半導體裝置和包括該半導體裝置的半導體封裝的制作方法
【專利說明】
[0001] 本專利申請要求于2014年11月20日提交的第10-2014-0162642號韓國專利申 請和于2014年12月11日提交的第10-2014-0178256號韓國專利申請的優(yōu)先權，通過引用 將上述申請的全部內容包含于此。
技術領域
[0002] 本發(fā)明構思設及半導體裝置及其制造方法。
【背景技術】
[0003] 最近，隨著半導體裝置已經變得更輕、更薄W及更小，將半導體裝置連接到封裝基 底或另一個半導體裝置的外部端子也在減小尺寸。外部端子的穩(wěn)定實現有助于實現包括半 導體裝置的可靠的半導體封裝。因此，正在開展各種研究W提高外部端子的可靠性。

【發(fā)明內容】

[0004] 根據發(fā)明構思的示例實施例，半導體裝置可W包括：半導體基底；導電墊，設置在 半導體基底上；純化層，設置在半導體基底上并包括暴露導電墊的開口；第一凸點下金屬 OJBM)層，設置在暴露的導電墊上；第二凸點下金屬扣BM)層，設置在純化層上；第一凸點結 構，設置在第一 UBM層上；第二凸點結構，設置在第二UBM層上。第一凸點結構可W包括順 序地堆疊在第一 UBM層上的基體凸點層、第一柱狀凸點層和第一焊料凸點層，第二凸點結 構可W包括順序地堆疊在第二UBM層上的第二柱狀凸點層和第二焊料凸點層。 陽0化]在一些示例實施例中，開口的水平寬度和基體凸點層的水平寬度中的每個可W大 于第一柱狀凸點層的水平寬度。
[0006] 在一些示例實施例中，基體凸點層可W包括在第一柱狀凸點層下方的基體部分和 與第一柱狀凸點層分隔開的突出部分。
[0007] 在一些示例實施例中，基體部分可W填充開口的至少一部分。
[000引在一些示例實施例中，突出部分可W鄰近開口的內側壁設置并圍繞第一柱狀凸點 層。
[0009] 在一些示例實施例中，突出部分可W包括與第一柱狀凸點層的側壁相對的傾斜的 內側壁，并可W沿第一 UBM層的頂表面在遠離開口的中屯、的方向上延伸，其中，在平面圖 中，基體凸點層的面積不小于導電墊的面積。
[0010] 在一些示例實施例中，第一柱狀凸點層可W具有與第二柱狀凸點層的厚度基本上 相同的厚度。
[0011] 在一些示例實施例中，第一凸點結構的頂端和第二凸點結構的頂端可W位于相對 于半導體基底的主表面的基本上同一水平處。
[0012] 在一些示例實施例中，第一柱狀凸點層和第二柱狀凸點層可W包括相同的金屬， 第一焊料凸點層和第二焊料凸點層可W包括相同的焊接材料。
[0013] 在一些示例實施例中，第一柱狀凸點層的水平寬度可W大于第二柱狀凸點層的水 平寬度。
[0014] 在一些示例實施例中，在平面圖中，第一柱狀凸點層可W具有不同于第二柱狀凸 點層的形狀。
[0015] 在一些示例實施例中，基體凸點層和第一柱狀凸點層中的每個可W包括化、化合 金、Ni、Ni合金、Au、Au合金或它們的組合。
[0016] 在一些示例實施例中，半導體裝置還可W包括貫穿半導體基底并連接到導電墊的 至少一個基底貫穿孔（TSV)。根據發(fā)明構思的示例實施例，半導體裝置可W包括：導電墊， 設置在半導體基底上；純化層，設置在半導體基底上，并包括暴露導電墊的開口；凸點下金 屬扣BM)層，設置在導電墊上并在開口中；至少一個凸點結構，包括順序地堆疊在UBM層上 的基體凸點層、柱狀凸點層和焊料凸點層?；w凸點層可W設置在UBM層上，并可W包括填 充開口的至少一部分的基體部分和從基體部分向上延伸的突出部分。柱狀凸點層可W設置 在基體部分上，并與突出部分分隔開，焊料凸點層可W設置在柱狀凸點層上。
[0017] 在一些示例實施例中，開口的水平寬度和基體凸點層的水平寬度中的每個可W大 于柱狀凸點層的水平寬度。
[0018] 在一些示例實施例中，突出部分可W鄰近開口的內側壁設置并可W圍繞柱狀凸點 層的一部分。
[0019] 在一些示例實施例中，突出部分可W包括與柱狀凸點層的側壁相對的傾斜的內側 壁，并可W沿UBM層的頂表面遠離開口的中屯、延伸。
[0020] 在一些示例實施例中，半導體裝置還可W包括與第一凸點結構分隔開的第二凸點 結構。第二凸點結構可W與第一凸點結構基本相同，第一凸點結構的頂端和第二凸點結構 的頂端位于相對于半導體基底的主表面的同一水平處。
[0021] 根據發(fā)明構思的示例實施例，半導體裝置可W包括：半導體基底，包括第一區(qū)和第 二區(qū)；導電墊，設置在半導體基底的第一區(qū)上；純化層，設置在半導體基底的第一區(qū)和第二 區(qū)上，并包括暴露導電墊的開口；第一凸點結構，設置在第一區(qū)上W電連接到導電墊，并包 括順序地堆疊在導電墊上的基體凸點層、第一柱狀凸點層和第一焊料凸點層；第二凸點結 構，設置在第二區(qū)上，與導電墊隔離，并包括順序地堆疊在純化層上的第二柱狀凸點層和第 二焊料凸點層?；w凸點層可W包括設置在第一柱狀凸點層下方并覆蓋導電墊的基體部 分，W及鄰近開口的內側壁并與柱狀凸點層分隔開的突出部分。
[0022] 在一些示例實施例中，半導體裝置還包括貫穿半導體基底并連接到導電墊的至少 一個基底貫穿孔（TSV)，其中，第一區(qū)是半導體基底的中屯、區(qū)，第二區(qū)是半導體基底的外圍 區(qū)。
[0023] 在一些示例實施例中，開口的水平寬度和基體凸點層的水平寬度中的每個可W大 于第一柱狀凸點層的水平寬度。
[0024] 在一些示例實施例中，突出部分可W圍繞第一柱狀凸點層的一部分，基體部分的 厚度可W被配置成補充導電墊的頂表面和純化層的頂表面之間的階梯差，使得第一凸點結 構的頂端和第二凸點結構的頂端位于相對于半導體基底的主表面的基本上同一水平處。
[00巧]根據發(fā)明構思的示例實施例，半導體封裝可W包括：封裝基底，包括設置在其上的 第一基底墊和第二基底墊；半導體裝置，安裝在封裝基底上。半導體裝置可W包括半導體基 底、半導體基底上的導電墊、半導體基底上的具有暴露導電墊的開口的純化層、結合到封裝 基底的第一基底墊的第一凸點結構和結合到封裝基底的第二基底墊的第二凸點結構。第一 凸點結構可W包括順序地堆疊在導電墊上的基體凸點層、第一柱狀凸點層和第一焊料凸點 層。第二凸點結構可W包括順序地堆疊在純化層上的第二柱狀凸點層和第二焊料凸點層。 [00%] 根據發(fā)明構思的示例實施例，半導體封裝可W包括：封裝基底，包括基底墊；半導 體裝置，安裝在封裝基底上。半導體裝置可W包括：半導體基底；純化層，設置在半導體基 底上，并包括暴露導電墊的開口；凸點下金屬扣BM)層，設置在導電墊上并在開口中；基體 凸點層，設置在UBM層上并包括填充開口的至少一部分的基體部分和從基體部分向上延伸 的突出部分；柱狀凸點層，設置在基體部分上并與突出部分分隔開；焊料凸點層，設置在柱 狀凸點層上，并接合到封裝基底的基底墊。
[0027] 根據發(fā)明構思的示例實施例，制造半導體裝置的方法可W包括：在半導體基底上 形成導電墊；在半導體基底上形成具有暴露導電墊的第一開口的純化層；在純化層和導電 墊上形成凸點下金屬OJBM)層；在導電墊上的UBM層上形成基體凸點層，W填充第一開口的 至少一部分；在基體凸點層上形成第一柱狀凸點層，W及在設置在純化層上的UBM層上形 成第二柱狀凸點層；在第一柱狀凸點層上形成第一焊料凸點層，W及在第二柱狀凸點層上 形成第二焊料凸點層。
[002引根據發(fā)明構思的示例實施例，制造半導體裝置的方法可W包括：在半導體基底上 形成導電墊；在半導體基底上形成具有暴露導電墊的開口的純化層；在導電墊上并在開口 中形成凸點下金屬扣BM)層；在UBM層上形成基體凸點層，所述基體凸點層具有填充開口的 至少一部分的基體部分和從基體部分向上延伸的突出部分；在基體部分上形成柱狀凸點層 W與突出部分分隔開；在柱狀凸點層上形成焊料凸點層。
【附圖說明】
[0029] 通過附圖中示出的發(fā)明構思的非限制性實施例的更加詳細的描述，發(fā)明構思的示 例實施例的上述和其他的特征和優(yōu)點將是明顯的，在附圖中，在所有不同的視圖中同樣的 附圖標記指示同樣的部件。附圖不一定是按比例繪制的，而重在說明發(fā)明構思的原理。在 附圖中：
[0030] 圖IA是示出了根據發(fā)明構思的一些示例實施例的半導體裝置的剖視圖；
[0031] 圖IB是示出了圖IA的部分OA的放大剖視圖；
[0032] 圖IC和圖ID是分別示出了如圖IB示出的凸點結構的平面圖；
[0033] 圖IE和圖IF是分別示出了如圖IA示出的集成電路層的部分的剖視圖；
[0034] 圖2A是示出了根據發(fā)明構思的一些示例實施例的包括半導體裝置的半導體封裝 的剖視圖； 陽03引圖2B是示出了圖2A的部分PA的放大剖視圖；
[0036] 圖2C和圖2D是示出了用于在半導體裝置的凸點結構與封裝基底之間形成互連的 方法的剖視圖；
[0037] 圖3A是示出根據發(fā)明構思的一些示例實施例的半導體裝置的剖視圖； 陽03引圖3B是示出了圖3A的部分OB的放大剖視圖；
[0039] 圖3C是示出了如圖3B示出的凸點結構的平面圖； W40] 圖4A是示出了根據發(fā)明構思的一些示例實施例的包括半導體裝置的半導體封裝 的剖視圖；
[0041] 圖4B是示出了圖4A的部分PB的放大剖視圖；
[0042] 圖5A至圖5F是示出了根據發(fā)明構思的一些示例實施例的用于制造半導體裝置的 方法的剖視圖；
[0043] 圖6A至圖6E是示出了根據發(fā)明構思的一些示例實施例的用于制造半導體裝置的 方法的剖視圖；
[0044] 圖7是示出了包括根據發(fā)明構思的一些示例實施例的半導體裝置和/或半導體封 裝中的至少一個的存儲模塊的示例的示意性框圖. W45] 圖8是示出了包括根據發(fā)明構思的示例實施例的半導體裝置和/或半導體封裝中 的至少一個的存儲系統(tǒng)的示例的示意性框圖.
[0046] 圖9是示出了包括根據發(fā)明構思的示例實施例的半導體裝置和/或半導體封裝中 的至少一個的電子系統(tǒng)的示例的示意性框圖。
【具體實施方式】
[0047] 現在在下面將參照其中示出了發(fā)明構思的示例實施例的附圖更充分地描述本公 開的示例實施例。通過下面參照附圖更詳細地描述的示例實施例，發(fā)明構思的示例實施例 及其實現方法的優(yōu)點和特征將是明顯的。然而，應該注意的是，發(fā)明構思不受限于下面示例 實施例，并且可W W各種形式來實現。因此，示例實施例被提供僅是為了讓本領域的技術人 員了解發(fā)明構思的范圍。在附圖中，發(fā)明構思的實施例不受限于運里提供的特定示例，并且 為了清晰起見而被放大。 W48] 在運里使用的術語僅是為了描述具體實施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明。如運 里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式的"一個（種）"和"所述（該）"也 意圖包括復數形式。如在運里使用的，術語"和/或"包括一個或多個相關所列的項目的任 意和所有組合。將理解的是，當元件被稱為"連接"或"結合"到另一元件時，它可W直接連 接或結合到所述另一元件，或者可W存在中間元件。 W例相似的，將理解的是，當諸如層、區(qū)或基底的元件被稱作在另一元件"上"時，該元 件可W直接在另一元件上，或者可W存在中間元件。相反，術語"直接"意味著不存在中間 元件。還將理解的是，當術語"包括"和/或"包含"在運里使用時，說明所陳述的特征、整 體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除存在或附加一個或更多個其他的特征、 整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
[0050] 另外，將參照作為發(fā)明構思的理想示例視圖的剖視圖描述【具體實施方式】中的實施 例。因此，可W根據制造技術和/或可允許的誤差修改示例視圖的形狀。因此，發(fā)明構思的 實施例不限于示例視圖中示出的特定形狀，而且可W包括可W根據制造工藝產生的其他形 狀。
[0051] 還將理解的是，盡管在運里可使用術語第一、第二、第=等來描述各種元件，但是 運些元件不應受運些術語的限制。運些術語僅是用來將一個元件與另一元件區(qū)分開來。因 此，在不脫離本發(fā)明的教導的情況下，在一些實施例中第一元件可W在其他實施例中被命 名為第二元件。在運里解釋和示出的本發(fā)明構思的方面的示例實施例包括它們的補充對應 物。在整個說明書中，相同的附圖標號或相同的參考指示符指示相同的元件。
[0052] 此外，運里參照作為理想化示例圖示的剖視圖和/或平面圖描述示例實施例。因 此，可W預期例如由制造技術和/或公差導致的圖示的形狀的偏差。因此，示例實施例不應 該被理解為受限于運里示出的區(qū)域的形狀，而是包括例如由制造導致的形狀上的偏差。
[0053] 現在將描述根據發(fā)明構思的實施例的半導體裝置及其制造方法。
[0054] 圖IA是示出了根據發(fā)明構思的一些示例實施例的半導體裝置的剖視圖。圖IB是 示