焊盘结构、其制作方法及键合结构技术

本申请公开了一种焊盘结构、其制作方法及键合结构。该焊盘结构包括：介质层，介质层中设置有第一凹槽；焊盘层，设置于第一凹槽的内壁及介质层的上表面上，且位于第一凹槽上方的焊盘层构成第二凹槽；金属层，设置于介质层中，且金属层和焊盘层电连接。本申请通过在介质层中设置第一凹槽，并在第一凹槽的内壁及介质层的上表面上设置焊盘层，从而增加了焊盘层和介质层之间的接触面积，进而减小了焊盘结构中的焊盘层发生松动的几率。同时，本申请还增加了将金属引线与焊盘层键合时的接触面积，使得金属引线和焊盘层更容易熔合，从而减少了键合过程中的应力，进而进一步减小了焊盘结构中的焊盘层发生松动的几率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体集成电路的
，具体而言，涉及一种焊盘结构、其制作方法及键合结构。
技术介绍
焊盘(pad)将芯片的晶体管与外部器件、电路连接起来，是沟通芯片内部世界与外部电路的重要桥梁。因此，焊盘是半导体器件极为重要的连接构件，焊盘的质量直接影响引线连接等封装工艺，甚至还会影响芯片运行速度以及半导体器件的各项性能。目前，通常采用引线键合工艺将芯片上的焊盘和外部电路连接起来。所谓引线键合是指利用热或压力等方式将金属引线和焊盘键合，以实现芯片与部电路的连接。然而，在键合过程中的键合应力(bondingforce)很容易破坏焊盘下方的介质层，导致介质层和焊盘之间的粘合强度下降，从而容易造成焊盘的松动甚至剥离。例如，在40nm制程中通常采用铜线进行键合时焊盘很容易发生松动。随着越来越多的客户对降低成本的要求，越来越多的封装厂将封装用线从金线转换到铜线。然而，铜线球与焊盘的熔融能力远比金线球差，这样就需要更大的键合力去实现铜线与焊盘的融合，从而更容易破坏焊盘下方的介质层。同时，随着半导体技术的不断发展(<＝45nm)，对介质层的K值要求也越来越低。而介质层的k值越低，介质层的材质越疏松且脆性越强，从而使得介质层更容易被破坏，使得介质层和焊盘之间的粘合强度进一步下降，进而更容易造成焊盘的松动甚至剥离。目前，在引线键合过程中多通过提高介质层和焊盘之间的粘附能力，以期减少焊盘发生松动的几率，然而这种方法的作用十分有限。
技术实现思路
本申请旨在提供一种焊盘结构、其制作方法及键合结构，以减少焊盘结构中的焊盘层发生松动的几率。为了实现上述目的，本申请提供了一种焊盘结构，该焊盘结构包括：介质层，介质层中设置有第一凹槽；焊盘层，设置于第一凹槽的内壁及介质层的上表面上，且位于第一凹槽上方的焊盘层构成第二凹槽；金属层，设置于介质层中，且金属层和焊盘层电连接。进一步地，焊盘层的厚度为第一凹槽的深度的1/3～2/3。进一步地，介质层和焊盘层之间设置有粘附层，且粘附层和金属层相连。进一步地，粘附层的材料为TaN或TiN。进一步地，金属层沿第一凹槽的侧壁设置，且金属层的上表面和介质层的上表面齐平；或者金属层设置于第一凹槽的下方。同时，本申请还提供了一种焊盘结构的制作方法，该制作方法包括以下步骤：在介质层中形成第一凹槽和金属层；在第一凹槽的内壁及介质层的上表面上形成焊盘层，且位于第一凹槽上方的焊盘层构成第二凹槽，金属层和焊盘层电连接。进一步地，金属层沿第一凹槽的侧壁设置，且金属层的上表面和介质层的上表面齐平，形成第一凹槽和金属层的步骤包括：刻蚀介质层，以在介质层中形成两个沟槽；在沟槽中填充金属材料以形成金属层；刻蚀沟槽之间的介质层以形成第一凹槽。进一步地，金属层设置于第一凹槽的下方，形成第一凹槽和金属层的步骤包括：刻蚀介质层以在介质层中形成沟槽；在沟槽中填充金属材料以形成金属层，并且位于金属层上方的沟槽构成第一凹槽。进一步地，在形成焊盘层的步骤之前，制作方法还包括在第一凹槽的内壁及介质层的上表面上形成粘附层的步骤；在形成焊盘层的步骤中，在粘附层上形成焊盘层。同时，本申请还提供了一种键合结构，该键合结构包括：本申请提供的焊盘结构；金属引线，设置于焊盘结构的第二凹槽中，且与焊盘结构中的焊盘层键合连接。进一步地，金属引线的材料为Cu或Au。本申请通过在介质层中设置第一凹槽，并在第一凹槽的内壁及介质层的上表面上设置焊盘层，从而增加了焊盘层和介质层之间的接触面积，增加了焊盘层和介质层之间的结合强度，进而减小了焊盘结构中的焊盘层发生松动的几率。同时，本申请中位于第一凹槽上方的焊盘层构成第二凹槽，从而增加了将金属引线与焊盘层键合时的接触面积，使得金属引线和焊盘层更容易熔合，从而减少了键合过程中的应力，提高了键合性能，进而进一步减小了焊盘结构中的焊盘层发生松动的几率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了本申请实施方式所提供的焊盘结构的剖面结构示意图；图2示出了本申请实施方式所提供的焊盘结构的制作方法的流程示意图；图3示出了在本申请实施方式所提供的焊盘结构的制作方法中，刻蚀介质层以在介质层中形成两个沟槽后的基体的剖面结构示意图；图4示出了在图3所示的沟槽中填充金属材料以形成金属层后的基体的剖面结构示意图；图5示出了刻蚀图4所示的沟槽之间的介质层以形成第一凹槽后的基体的剖面结构示意图；图6示出了在第一凹槽的内壁及介质层的上表面上形成焊盘层后的基体的剖面结构示意图；以及图7示出了本申请实施方式所提供的键合结构的剖面结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。正如
技术介绍
中所介绍的，现有焊盘结构中的焊盘层容易发生松动。本申请的专利技术人针对上述问题进行研究，提出了一种焊盘结构。如图1所示，该焊盘结构包括：介质层10，介质层10中设置有第一凹槽40；焊盘层60，设置于第一凹槽40的内壁及介质层10的上表面上，且位于第一凹槽40上方的焊盘层60构成第二凹槽70；金属层30，设置于介质层10中，且金属层30和焊盘层60电连接。本申请通过在介质层10中设置第一凹槽40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊盘结构，其特征在于，所述焊盘结构包括：介质层，所述介质层中设置有第一凹槽；焊盘层，设置于所述第一凹槽的内壁及所述介质层的上表面上，且位于所述第一凹槽上方的所述焊盘层构成第二凹槽；金属层，设置于所述介质层中，且所述金属层和所述焊盘层电连接。

【技术特征摘要】
1.一种焊盘结构，其特征在于，所述焊盘结构包括：
介质层，所述介质层中设置有第一凹槽；
焊盘层，设置于所述第一凹槽的内壁及所述介质层的上表面上，且位于所述第一凹
槽上方的所述焊盘层构成第二凹槽；
金属层，设置于所述介质层中，且所述金属层和所述焊盘层电连接。
2.根据权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述焊盘层的厚度为所述第一凹槽的深
度的1/3～2/3。
3.根据权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述介质层和所述焊盘层之间设置有粘
附层，且所述粘附层和所述金属层相连。
4.根据权利要求3所述的焊盘结构，其特征在于，所述粘附层的材料为TaN或TiN。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的焊盘结构，其特征在于，所述金属层沿所述第一凹
槽的侧壁设置，且所述金属层的上表面和所述介质层的上表面齐平；或者所述金属层设
置于所述第一凹槽的下方。
6.一种焊盘结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
在介质层中形成第一凹槽和金属层；
在所述第一凹槽的内壁及所述介质层的上表面上形成焊盘层，且位于所述第一凹槽
上方的所述焊盘层构成第二凹槽，所述金属层和所述焊盘层电连接。
7.根据权利要求6所述的制作方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31