一种半导体器件及其制作方法、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制作方法、电子装置，该制作方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有第一钝化层，所述第一钝化层具有第一开口，在所述第一开口的底部形成有焊盘；对所述焊盘进行表面处理，以使所述焊盘形成粗糙表面；通过电镀形成铜柱，所述铜柱包括位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分；其中，所述铜柱位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分无高度差。该制作方法可以避免电镀形成的铜柱存在高度差，进而避免后续锡银回流时发生锡银从铜柱流下来导致形成变形的凸块的缺陷。该半导体器件和电子装置具有类似的优点。

A Semiconductor Device and Its Fabrication Method and Electronic Device

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制作方法、电子装置
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法、电子装置。
技术介绍
随着便携式及高性能微电子产品向短、小、轻、薄化方向发展，传统打线方式(WireBonding)作为晶片与各式基材结合的封装技术已不能满足现在消费电子产品的需求，取而代之的凸块封装，特别是铜柱(CuPillar)凸块封装成为半导体封装的主流趋势。铜柱的设计也在朝着高度集成的方向发展，一个铜柱同时可能要串联两个或更多个焊盘(pad)。然而，在焊盘和凸块的制作中钝化层仍然是必不可少的，用以保护器件或用作阻挡层，由此带来的问题是，一个凸块在焊盘区域的部分高度较低，而在其它在钝化层之上的部分则高出焊盘区域的部分5～7微米，造成同一个铜柱有高度差，对电镀造成巨大挑战。例如，在铜柱横跨钝化层上的两个焊盘开口时，电镀后铜柱存在两个凹陷，这使得后续锡银回流环节存在一定几率发生锡银流下来的情况(solderdrop)，形成变形的凸块。针对这种情况，目前芯片制作厂并没有很好的方法避免，要么通知客户改设计，用RDL层把凸块位置调整到没有凹陷的地方，但一般客户不愿增加一层RDL，因为成本会多出20～30美金一片晶圆；要么使用速度非常慢的镀铜技术，用牺牲产量的方式覆盖，但这种方法产品会变成基本工艺(baseline)的30％甚至更低，变相拉升了成本。因此有必要提出一种半导体器件及其制作方法、电子装置，以至少部分解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。针对现有技术的不足，本专利技术提出一种半导体器件及其制作方法，可以避免电镀形成的铜柱存在高度差，进而避免后续锡银回流时发生锡银从铜柱流下来导致形成变形的凸块的缺陷。为了克服目前存在的问题，本专利技术一方面提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有第一钝化层，所述第一钝化层具有第一开口，在所述第一开口的底部形成有焊盘；对所述焊盘进行表面处理，以使所述焊盘形成粗糙表面；通过电镀形成铜柱，所述铜柱包括位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分；其中，所述铜柱位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分无高度差。可选地，对所述焊盘进行表面处理包括：等离子体干法刻蚀所述焊盘表面。可选地，对所述焊盘进行表面处理包括：湿法刻蚀所述焊盘表面。可选地，通过电镀形成铜柱包括：形成第二钝化层，所述第二钝化层覆盖所述第一开口的侧壁和所述第一钝化层的表面；在所述第二钝化层上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层具有暴露所述焊盘的第二开口；以所述图形化的掩膜层为掩膜通过电镀工艺沉积金属铜以形成所述铜柱。可选地，在所述电镀工艺中所使用的电镀液的加速剂的浓度为10ml/L～15ml/L。可选地，在所述第二钝化层上形成图形化的掩膜层之前，还包括：在所述焊盘和所述第二钝化层的表面形成种子层。可选地，还包括：在所述铜柱上形成锡银焊球；执行回流工艺，以使所述锡银焊球形成稳定合金。可选地，所述第二钝化层为聚酰亚胺层。根据本专利技术的半导体器件的制作方法，通过对焊盘进行表面处理，使得焊盘表面粗糙，这样后续电镀形成铜柱时，焊盘区域的部分沉积速率快，钝化层区域的部分沉积速率相对慢，使得最终形成的铜柱各部分不存在高度差，从而避免后续锡银回流时发生锡银从铜柱流下来导致形成变形的凸块的缺陷。本专利技术另一方面提供一种半导体器件，该半导体器件包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有第一钝化层，所述第一钝化层具有第一开口，在所述第一开口的底部形成有焊盘，所述焊盘具有粗糙表面；铜柱，所述铜柱包括位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分，所述铜柱位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分无高度差。可选地，还包括：第二钝化层，所述二钝化层覆盖所述第一开口的侧壁和所述第一钝化层的表面，所述铜柱包括位于所述焊盘之上的部分和位于所述第二钝化层表面的部分。根据本专利技术的半导体器件，由于焊盘表面粗糙，这样其上形成的铜柱不存在高度差，从而避免了焊球掉落的缺陷。本专利技术再一方面提供一种电子装置，其包括如上所述的半导体器件以及与所述半导体器件相连接的电子组件。本专利技术提出的电子装置，由于具有上述半导体器件，因而具有类似的优点。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1A～图1E示出一种半导体器件的制作方法依次实施各步骤所获得半导体器件的剖面示意图；图2示出根据本专利技术一实施方式的半导体器件的制作方法的步骤流程图；图3A～图3F示出了根据本专利技术一实施方式的半导体器件的制作方法依次实施各步骤所获得半导体器件的剖面示意图；图4示出了根据本专利技术一实施方式的电子装置的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有第一钝化层，所述第一钝化层具有第一开口，在所述第一开口的底部形成有焊盘；对所述焊盘进行表面处理，以使所述焊盘形成粗糙表面；通过电镀形成铜柱，所述铜柱包括位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分；其中，所述铜柱位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分无高度差。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有第一钝化层，所述第一钝化层具有第一开口，在所述第一开口的底部形成有焊盘；对所述焊盘进行表面处理，以使所述焊盘形成粗糙表面；通过电镀形成铜柱，所述铜柱包括位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分；其中，所述铜柱位于所述焊盘之上的部分和位于所述第一钝化层之上的部分无高度差。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，对所述焊盘进行表面处理包括：等离子体干法刻蚀所述焊盘表面。3.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，对所述焊盘进行表面处理包括：湿法刻蚀所述焊盘表面。4.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，通过电镀形成铜柱包括：形成第二钝化层，所述第二钝化层覆盖所述第一开口的侧壁和所述第一钝化层的表面；在所述第二钝化层上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层具有暴露所述焊盘的第二开口；以所述图形化的掩膜层为掩膜通过电镀工艺沉积金属铜以形成所述铜柱。5.根据权利要求4所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在所述电镀工艺中所使用的电镀液的加速剂的浓度为10ml/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟津，朱文杰，陈郁青，张政铉，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31