The invention discloses a thin Ni layer as a micro bump structure and preparation method of barrier layer, the micro bump structure through the preparation method comprises the following steps: coating photoresist on a silicon wafer on the seed layer on the graph after exposure and development, the seed layer formed above the small size pore diameter the structure of samples; in copper plating solution for electroplating a layer of conductive copper, washed and dried; rapid electroplating in nickel plating solution, forming a thin layer of nickel metal layer in the above dry cleaning in electroplating copper; tin plating solution, forming a layer of tin layer, washed and dried in the nickel layer; soaked in acetone the photoresist, wash away the graphic after, you can. The micro bump structure of the invention forms a stable three yuan copper nickel tin alloy phase, can reduce the bump in the aging process of intermetallic compounds and void growth, good effect, can be widely used in a variety of high-end electronics manufacturing industry.
【技术实现步骤摘要】
以薄镍层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件的制造,具体涉及一种微凸点结构,特别涉及一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构。
技术介绍
作为新型芯片层间互连技术,铜柱凸点具有更好的导电导热性,易实现超细节距互连,从而满足高密度三维封装的要求。根据国际半导体技术发展路线组织的预测,与20/14纳米技术节点相匹配的三维封装互连结构尺寸须减小到现有尺寸的十分之一,微凸点将由40-50微米缩小到5微米。在这一尺度上,微凸点的高精度制备、金属间化合物(IMC)异常生长、柯肯达尔孔洞等互连可靠性问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术提供一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构及其制备方法,本专利技术有效制备了小尺寸的微凸点结构,实现了5微米尺度上的微凸点的高精度制备;本专利技术的铜镍锡微凸点结构在铜和焊料界面加上一层500纳米尺度的镍阻挡层,从而在界面处形成一层铜镍锡三元合金,随着时效过程的进行,此厚度的镍层很好的阻挡了铜的扩散反应,从而降低了金属间化合物的生长,有效的提高了微凸点的可靠性,延长了器件的使用寿命。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构,包括具有种子层的硅片以及依次设置在所述硅片上的导电铜柱、镍金属阻挡层、锡柱层。所述导电铜柱的高度大概为2-2.5微米。所述镍金属阻挡层的厚度为400-600纳米。所述锡柱层的厚度为1.9-2.2微米。一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构的制备方法,包括以下步骤:步骤(1):在有种子层的硅片上喷涂光刻胶,并经过图形曝光及显影,形成小尺寸直径的微 ...
【技术保护点】
一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构,其特征在于,包括具有种子层的硅片以及依次设置在所述硅片上的导电铜柱、镍金属阻挡层、锡柱层。
【技术特征摘要】
1.一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构,其特征在于,包括具有种子层的硅片以及依次设置在所述硅片上的导电铜柱、镍金属阻挡层、锡柱层。2.如权利要求1所述的以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构,其特征在于,所述导电铜柱的高度为2-2.5微米,所述镍金属阻挡层的厚度为400-600纳米,所述锡柱层的厚度为1.9-2.2微米。3.一种以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤(1):在有种子层的硅片上喷涂光刻胶,并经过图形曝光及显影,形成小尺寸直径的微孔结构样品,微孔的直径为5-6微米,间距为19.5-20.5微米;步骤(2):将具有微孔结构的样品放置在铜电镀溶液中,电流密度设置为0.8-1.2A/dm2,11-13分钟后在微孔中形成一层导电铜柱,高度为2-2.5微米,洗净吹干;步骤(3):将步骤(2)清洗过后的样品,放置在镍电镀溶液中,电流密度设置为3.8-4.2A/dm2,28-32秒后在铜柱上方形成一层薄的镍金属阻挡层,厚度为400-600纳米,洗净吹干;步骤(4):将步骤(3)清洗过后的样品,放置在锡电镀溶液中,电流密度设置为1.0-1.3A/dm2,18-22分钟后在镍金属阻挡层上方形成一层锡柱层,厚度为1.9-2.2微米,洗净吹干;步骤(5):将步骤(4)处理完的样品用清洗剂浸泡,洗去图形化后的光刻胶。4.根据权利要求3所述的以薄Ni层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构的制备方法,其特征在于,所述种子层的结构为300-600nm的铜铬合金。5.根据权利要求3所述的以薄Ni层作为阻挡层的铜镍...
【专利技术属性】
技术研发人员:凌惠琴,王冬凡,胡安民,李明,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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