10的下表面102，且具有數(shù)個開口 341以顯露部分該下電路層34。在本實施例中，該上電路層20、該下電路層30的材質為銅，且該上保護層32及該下保護層34為防焊層，其材質例如聚酰亞胺(Polyimide，PI)。該等外接焊球36位于該顯露的下電路層30上，以供外界連接之用。該等外接焊球36位于該顯露的第三下線路層30上，以供外界連接之用。該中介基板38為一娃基材、一晶圓或一玻璃基材,且具有一上表面381、一下表面382、一上布線層383、一下布線層384、數(shù)個導通柱385、一下保護層387及數(shù)個焊球388。該上布線層383及該下布線層384分別位于該中介基板38的上表面381及下表面382。該等導通柱385貫穿該中介基板38，且接觸及電性連接該上布線層383及該下布線層384。該下保護層387覆蓋該下布線層384及該中介基板38的下表面382，且具有數(shù)個開口以顯露部分該下布線層384。該等焊球388接觸且電性連接該顯露的下布線層384及該顯露的上線路層20。該第一底膠40位于該中介基板38及該基材10之間以保護該等焊球388。在本實施例中，該下保護層387為防焊層,其材質例如聚酰亞胺(Polyimide, PI)。
該上芯片42接合于該中介基板38上，且具有數(shù)個金屬柱424。每一該等焊料層44位于該每一該等金屬柱424及該顯露部分該上布線層383之間，用以將該等金屬柱424接合于該上布線層383上。該第二底膠46位于該上芯片42及該中介基板38之間以保護該等金屬柱424及該等焊料層44。該封膠材料48位于該基材10的上表面101上，以包覆該中介基板38、該第一底膠40、該上芯片42及該第二底膠46?？梢岳斫獾氖牵摰谝坏啄z40及該第二底膠46也可以省略。參考圖2，顯示圖I的半導體封裝結構中該中介基板及該上芯片間的覆晶接合結構的一實施例的區(qū)域A的放大示意圖。在本實施例中，該覆晶接合結構包括一第一半導體元件(例如該上芯片42)、一第一介金屬化合物(Intermetallic Compound, IMC) 50、一第二半導體元件(例如該中介基板38)、一第二介金屬化合物52及一焊料層44。
該第一半導體元件(例如該上芯片42)具有一主動面421、一金屬線路層422、一晶種層423、該等金屬柱424及一保護層425。該金屬線路層422位于該主動面421上。在本實施例中，該金屬線路層422包括數(shù)個條電性絕緣的線段，其材質為鋁、銅或鋁銅。該保護層425覆蓋該主動面421及該金屬線路層422，且具有數(shù)個開口 4251以顯露部分該金屬線路層422。在本實施例中，該保護層425為一鈍化層，其材質為金屬氧化物。該等金屬柱424鄰接于該金屬線路層422上，且電性連接至該金屬線路層422。在本實施例中，該晶種層423位于每一該等開口 4251中的金屬線路層422上，且每一該等金屬柱424位于每一該等晶種層423上。亦即，每一該等晶種層423位于每一該等金屬柱424及該金屬線路層422之間。然而，可以理解的是，該等晶種層423也可以省略，且每一該等金屬柱424直接位于該金屬線路層422上。在本實施例中，該等金屬柱424的材質為銅，且該等晶種層423的材質為鈦銅。該第二半導體元件(例如該中介基板38)具有一電性接點，用以電性連接該第一半導體元件(例如該上芯片42)。在本實施例中，該第二半導體元件(例如該中介基板38)的部分上布線層383形成焊墊3831。該焊墊3831即為該電性接點。在本實施例中，該第二半導體元件(例如該中介基板38)更具有一表面處理層39，其位于該焊墊3831上。該表面處理層39的材質為鎳、鎳錫、鎳金、鎳鈀或鎳鈀金，且該焊墊3831的材質為銅。該第一介金屬化合物50直接位于該金屬柱424的末端上。亦即，該第一介金屬化合物50與該銅金屬柱424之間沒有任何障蔽層(Barrier Layer),因此該第一介金屬化合物50直接接觸該銅金屬柱424。該第二介金屬化合物52鄰接于該第二半導體元件的電性接點(即焊墊3831)。在本實施例中，該第二介金屬化合物52直接位于該表面處理層39上，且直接接觸該表面處理層39。該第一介金屬化合物50的材質與該第二介金屬化合物52的材質相同,其皆為(Cu,Ni)xSny,例如(Cu,Ni)6Sn5。該焊料層44位于該第一介金屬化合物50及該第二介金屬化合物52之間，其材質為錫或錫銀。在本實施例中，該銅金屬柱424的末端上沒有鍍上任何障蔽層(Barrier Layer)(例如鎳層)，因此，在進行回焊工藝時，該銅金屬柱424的銅及該表面處理層39的鎳會很快地進入該焊料層44，而形成該第一介金屬化合物50 (其材質為(Cu，Ni)6Sn5)及該第二介金屬化合物52(其材質為(Cu, Ni)6Sn5)。根據(jù)吉布斯能量(Gibb Energy)公式，當形成能量不同時，形成能量小且穩(wěn)定性高的介金屬化合物會先形成。由于(Cu，ND6Sn5的形成能量比(Pd，Ni) Sn4以及(Ni，Cu) 3Sn4兩者的形成能量小，并更為穩(wěn)定，因此，該第一介金屬化合物50 (其材質為(Cu，Ni)6Sn5)及該第二介金屬化合物52 (其材質為(Cu，Ni)6Sn5)會先形成，且形成后會抑制(Pd,Ni)Sn4以及(Ni,Cu)3Sn4 二種介金屬化合物的形成。亦即，在本實施例中，大部分生成(Cu，ND6Sn5，僅少量生成(Pd，Ni) Sn4以及(Ni，Cu) 3Sn4 二種介金屬化合物。在本實施例中，該第一介金屬化合物50及該第二介金屬化合物52的厚度皆約為
2μ m，且該焊料層44的厚度約為15至16 μ m。當該覆晶接合結構通電一段時間后，該第一介金屬化合物50及該第二介金屬化合物52的厚度會成長至約為3. 5 μ m，且該焊料層44的厚度會減少至約為13 μ m。因此，該第一介金屬化合物50及該第二介金屬化合物52不會完全取代該焊料層44。同時，由于該焊料層44中不會有孔隙的生成，因而可增加該覆晶接合 結構的使用壽命。參考圖3,顯不本發(fā)明覆晶接合結構的另一實施例的不意圖。本實施例的覆晶接合結構與圖2所示的覆晶接合結構大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的覆晶接合結構與圖2所示的覆晶接合結構不同處如下所述，在本實施例中，該金屬柱424更具有一外圍保護層54，位于該金屬柱424的側壁，且包圍該金屬柱424。在本實施例中，該外圍保護層54的材質為金屬氧化物。該外圍保護層54的形成方式如下，首先將一遮蔽層蓋住該金屬柱424末端底面，接著將該該金屬柱424連同該遮蔽層放在一氧化氣體中以形成該外圍保護層54于該金屬柱424的側壁。移除該遮蔽層之后，再形成該焊料層44于該金屬柱424末端。參考圖4,顯不本發(fā)明覆晶接合結構的另一實施例的不意圖。本實施例的覆晶接合結構與圖2所示的覆晶接合結構大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的覆晶接合結構與圖2所示的覆晶接合結構不同處如下所述，在本實施例中，該第一半導體元件(例如該上芯片42)更具有一障蔽層(Barrier Layer) 426及一鍍層427。該障蔽層426的材質為鎳,且位于該金屬柱424的一末端上。該鍍層427位于該障蔽層426上。在本實施例中，該鍍層427的材質與該金屬柱424的材質相同,其皆為銅。因此,該第一介金屬化合物50直接位于且直接接觸該鍍層427。該第一介金屬化合物50的材質與該第二介金屬化合物52的材質相同,其皆為(Cu,Ni)6Sn5。此外,本實施例的該第一半導體兀件的該金屬柱424也可以具有該外圍保護層54。參考圖5,顯不本發(fā)明覆晶接合結構的另一實施例的不意圖。本實施例的覆晶接合結構與圖4所示的覆晶接合結構大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的覆晶接合結構與圖4所示的覆晶接合結構不同處如下所述，在本實施例中，該第一半導體元件(例如該上芯片42)僅具有該障蔽層426，而不具有該鍍層427。因此，本實施例的第一介金屬化合物50a直接位于且直接接觸該障蔽層426與該焊料層44,第二介金屬化合物52a直接位于且直接接觸該表面處理層39與該焊料層44。此外，在本實施例中，該金屬柱424的銅因為該障蔽層426的作用，故不會進入該焊料層44，因此，該第一介金屬化合物50a的材質與第二介金屬化合物52a的材質相同,其皆為Ni3Sn4。參考圖6至圖8，顯示本發(fā)明半導體覆晶接合方法的一實施例的示意圖。本實施例用以制得如圖2所示的覆晶接合結構。參考圖6，提供一第一半導體元件。在本實施例中，該第一半導體元件為該上芯片42，其具有該主動面421、該金屬線路層422、該晶種層423、該等金屬柱424及該保護層425。該金屬線路層422位于該主動面421上。在本實施例中，該金屬線路層422包括數(shù)個條電性絕緣的線段，其材質為鋁、銅或鋁銅。該保護層425覆蓋該主動面421及該金屬線路層422，且具有數(shù)個開口 4251以顯露部分該金屬線路層422。在本實施例中，該保護層425為一鈍化層，其材質為金屬氧化物。該等金屬柱424鄰接于該金屬線路層422上，且電性連接至該金屬線路層422。在本實施例中，該晶種層423位于每一該等開口 4251中的金屬線路層422上，且每一該等金屬柱424位于每一該等晶種層423上。亦即，每一該等晶種層423位于每一該等金屬柱424及該金屬線路層422之間。然而，可以理解的是，該等晶種層423也可以省略，且每一該等金屬柱424直接位于該金屬線路層422上。在本實施例中，該等金屬柱424的材質為銅，且該等晶種層423的材質為鈦銅。參考圖7，形成一焊料44a于該金屬柱424的末端。亦即，該金屬柱424的末端不具有任何障蔽層(Barrier Layer)(例如鎳層),使得該焊料44a直接接觸該銅金屬柱424的末端上。該焊料44a的材質為錫或錫銀。接著，提供一第二半導體元件。在本實施例中， 該第二半導體元件為該中介基板38，其具有一電性接點，用以電性連接該第一半導體元件(該上芯片42)。該第二半導體元件(該中介基板38)的部分上布線層383形成焊墊3831。在本實施例中，該第二半導體元件(該中介基板38)更具有一表面處理層39，其位于該焊墊3831上。該表面處理層39的材質為鎳、鎳金、鎳鈀或鎳鈀金，且該焊墊3831的材質為銅。參考圖8，將該第一半導體元件(該上芯片42)置放于一第二半導體元件(該中介基板38)上，使得該金屬柱424上的焊料44a接觸該第二半導體元件(該中介基板38)的一電性接點(即該焊墊3831)。接著，進行回焊工藝，以形成該第一介金屬化合物50及該第二介金屬化合物52，而制得如圖2所示的覆晶接合結構，其中該第一介金屬化合物50鄰接于該金屬柱424，且該第二介金屬化合物52鄰接于該電性接點(即該焊墊3831)。該第一介金屬化合物50直接位于且直接接觸該金屬柱424的末端。在本實施例中，該第二介金屬化合物52直接位于且直接接觸該表面處理層39。在本實施例中，該銅金屬柱424的末端上沒有鍍上任何障蔽層(Barrier Layer)(例如鎳層)，因此，在進行回焊工藝時，該銅金屬柱424的銅會很快地進入該焊料44a，而形成該第一介金屬化合物50 (其材質為(Cu, Ni)6Sn5),同時,該表面處理層39的鎳亦很快地進入該焊料44a,而形成該第二介金屬化合物52 (其材質為(Cu, Ni)6Sn5)。如此,會抑制(Pd，Ni)Sn4&& (Ni，Cu)3Sn4 二種介金屬化合物的形成。亦即，在本實施例中，會生成大量的(Cu，ND6Sn5，而僅生成少量的(Pd，Ni) Sn4 以及(Ni，Cu)3Sn4。參考圖9,顯不本發(fā)明半導體覆晶接合方法的另一實施例的不意圖。本實施例用以制得如圖4所示的覆晶接合結構。本實施例的覆晶接合方法與圖6至圖8所示的覆晶接合方法大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的覆晶接合方法與圖6至圖8所示的覆晶接合方法不同處如下所述。該第一半導體元件(例如該上芯片42)更具有該障蔽層426及該鍍層427。該障蔽層426的材質為鎳,且位于該金屬柱424的一末端上。該鍍層427位于該障蔽層426上，且其厚度約為2至8 μ m。在本實施例中，該鍍層427的材質與該金屬柱424的材質相同，其皆為銅。該焊料44a位于該鍍層427上。接著，將該第一半導體元件(該上芯片42)置放于一第二半導體元件(該中介基板38)上，使得該焊料44a接觸該第二半導體元件(該中介基板38)的電性接點(即該該焊墊3831)上的該表面處理層39。接著，進行回焊工藝，以形成該第一介金屬化合物50及該第二介金屬化合物52，而制得如圖4所示的覆晶接合結構。參考圖10，顯示本發(fā)明半導體覆晶接合方法的另一實施例的示意圖，本實施例用以制得如圖4所示的覆晶接合結構。本實施例的覆晶接合方法與圖9所示的覆晶接合方法大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的覆晶接合方法與圖9所示的覆晶接合方法不同處如下所述。該第二半導體元件的該表面處理層39上更具有焊料44b。接著，將該第一半導體元件置放于一第二半導體元件上，使得該焊料44a接觸該表面處理層39上的該焊料44b。接著，進行回焊工藝，而制得如圖4所示的覆晶接合結構。參考圖11，顯不本發(fā)明半導體覆晶接合方法的另一實施例的不意圖。本實施例用以制得如圖5所示的覆晶接合結構。本實施例的覆晶接合方法與圖10所示的覆晶接合方法大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的覆晶接合方法與圖10所示的覆晶接合方法不同處如下所述。在本實施例中，該第一半導體元件(例如該上芯片42)僅具 有該障蔽層426，而不具有該鍍層427。因此，該焊料44a直接位于該障蔽層426上。接著，將該第一半導體元件置放于一第二半導體元件上，使得該焊料44a接觸該表面處理層39上的該焊料44b。接著，進行回焊工藝，而制得如圖5所示的覆晶接合結構。參考圖12，顯示本發(fā)明覆晶接合結構的一實施例與已知覆晶接合結構的電遷移測試(EM-Testing)的比較圖。圖中 代表本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例(如圖2所示)，其材質如下金屬柱424為銅，焊料層44為錫銀，表面處理層39為鎳鈀金。圖中·代表已知覆晶接合結構，其材質如下金屬柱為銅且鍍上一層鎳層做為障蔽層，焊料層為錫銀，表面處理層為鎳鈀金。本測試的條件如下直流電的電流密度為1.81*104A/cm2，通電時間為160小時，環(huán)境溫度為100 · ·，焊料層溫度為170至180 · ·。由圖中可看出，在已知覆晶接合結構中所生成的介金屬化合物的厚度總和會大于本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例中所生成的介金屬化合物的厚度總和，而且此現(xiàn)象在通電時間越久越明顯。因此，實驗結果得知，本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例的電遷移壽命(EM-Lifetime)為635小時，而該已知覆晶接合結構的電遷移壽命為557小時，因此，本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例于嚴苛電遷移測試下壽命比該已知覆晶接合結構的電遷移壽命增加至少14%。若于一般電遷移測試環(huán)境，本發(fā)明的電遷移壽命優(yōu)勢會更顯著。此外，在上述已知覆晶接合結構中，鈀會與焊料生成PdSn4,而降低剪力強度(Shear Strength);而在本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例中，銅會抑制(Pd, Ni) Sn4的生成，而提高剪力強度。根據(jù)文獻顯示，當鈀在焊料中占O. 2wt%時，因PdSn4的生成而造成已知覆晶接合結構的剪力強度約為1250g，而本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例由于其介金屬化合物為(Cu，ND6Sn5，因此其剪力強度約為1900g。相較之下，本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例的剪力強度比該已知覆晶接合結構的剪力強度增加約50%。因此，本發(fā)明覆晶接合結構的該實施例的可靠度優(yōu)于該已知覆晶接合結構。惟上述實施例僅為說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用以限制本發(fā)明。因此，習于此技術的人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權利范圍應如權利要求書所列。
權利要求
1.一種半導體覆晶接合結構，包括 一第一半導體元件，具有一金屬柱； 一第一介金屬化合物，直接位于該金屬柱上； 一第二半導體元件，具有一電性接點； 一第二介金屬化合物，鄰接于該電性接點 '及 一焊料層，位于該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物之間。
2.如權利要求I的半導體覆晶接合結構，其中該金屬柱的材質為銅，該第一介金屬化合物直接接觸該銅金屬柱，且該第一介金屬化合物的材質與該第二介金屬化合物的材質相同。
3.如權利要求2的半導體覆晶接合結構，其中該第一介金屬化合物的材質與該第二介金屬化合物的材質皆為(Cu,Ni)6Sn5。
4.如權利要求2的半導體覆晶接合結構，其中該第一介金屬化合物的材質與該第二介金屬化合物的材質更包括(Pd, Ni) Sn4以及(Ni, Cu) 3Sn4及其他金屬化合物。
5.如權利要求I的半導體覆晶接合結構，其中該電性接點為一焊墊，該第二半導體元件更具有一表面處理層，位于該焊墊上，且該第二介金屬化合物直接位于該表面處理層上。
6.如權利要求5的半導體覆晶接合結構，其中該表面處理層的材質為鎳、鎳錫、鎳金、鎳鈕或鎳鈕金。
7.如權利要求I的半導體覆晶接合結構，其中該金屬柱具有一外圍保護層，位于該金屬柱的側壁，且包圍該金屬柱。
8.如權利要求I的半導體覆晶接合結構，其中該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物的厚度皆約為2 u m,且該焊料層的厚度約為15至16 y m。
9.如權利要求I的半導體覆晶接合結構，其中當該半導體覆晶接合結構通電一段時間后，該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物的厚度會成長至約為3. 5 y m，且該焊料層的厚度會減少至約為13iim。
10.一種半導體覆晶接合結構，包括 一第一半導體兀件，具有一金屬柱、一障蔽層及一鍍層，該障蔽層位于該金屬柱的一末端上，該鍍層位于該障蔽層上； 一第一介金屬化合物，直接位于該鍍層上； 一第二半導體元件，具有一電性接點； 一第二介金屬化合物，鄰接于該電性接點 '及 一焊料層，位于該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物之間。
11.如權利要求10的半導體覆晶接合結構，其中該鍍層的材質與該金屬柱的材質相同。
12.如權利要求10的半導體覆晶接合結構，其中該鍍層與該金屬柱的材質為銅，該第一介金屬化合物直接接觸該銅鍍層，且該第一介金屬化合物的材質與該第二介金屬化合物的材質相同，其皆為(Cu，Ni)6Sn5。
13.如權利要求10的半導體覆晶接合結構，其中該第一介金屬化合物的材質與該第二介金屬化合物的材質更包括(Ni, Cu)3Sn4及其他介金屬化合物。
14.如權利要求10的半導體覆晶接合結構，其中該第一半導體元件更具有一金屬線路層，該金屬柱鄰接于該金屬線路層上，且電性連接該金屬線路層。
15.如權利要求10的半導體覆晶接合結構，其中該電性接點為一焊墊，該第二半導體元件更具有一表面處理層，位于該焊墊上，且該第二介金屬化合物直接位于該表面處理層上。
16.如權利要求15的半導體覆晶接合結構，其中該表面處理層的材質為鎳、鎳錫、鎳金、鎳鈕或鎳鈕金。
17.如權利要求10的半導體覆晶接合結構，其中該金屬柱具有一外圍保護層，位于該金屬柱的側壁，且包圍該金屬柱。
18.一種半導體覆晶接合方法，包括 (a)提供一第一半導體元件，該第一半導體元件具有一金屬柱； (b)形成一焊料于該金屬柱的一末端； (C)將該第一半導體元件置放于一第二半導體元件上，使得該金屬柱上的焊料接觸該第二半導體元件的一電性接點；及 (d)進行回焊，以形成一第一介金屬化合物及一第二介金屬化合物，其中該第一介金屬化合物鄰接于該金屬柱，且該第二介金屬化合物鄰接于該電性接點。
19.如權利要求18的半導體覆晶接合方法，其中該步驟(a)中，第一半導體元件更具有一障蔽層及一鍍層，該障蔽層位于該金屬柱的一末端上，該鍍層位于該障蔽層上，該金屬柱及該鍍層的材質為銅，且該步驟(b)中，該焊料直接接觸該銅鍍層。
20.如權利要求18的半導體覆晶接合方法，其中該步驟(c)中，該電性接點為一焊墊，該第二半導體元件更具有一表面處理層，位于該電性接點上，且該步驟(d)中，該第二介金屬化合物直接位于該表面處理層上。
全文摘要
本發(fā)明關于一種半導體覆晶接合結構及方法。該半導體覆晶接合結構包括一第一半導體元件、一第一介金屬化合物、一第二半導體元件、一第二介金屬化合物及一焊料層。該第一介金屬化合物鄰接于該第一半導體元件的金屬柱。該第二介金屬化合物鄰接于該第二半導體元件的電性接點。該焊料層位于該第一介金屬化合物及該第二介金屬化合物之間。藉此，可有效提高可靠度。
文檔編號H01L25/16GK102800641SQ20121027891
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權日2012年8月7日
發(fā)明者蕭友享, 高金利, 邱盈達, 林光隆, 李秋雯, 楊秉豐, 李長祺 申請人:日月光半導體制造股份有限公司