本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

由于許多電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成度的不斷提高，半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。大體上，該集成度的改進源自最小部件尺寸(例如，縮小半導(dǎo)體工藝節(jié)點至小于20nm節(jié)點)的不斷減小，其允許將更多的組件集成到給定的區(qū)域中。由于最近對微型化、更高速度和更大帶寬以及更低功率消耗和等待時間(latency)的需求不斷增長，因此亟需用于半導(dǎo)體管芯的更小和更具創(chuàng)造性的封裝技術(shù)。

通常，通過使用焊料凸塊的一種類型的封裝件可將半導(dǎo)體管芯與在半導(dǎo)體管芯外部的其他器件連接。可通過首先在半導(dǎo)體管芯上形成一個或多個再分布層(RDL)/底接觸金屬化，然后在RDL/底接觸金屬化上放置焊料形成焊料凸塊。在放置焊料之后，可實施回流操作以將焊料形成為期望的凸塊形狀。然后，可將焊料凸塊放置與外部器件物理接觸并可實施另一個回流操作以接合焊料凸塊與外部器件。以這種方式，可在半導(dǎo)體管芯和外部器件之間產(chǎn)生諸如印刷電路板、另一個半導(dǎo)體管芯等的物理和電連接。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上方的互連結(jié)構(gòu)，其中，互連結(jié)構(gòu)包括：功能電路區(qū)；以及通過緩沖區(qū)與功能電路區(qū)間隔開的密封環(huán)的第一部分；在互連結(jié)構(gòu)上方的鈍化層；以及在鈍化層上方并且連接密封環(huán)的第一部分的密封環(huán)的第二部分，其中，密封環(huán)的第二部分設(shè)置在緩沖區(qū)中。

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；互連結(jié)構(gòu)，包括在襯底的頂面處電連接至有源器件的第一導(dǎo)電部件；在互連結(jié)構(gòu)上方的第一鈍化層；密封環(huán)，包括：在互連結(jié)構(gòu)中的第一部分，其中，第一部分包圍第一導(dǎo)電部件并且通過緩沖區(qū)與第一導(dǎo)電部件間隔開；以及連接至第一部分并且在第一鈍化層上方延伸的第二部分，其中，第二部分延伸至緩沖區(qū)中；在第一鈍化層上方并且電連接至第一導(dǎo)電部件的第二導(dǎo)電部件，其中，第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的頂面齊平；以及在第二導(dǎo)電部件上方的第一聚合物層，其中，第一聚合物層的側(cè)壁在緩沖區(qū)中設(shè)置在密封環(huán)的第二部分的正上方。

本發(fā)明的實施例提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：包圍器件管芯的互連結(jié)構(gòu)中的第一導(dǎo)電部件形成密封環(huán)的第一部分，其中，通過緩沖區(qū)將密封環(huán)的第一部分與第一導(dǎo)電部件隔開；在互連結(jié)構(gòu)上方沉積第一鈍化層；在第一鈍化層上方形成第二導(dǎo)電部件并電連接至至少一個第一導(dǎo)電部件；在第一鈍化層上方形成密封環(huán)的第二部分，其中，密封環(huán)的第二部分延伸至緩沖區(qū)；在第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的側(cè)壁上方沉積第二鈍化層并且沿著第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的側(cè)壁延伸；以及在第二鈍化層上方沉積第一聚合物層，其中，第一聚合物層延伸至緩沖區(qū)并且包括設(shè)置在密封環(huán)的第二部分正上方的側(cè)壁。

附圖說明

當結(jié)合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各種部件的數(shù)量和尺寸可以被任意增加或減少。

圖1A至圖8示出根據(jù)一些實施例，制造半導(dǎo)體器件的各個中間階段的截面圖和自頂向下的視圖。

圖9示出根據(jù)一些實施例，用于制造半導(dǎo)體器件的工藝流程圖。

具體實施方式

以下公開提供了多種不同實施例或?qū)嵗?，用于實現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅是實例并且不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可以在多個實例中重復(fù)參考符號和/或字符。這種重復(fù)用于簡化和清楚，并且其本身不表示所述多個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，在此可使用諸如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“在…上面”、以及“上面的”等的空間關(guān)系術(shù)語，以容易地描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。應(yīng)當理解，除圖中所示的方位之外，空間關(guān)系術(shù)語將包括使用或操作中的裝置的各種不同的方位。例如，如果翻轉(zhuǎn)圖中所示的裝置，則被描述為在其他元件或部件“下面”或“之下”的元件將被定位為在其他元件或部件的“上面”。因此，示例性術(shù)語“在…下面”包括在上面和在下面的方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且通過在此使用的空間關(guān)系描述符進行相應(yīng)地解釋。

關(guān)于具體背景，即，晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)描述各個實施例。然而，可將其他實施例應(yīng)用于其他類型的封裝配置。

各個實施例包括具有器件管芯和延伸至器件管芯中的密封環(huán)的半導(dǎo)體器件封裝件。密封環(huán)可包圍器件管芯的內(nèi)部功能電路區(qū)，所述器件管芯具有在所述器件管芯中形成的功能電路。在各個實施例中，可在密封環(huán)和器件管芯的功能電路區(qū)之間形成緩沖區(qū)(例如，沒有功能電路或密封環(huán)部件)。可采用緩沖區(qū)以防止(或至少減少)在管芯加工期間由密封環(huán)所致的對器件管芯的內(nèi)部電路區(qū)的損壞?？稍诠苄旧戏叫纬删哂性俜植季€(RDL)的鈍化層和/或聚合物層，并且密封環(huán)還可延伸至這些鈍化層和聚合物層。在各個實施例中，至少設(shè)置在管芯上方的密封環(huán)的部分可進一步橫向延伸至緩沖區(qū)中。在整個說明書中，術(shù)語“橫向”用于描述基本上平行于下層襯底的主要表面的方向并且不用于描述任何絕對方位。聚合物層的邊緣可設(shè)置在密封環(huán)上方(例如，在緩沖區(qū)中)，因此，密封環(huán)可用作用于聚合物層的接合襯墊，這有利地減輕在隨后的制造工藝期間產(chǎn)生的封裝件中的應(yīng)力并且減少制造缺陷(例如，分層)。

圖1A示出根據(jù)一些實施例，器件管芯100的截面圖。管芯100可為半導(dǎo)體管芯并且可為諸如處理器、邏輯電路、存儲器、模擬電路、數(shù)字電路、復(fù)合信號等的任何類型的集成電路。盡管自始至終稱為管芯，但可存在對管芯100的一些或所有加工，同時管芯100是更大晶圓的一部分(未示出)?？蓱?yīng)用切割工藝以分隔管芯100與晶圓中的其他部件(例如，其他器件管芯)。

管芯100可包括襯底102、有源器件104和在襯底上方的互連結(jié)構(gòu)106。例如，襯底102可包括摻雜或無摻雜的塊狀硅，或絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底的有源層。通常，SOI襯底包括在絕緣體層上形成的諸如硅的半導(dǎo)體材料層。例如，絕緣體層可為隱埋氧化物(BOX)層或氧化硅層。在諸如硅或玻璃襯底的襯底上提供絕緣體層?？蛇x地，襯底102可包括諸如鍺的另一個元素半導(dǎo)體；包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦的化合物半導(dǎo)體；包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP的合金半導(dǎo)體；或其組合。還可使用諸如多層次或梯度襯底的其他襯底。

可在襯底102的頂面處形成諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、熔斷器等的有源器件104?？稍谟性雌骷?04和襯底102上方形成互連結(jié)構(gòu)106?；ミB結(jié)構(gòu)106可包括使用任何適當?shù)姆椒ㄐ纬傻陌瑢?dǎo)電部件108(例如，導(dǎo)線和通孔)的層間介電層(ILD)和/或金屬間介電(IMD)層。例如，ILD和IMD層可包括設(shè)置在這種導(dǎo)電部件之間的具有低于約4.0或甚至2.0的k值的低k介電材料。在一些實施例中，例如，ILD和IMD層可由磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)、SiO_xC_y、旋涂式玻璃、旋涂式聚合物、碳化硅材料、其化合物、其復(fù)合物、其組合等制成，并通過諸如旋涂、化學(xué)汽相沉積(CVD)和等離子體增強CVD(PECVD)的任何適當?shù)姆椒ㄐ纬伞?/p>

可通過諸如單鑲嵌或雙鑲嵌工藝的鑲嵌工藝形成導(dǎo)電部件108。導(dǎo)電部件108由導(dǎo)電材料(例如，包括銅、鋁、鎢、其組合等)形成，并且導(dǎo)電部件108可加襯有擴散阻擋層和/或粘合層(未示出)。擴散阻擋層可由一個或多個TaN、Ta、TiN、Ti、CoW層等形成?；ミB結(jié)構(gòu)106中的導(dǎo)電部件108電連接各個有源器件104以在管芯100內(nèi)形成功能電路。由這種電路提供的功能可包括存儲器結(jié)構(gòu)、處理結(jié)構(gòu)、傳感器、放大器、配電、輸入/輸出電路等。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員理解，僅為了例示目的提供上述實施例以進一步解釋本發(fā)明的應(yīng)用，并且實施例不意圖以任何方式限制本發(fā)明。視情況，對于給定的應(yīng)用使用其他電路。

還應(yīng)該注意，可在ILD和IMD層的相鄰層之間布置一個或多個蝕刻停止層(未示出)。通常，當形成通孔和/或接觸件時，蝕刻停止層提供停止蝕刻工藝的機制。蝕刻停止層由與諸如下層襯底102和上層互連結(jié)構(gòu)106的相鄰層具有不同蝕刻選擇性的介電材料形成。在一個實施例中，蝕刻停止層可由通過CVD或PECVD技術(shù)沉積的SiN、SiCN、SiCO、CN、其組合等形成。

如由圖1A進一步示出的，互連結(jié)構(gòu)106還包括一個或多個密封環(huán)110，所述密封環(huán)110也可能鄰近導(dǎo)電部件108延伸通過ILD和IMD層。密封環(huán)110可提供保護管芯100的部件(例如，導(dǎo)電部件108)免受在管芯100的加工期間可能存在的水、化學(xué)品、殘留物和/或污染物。如在圖1B中提供的管芯100的自頂向下的視圖中示出的，可沿著管芯100的外圍形成各個密封環(huán)110并且密封環(huán)110可為形成以包圍管芯100的功能電路區(qū)100A(例如，具有在那里形成的導(dǎo)電部件108的管芯100的區(qū)域)的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在圖1B中，示出單個密封環(huán)110，盡管可包括多個密封環(huán)(例如，參見圖1A)。此外，在圖1B中，密封環(huán)110的形狀基本上為矩形，盡管在其他實施例中，在自頂向下的視圖中，密封環(huán)110可具有不同形狀。返回參考圖1A，密封環(huán)110可由導(dǎo)電材料形成。在一個實施例中，密封環(huán)110由與導(dǎo)電部件108相同的材料，與導(dǎo)電部件108同時并且通過與導(dǎo)電部件108相同的工藝形成。例如，密封環(huán)110可包括在各個ILD和IMD層中的導(dǎo)電線部分，其中導(dǎo)電通孔部分連接在ILD和IMD層之間的導(dǎo)線部分。

在各個實施例中，可將密封環(huán)110與有源器件104電隔離，并且密封環(huán)110不可形成具有有源器件104的任何功能電路。此外，可通過緩沖區(qū)100B(有時稱為密封環(huán)延伸區(qū)(SREZ))將密封環(huán)110與管芯100的功能電路區(qū)100A間隔開。通過包括適當尺寸的緩沖區(qū)100B，可降低在密封環(huán)110的形成期間對導(dǎo)電部件108的損壞的風(fēng)險。例如，在一個實施例中，緩沖區(qū)100B具有約5.4μm的橫向尺寸W1，例如，盡管在其他實施例中緩沖區(qū)100B可具有不同尺寸。在這種實施例中，密封環(huán)110可橫跨約9μm的橫向尺寸W2，例如，盡管在其他實施例中，密封環(huán)110可占據(jù)不同的覆蓋區(qū)(footprint)。此外，盡管圖1A示出密封環(huán)110作為在襯底102的頂面處的停止，但在其他實施例中，密封環(huán)110可延伸至襯底102中。在一些實施例中，密封環(huán)110的底部可能基本上齊平或低于襯底102中的有源器件區(qū)的底部(例如，源極/漏極區(qū)104’)。

在互連結(jié)構(gòu)106(包括導(dǎo)電部件108和密封環(huán)110)上方形成鈍化層112，諸如在互連結(jié)構(gòu)106中的最頂端金屬化層上方。在一些實施例中，鈍化層112可包括與下層ILD和IMD層類似的材料(例如，低k介電材料)。在其他實施例中，鈍化層112可由諸如氧化硅、無摻雜硅酸鹽玻璃、氮氧化硅等的非有機材料形成。還可使用其他適當?shù)拟g化材料。

圖2至圖6示出在管芯100上方形成輸入/輸出部件以形成晶圓級芯片尺寸封裝件200的各個中間階段的截面圖。在圖2中，在鈍化層112上方形成各個互連部件。例如，可在鈍化層112上方形成導(dǎo)電部件114。取決于封裝件設(shè)計，導(dǎo)電部件114可為接觸焊盤和/或RDL，并且導(dǎo)電部件114可包括諸如鋁的金屬材料，但可選地，可使用諸如銅的其他材料。

在一些實施例中，可使用諸如濺射的沉積工藝形成導(dǎo)電部件114從而形成材料層(未示出)，然后可通過適當?shù)墓に?諸如光刻掩模和蝕刻)去除材料層的部分以形成導(dǎo)電部件114。例如，在另一個實施例中，導(dǎo)電部件114的形成可包括沉積導(dǎo)電晶種層(未示出)、使用具有多個開口的掩模層(未示出)以限定導(dǎo)電部件114的形狀、以及使用電化學(xué)電鍍或無電鍍電鍍工藝填充掩模層中的開口。然后，可去除掩模層和晶種層的過多部分?？蓪?dǎo)電部件114電連接至管芯100內(nèi)的導(dǎo)電部件108，并且導(dǎo)電部件114的側(cè)壁可能或可能不與管芯100的最頂端金屬化層中的下層導(dǎo)電部件108的側(cè)壁對齊(在圖2中標記為108’)。例如，圖2示出具有側(cè)壁114S的導(dǎo)電部件114，所述側(cè)壁114S與在導(dǎo)電部件114正下方的導(dǎo)電部件108的側(cè)壁108S不對齊。在一些實施例中，側(cè)壁114A和108S之間的橫向距離W3可為約1μm，盡管在其他實施例中距離W3可能不同。

如通過圖2進一步示出的，還可在管芯100上方形成密封環(huán)部分110’。在封裝件200的自頂向下的視圖(未示出)中，密封環(huán)部分110’可包圍導(dǎo)電部件114。在一些實施例中，密封環(huán)部分110’可由與導(dǎo)電部件114相同的材料，與導(dǎo)電部件114同時并且使用與導(dǎo)電部件114相同的工藝形成。密封環(huán)部分110’可延伸通過鈍化層112以接觸管芯100內(nèi)的密封環(huán)110的部分。此外，密封環(huán)部分110’可包括在緩沖區(qū)100B外部的部分110A和設(shè)置在緩沖區(qū)100B內(nèi)的部分110B。在一些實施例中，緩沖區(qū)110B外部的部分110A具有橫向尺寸W5，并且緩沖區(qū)100B中的部分110B具有橫向尺寸W4。在各個實施例中，橫向尺寸W4可為橫向尺寸W5的至少約10％，并且橫向尺寸W4可為至少約1μm。例如，在一個實施例中，橫向尺寸W4為約3.24μm。觀察到，通過延伸密封環(huán)110的部分至緩沖區(qū)100B中達到上述尺寸，由隨后的加工產(chǎn)生的，生成的封裝件的應(yīng)力可被密封環(huán)110吸收，這有利地減少制造缺陷(例如，分層)。

接下來，在圖3中，在導(dǎo)電部件114、密封環(huán)110和鈍化層112上方形成鈍化層116。在各個實施例中，可使用與上述關(guān)于鈍化層112描述的類似的材料和/或類似的工藝形成鈍化層116。例如，鈍化層116可包括諸如氧化硅、無摻雜硅酸鹽玻璃、氮氧化硅等的非有機材料。鈍化層116和112的材料可能相同或可能不相同。在一些實施例中，可使用共形沉積工藝沉積鈍化層116，并且鈍化層116的厚度T1可為約0.8μm至約1μm。還可將鈍化層116圖案化(例如，使用光刻和/或蝕刻)以包括開口118，其至少暴露下層導(dǎo)電部件114的部分。在圖案化之后，鈍化層116的部分仍可覆蓋導(dǎo)電部件114的邊緣部分。

接下來參考圖4，在鈍化層116上方形成聚合物層120。聚合物層120可使用諸如旋轉(zhuǎn)涂布技術(shù)、層壓等的任何適當?shù)姆椒ㄓ扇魏芜m當?shù)牟牧?例如，聚酰亞胺(PI)、聚苯并噁唑(PBO)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、環(huán)氧樹脂、硅酮、丙烯酸酯、納米填充的苯酚樹脂、硅氧烷、氟化的聚合物、聚降冰片烯等)形成。在一些實施例中，沉積聚合物層120以具有約4μm至約7μm的厚度T2，盡管在其他實施例中厚度T2可能不同。在一些實施例中，聚合物層120和鈍化層116可包括不同材料，其可在不同方向(例如，相反的方向)上將應(yīng)力應(yīng)用于管芯100。例如，聚合物層120可在朝向管芯100內(nèi)部的方向(由箭頭120S指示的)上應(yīng)用拉伸應(yīng)力，而鈍化層116可在朝向管芯100外部的方向(由箭頭116S指示的)上應(yīng)用壓縮應(yīng)力。

聚合物層120可延伸超出功能電路區(qū)100A的邊緣至緩沖區(qū)100B中橫向尺寸W6。例如，在一個實施例中，橫向尺寸W6可為約3.24μm至約5.86μm。在各個實施例中，聚合物層120的邊緣120’可在緩沖區(qū)100B中的密封環(huán)部分110’正上方對齊。通過在密封環(huán)部分110’正上方設(shè)置聚合物層120的端點(例如，邊緣120’)，可使用密封環(huán)110吸收應(yīng)力，所述應(yīng)力在隨后的制造工藝期間應(yīng)用于封裝件(例如，如由箭頭120s和116s指示的，通過聚合物層120和鈍化層116應(yīng)用的應(yīng)力)。這些隨后的制造工藝可包括將其他封裝元件(例如，表面安裝技術(shù)(SMT)、其他管芯等)接合至封裝件200、固化工藝(例如，固化聚合物層120)等。在這種實施例中，可減少由于這些隨后的工藝產(chǎn)生的制造缺陷(例如，分層)的風(fēng)險。

隨后，在圖5中，可使用任何適當?shù)墓に噷⒃诰酆衔飳?20中的開口122圖案化。例如，在一個實施例中，聚合物層120包括感光材料并且使用光刻工藝將聚合物層120圖案化。在這種實施例中，可使用光掩模(未示出)將聚合物層120的部分暴露。然后，可將聚合物層120顯影，并且取決于使用正性或負性光刻膠，可將聚合物層120的暴露或未暴露的部分去除。在其他實施例中，可使用諸如激光蝕刻或任何其他適當?shù)墓に嚨牟煌に噷⒕酆衔飳?20圖案化。開口122可延伸通過聚合物層120以暴露導(dǎo)電部件114。

在圖案化之后，可將固化工藝應(yīng)用于聚合物層120以固化圖案和硬化聚合物層120。固化工藝可包括將圖案化聚合物層120的溫度從室溫(例如，約20攝氏度(℃))提高至適當?shù)墓袒瘻囟?例如，約200℃至約250℃)。在一個實施例中，可將聚合物層120的溫度保持在固化溫度時間為約兩小時。由于固化工藝，聚合物層120可經(jīng)歷收縮(未明確示出)。例如，在固化工藝之后，可將聚合物層120總的橫向尺寸W7減小約2μm。由于聚合物層120的邊緣設(shè)置在密封環(huán)部分110’正上方，密封環(huán)110可至少部分吸收由該收縮所致的應(yīng)力，這可有利地降低封裝件200的分層或其他制造缺陷的風(fēng)險。

圖6示出在聚合物層120上方形成導(dǎo)電部件124。導(dǎo)電部件124可延伸通過聚合物層120并且電連接至下層導(dǎo)電部件114。在一些實施例中，可使用與上述關(guān)于導(dǎo)電部件114描述的類似的材料和/或工藝形成導(dǎo)電部件124。導(dǎo)電部件124和114的材料可能相同或可能不同。例如，在一個實施例中，導(dǎo)電部件124可包括銅，而導(dǎo)電部件114可包括鋁。導(dǎo)電部件124可用作RDL以允許隨后形成的外部連接件(例如，連接件130，參見圖7)被放置在半導(dǎo)體管芯100上方的任何期望的位置中，而非將外部連接件的位置限制于導(dǎo)電部件114正上方的區(qū)域。

如由圖6進一步示出的，可在聚合物層120和導(dǎo)電部件124上方形成額外的聚合物層126以保護各個下層部件?？墒褂门c上述關(guān)于聚合物層120描述的類似的材料和/或工藝形成聚合物層126。例如，聚合物層126可具有約4μm至約7μm的厚度T3，盡管其他實施例可包括具有不同厚度的聚合物層。

在一些實施例中，聚合物層126可橫向延伸通過聚合物層120的邊緣120’。例如，聚合物層126可延伸超出功能電路區(qū)100A的邊緣橫向尺寸W8。在聚合物層120的橫向尺寸W6為約3.24μm至約5.86μm的實施例中，橫向尺寸W8可為約9μm。聚合物層126的邊緣126’與聚合物層120的邊緣120’不對齊。通過配置聚合物層120和126的邊緣不對齊，可獲得諸如改進的工藝控制、更容易的缺陷識別等的多種優(yōu)點。在其他實施例中，聚合物層120和126的各個邊緣120’和126’可基本上對齊。

在圖7中，可使用任何適當?shù)墓に噷⒕酆衔飳?26圖案化以暴露導(dǎo)電部件124。例如，在一個實施例中，聚合物層126包括感光材料并使用上述光刻工藝圖案化所述聚合物層126。在圖案化后，可如上所述將聚合物層126固化以硬化聚合物層126。還可使用圖案化聚合物層126的其他適當?shù)姆椒?例如，蝕刻)。

接下來在圖8中，在管芯100上方形成凸塊下金屬化層(UBM)128和外部連接件130?？尚纬膳c下層導(dǎo)電部件124電接觸的UBM128。例如，UBM128可包括諸如鈦層、銅層和鎳層的三層導(dǎo)電材料。然而，材料和層的其他布置，諸如鉻/鉻-銅合金/銅/金的布置、鈦/鈦鎢/銅的布置、銅/鎳/金的布置等也適用于UBM128的形成。

可通過在聚合物層126上方并且沿著通過聚合物層126的開口內(nèi)部形成每個層來制造UBM128。可使用諸如電化學(xué)電鍍的電鍍工藝實施每個層的形成，盡管可選地，取決于所需的材料可使用諸如濺射、蒸發(fā)或PECVD工藝的其他形成工藝。一旦形成需要的層，然后就通過適當?shù)墓饪萄谀：臀g刻工藝將層的部分去除以去除不需要的材料以及留下諸如圓形、八邊形、正方形或矩形的需要形狀的UBM128，盡管可選地，可形成任何需要的形狀。

外部連接件130可為接觸凸塊并且可包括諸如錫的材料，或諸如銀、無鉛錫或銅的其他適當?shù)牟牧?。在連接件130為錫焊料凸塊的實施例中，可首先通過諸如蒸發(fā)、電鍍、印刷、焊料轉(zhuǎn)移、球配置等的適當?shù)姆椒ㄐ纬慑a層來形成連接件130。一旦在結(jié)構(gòu)上形成形成錫層，就實施回流以將材料形成為期望的凸塊形狀。外部連接件130可用于電連接封裝件200與諸如另外的器件管芯、中介板、封裝件襯底、印刷電路板、母板等的另外的封裝元件。額外地，還可在封裝件200上安裝一個或多個其他部件(例如，SMT，未示出)。在安裝期間，可降低對封裝件200的應(yīng)力以延伸密封環(huán)110至緩沖區(qū)100B中以及配置聚合物層120(例如，具有位于密封環(huán)110正上方的邊緣)。

圖9示出根據(jù)一些實施例，用于形成器件封裝件的工藝流程圖300。在步驟302中，提供器件管芯(例如，管芯100)，器件管芯可包括功能電路區(qū)(例如，區(qū)100A)和包圍功能電路區(qū)的密封環(huán)(例如，密封環(huán)110)?？赏ㄟ^緩沖區(qū)(例如，緩沖區(qū)100B)將密封環(huán)與功能電路區(qū)間隔開。在步驟304中，在器件管芯中的鈍化層上方形成導(dǎo)電部件。導(dǎo)電部件可包括橫向延伸至緩沖區(qū)中的密封環(huán)部分(例如，部分110’)。在步驟306中，在導(dǎo)電部件上方形成聚合物層(例如，聚合物層120)。聚合物層的邊緣(例如，邊緣120’)可設(shè)置在密封環(huán)正上方，并且聚合物層可橫向延伸通過器件管芯的功能電路區(qū)的邊緣。在步驟308中，可在聚合物層上方形成諸如額外的聚合物層、導(dǎo)電部件、UBM、外部連接件等的額外的封裝部件。

實施例包括具有器件管芯和包圍器件管芯的功能電路區(qū)的密封環(huán)的半導(dǎo)體器件封裝件?？稍诿芊猸h(huán)和器件管芯的功能電路區(qū)之間形成緩沖區(qū)?？墒褂镁彌_區(qū)以防止(或至少減少)對器件管芯的電路區(qū)內(nèi)的功能元件的損壞。在各個實施例中，設(shè)置在管芯的鈍化層上方的密封環(huán)的至少一部分可進一步橫向延伸至緩沖區(qū)中，并且在密封環(huán)上方形成的聚合物層的邊緣可設(shè)置在緩沖區(qū)中的密封環(huán)正上方。因此，密封環(huán)可用作聚合物層的接合襯墊，這有利地吸收在隨后的制造工藝期間產(chǎn)生的封裝件中的應(yīng)力并且減少制造缺陷(例如，分層)。

根據(jù)一個實施例，器件包括半導(dǎo)體襯底和在半導(dǎo)體襯底上方的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)包括功能電路區(qū)和通過緩沖區(qū)與功能電路區(qū)間隔開的密封環(huán)的第一部分。器件還包括在互連結(jié)構(gòu)上方的鈍化層以及在鈍化層上方并且連接密封環(huán)的第一部分的密封環(huán)的第二部分。密封環(huán)的第二部分設(shè)置在緩沖區(qū)中。

根據(jù)另一個實施例，器件包括襯底、包括電連接至在襯底的頂面處形成的有源器件的第一導(dǎo)電部件電的互連結(jié)構(gòu)、和在互連結(jié)構(gòu)上方的第一鈍化層。器件還包括密封環(huán)，所述密封環(huán)具有在互連結(jié)構(gòu)中的第一部分和連接至第一部分并且在第一鈍化層上方延伸的第二部分。第一部分包圍第一導(dǎo)電部件并且通過緩沖區(qū)與第一導(dǎo)電部件間隔開，并且第二部分延伸至緩沖區(qū)中。器件還包括在第一鈍化層上方并且電連接至第一導(dǎo)電部件的第二導(dǎo)電部件。第二導(dǎo)電部件和所述密封環(huán)的第二部分的頂面基本齊平。器件還包括在密封環(huán)和第二導(dǎo)電部件上方的第一聚合物層。第一聚合物層的側(cè)壁設(shè)置在緩沖區(qū)中的密封環(huán)的第二部分正上方。

根據(jù)另一個實施例，方法包括形成密封環(huán)的第一部分，密封環(huán)的第一部分包圍器件管芯的互連結(jié)構(gòu)中的第一導(dǎo)電部件，在互連結(jié)構(gòu)上方沉積第一鈍化層，在第一鈍化層上方形成第二導(dǎo)電部件并電連接至至少一個第一導(dǎo)電部件，以及在第一鈍化層上方形成密封環(huán)的第二部分。通過緩沖區(qū)將密封環(huán)的第一部分與第一導(dǎo)電部件隔開，以及將密封環(huán)的第二部分電連接至密封環(huán)的第一部分并且延伸至緩沖區(qū)。方法還包括在第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的側(cè)壁上方沉積第二鈍化層并且沿著第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的側(cè)壁延伸以及在第二鈍化層上方沉積第一聚合物層。第一聚合物層延伸至緩沖區(qū)并且包括設(shè)置在密封環(huán)的第二部分正上方的側(cè)壁。

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上方的互連結(jié)構(gòu)，其中，互連結(jié)構(gòu)包括：功能電路區(qū)；以及通過緩沖區(qū)與功能電路區(qū)間隔開的密封環(huán)的第一部分；在互連結(jié)構(gòu)上方的鈍化層；以及在鈍化層上方并且連接密封環(huán)的第一部分的密封環(huán)的第二部分，其中，密封環(huán)的第二部分設(shè)置在緩沖區(qū)中。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括在鈍化層上方的聚合物層，其中，聚合物層的邊緣在緩沖區(qū)中設(shè)置在密封環(huán)的第二部分正上方。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括在聚合物層上方的額外的聚合物層，其中，額外的聚合物層橫向延伸通過聚合物層的邊緣。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功能電路區(qū)包括在半導(dǎo)體襯底的頂面處電連接至有源器件的第一導(dǎo)電部件，其中，器件還包括在功能電路區(qū)正上方并電連接至第一導(dǎo)電部件的第二導(dǎo)電部件，并且其中，第二導(dǎo)電部件與密封環(huán)的第二部分齊平。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括通過緩沖區(qū)與功能電路區(qū)間隔開的密封環(huán)的第三部分，其中，密封環(huán)的第三部分連接密封環(huán)的第二部分與密封環(huán)的第一部分，并且其中，密封環(huán)的第三部分和密封環(huán)的第二部分的頂面齊平。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，密封環(huán)的第二部分的橫向尺寸至少為密封環(huán)的第三部分的橫向尺寸的10％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，密封環(huán)的第二部分的橫向尺寸為1μm或更大。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，密封環(huán)包圍功能電路區(qū)，并且其中，密封環(huán)在半導(dǎo)體襯底的頂面處與有源器件電隔離。

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；互連結(jié)構(gòu)，包括在襯底的頂面處電連接至有源器件的第一導(dǎo)電部件；在互連結(jié)構(gòu)上方的第一鈍化層；密封環(huán)，包括：在互連結(jié)構(gòu)中的第一部分，其中，第一部分包圍第一導(dǎo)電部件并且通過緩沖區(qū)與第一導(dǎo)電部件間隔開；以及連接至第一部分并且在第一鈍化層上方延伸的第二部分，其中，第二部分延伸至緩沖區(qū)中；在第一鈍化層上方并且電連接至第一導(dǎo)電部件的第二導(dǎo)電部件，其中，第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的頂面齊平；以及在第二導(dǎo)電部件上方的第一聚合物層，其中，第一聚合物層的側(cè)壁在緩沖區(qū)中設(shè)置在密封環(huán)的第二部分的正上方。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，密封環(huán)的第二部分包圍第二導(dǎo)電部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括在密封環(huán)的第二部分和第二導(dǎo)電部件的側(cè)壁上方并且沿著密封環(huán)的第二部分和第二導(dǎo)電部件的側(cè)壁延伸的第二鈍化層，其中，第二鈍化層設(shè)置在第一聚合物層下方。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括：在第一聚合物層上方的第二聚合物層；在第二聚合物層上方并且電連接至第二導(dǎo)電部件的第三導(dǎo)電部件；在第三導(dǎo)電部件上方并且電連接至第三導(dǎo)電部件的凸塊下金屬化層(UBM)；以及在凸塊下金屬化層上方并且電連接至凸塊下金屬化層的外部連接件。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第二聚合物層延伸通過第一聚合物層的側(cè)壁。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，密封環(huán)的第二部分的第一側(cè)壁設(shè)置在密封環(huán)的第一部分正上方，并且其中，密封環(huán)的第二部分的第二側(cè)壁設(shè)置在緩沖區(qū)中。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，密封環(huán)延伸通過互連結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的實施例提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：包圍器件管芯的互連結(jié)構(gòu)中的第一導(dǎo)電部件形成密封環(huán)的第一部分，其中，通過緩沖區(qū)將密封環(huán)的第一部分與第一導(dǎo)電部件隔開；在互連結(jié)構(gòu)上方沉積第一鈍化層；在第一鈍化層上方形成第二導(dǎo)電部件并電連接至至少一個第一導(dǎo)電部件；在第一鈍化層上方形成密封環(huán)的第二部分，其中，密封環(huán)的第二部分延伸至緩沖區(qū)；在第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的側(cè)壁上方沉積第二鈍化層并且沿著第二導(dǎo)電部件和密封環(huán)的第二部分的側(cè)壁延伸；以及在第二鈍化層上方沉積第一聚合物層，其中，第一聚合物層延伸至緩沖區(qū)并且包括設(shè)置在密封環(huán)的第二部分正上方的側(cè)壁。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括在沉積第一聚合物層之后，固化第一聚合物層。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括：圖案化第二鈍化層中的第一開口；圖案化第一聚合物層中的第二開口，第二開口與第一開口連接，其中，第一開口和第二開口暴露第二導(dǎo)電部件；在第一聚合物層上方形成第三導(dǎo)電部件并且延伸通過第一開口和第二開口；以及在第三導(dǎo)電部件上方沉積第二聚合物層。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，沉積第二聚合物層包括沉積第二聚合物層以橫向延伸通過第一聚合物層。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，形成密封環(huán)的第二部分包括與形成第二導(dǎo)電部件同時使用相同的工藝。

上面論述了若干實施例的部件，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或更改其他用于達到與本文所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點的工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這些等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。