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，该半导体器件包括依次设置的第一金属盘、顶部通孔、第二金属盘、焊盘、第一钝化层和第二钝化层，所述第二钝化层形成在所述第一钝化层之上，并且具有暴露所述焊盘的第二开口，其中，所述顶部通孔包括第一顶部通孔和第二顶部通孔，所述第一顶部通孔位于第二开口的下方，所述第二顶部通孔位于所述第二开口外侧对应的位置处，并且所述第一顶部通孔的尺寸大于所述第二顶部通孔的尺寸。该半导体器件可以提高次顶部金属层和顶部通孔之间的粘附力，降低焊盘剥落的风险。该半导体器件的制作方法和电子装置具体类似的优点。

A Semiconductor Device and Its Fabrication Method and Electronic Device

The invention provides a semiconductor device, a manufacturing method and an electronic device, which comprises a first metal disc, a top through hole, a second metal disc, a welding pad, a first passivation layer and a second passivation layer arranged in sequence. The second passivation layer is formed on the first passivation layer and has a second opening to expose the welding pad, wherein the top through hole comprises a first passivation layer and a second passivation layer. The first top through hole and the second top through hole are located below the second opening, the second top through hole is located at the corresponding position outside the second opening, and the size of the first top through hole is larger than the size of the second top through hole. The semiconductor device can improve the adhesion between the secondary top metal layer and the top through hole, and reduce the risk of pad peeling. The fabrication method of the semiconductor device and the advantages of the electronic device are concretely similar.

【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
在集成电路制造中不仅需要形成诸如NMOS、PMOS、CMOS等各种晶体管器件，而且还需要形成互连结构来实现这些器件之间以及器件与外部信号之间的连接。当制作完互连结构后，即在其上形成用于与封装基板连接的焊盘和覆盖器件互连结构并暴露焊盘的钝化层。目前常用的一种焊盘(pad)设计是双固体盘(TM、TM-1)设计以及铜线键合。示例性地，如图1A和图1B所示，这种焊盘结构在拟形成焊盘105的区域的下方，在次顶部金属层(TM-1)和顶部金属层(TM)上分别形成第一金属盘101和第二金属盘103，第一金属盘101和第二金属盘103为实心盘状结构，如图1B中所示的第二金属盘103，其可以为矩形、圆形、六边形等各种合适的形状，第一金属盘101和第二金属盘103的面积比焊盘105的面积大。第一金属盘101和第二金属盘103通过填充有金属(例如铜)的顶部通孔102连接，在顶部金属层上形成有覆盖第二金属盘103的第一钝化层104，第一钝化层104中形成有暴露拟形成焊盘区域的开口，焊盘105形成在所述开口中以及第一钝化层104表面靠近所述开口的部分上，在所述第一钝化层104上形成有第二钝化层106，第二钝化层106中形成有暴露所述焊盘105的开口107。在第一金属盘101下方形成有下方的金属层以及衬底和器件，在此简单表示为金属层100。然而，这种焊盘结构第一金属盘101和顶部通孔102之间粘附力(也即次顶部金属层(TM-1)和顶部通孔之间的粘附力)比较脆弱，在后续封装引线键合过程中由于应力作用容易遭受焊盘剥落的风险，即图1A中虚线所示区域次第一金属盘101和顶部通孔102之间裂开，使得上方的第二金属盘103和焊盘105剥落或者变形。因此，需要提出一种新的半导体器件及其制作方法、电子装置，以至少部分地解决上述问题。
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，其可以提高次顶部金属层和顶部通孔之间的粘附力，降低焊盘剥落的风险。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，其包括：第一金属盘、顶部通孔、第二金属盘、焊盘、第一钝化层和第二钝化层，其中：所述第一金属盘形成在次顶部金属层中位于焊盘下方的区域；所述顶部通孔形成在所述第一金属盘和第二金属盘之间，并且填充有导电材料，以电连接所述第一金属盘和第二金属盘；所述第二金属盘位于所述顶部通孔之上，且形成在顶部金属层中位于焊盘下方的区域；所述第一钝化层覆盖所述顶部金属层，并且具有暴露所述焊盘的第一开口；所述第二钝化层形成在所述第一钝化层之上，并且具有暴露所述焊盘的第二开口，其中，所述顶部通孔包括第一顶部通孔和第二顶部通孔，所述第一顶部通孔位于所述第二开口的下方，所述第二顶部通孔位于所述第二开口外侧对应的位置处，并且所述第一顶部通孔的尺寸大于所述第二顶部通孔的尺寸。进一步地，所述第一顶部通孔的尺寸比所述第二顶部通孔的尺寸大0～40％。进一步地，所述焊盘包括位于所述第一开口中的主体部和位于所述第一钝化层表面的延伸部。进一步地，所述第一金属盘和第二金属盘的面积大于所述焊盘的面积。进一步地，所述第一金属盘与所述第二金属盘之间通过介质层隔离，所述顶部通孔穿过所述介质层。根据本专利技术的半导体器件，通过增大暴露焊盘的开口下方所对应的顶部通孔的尺寸来增加顶部通孔和次顶部金属层之间的粘附力，从而增加了焊盘结构的应力承受能力，降低了焊盘在键合过程中剥落的风险。进一步地，根据本专利技术的半导体器件，仅改变暴露焊盘的开口下方所对应的顶部通孔的尺寸，而位于暴露焊盘的开口之外的顶部通孔仍然采用工艺和设计确定的标准尺寸，这样可以降低工艺风险，提高器件良率。此外，需要增大尺寸的顶部通孔可以通过逻辑运算确定，简单方便。本专利技术另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第一金属盘，所述第一金属盘形成在次顶部金属层中位于拟形成的焊盘下方的区域；形成顶部通孔，所述顶部通孔位于所述第一金属盘之上，并且填充有导电材料；形成第二金属盘，所述第二金属盘位于所述顶部通孔之上，且形成在顶部金属层中位于拟形成的焊盘下方的区域，并通过所述顶部通孔与所述第一金属盘连接；形成覆盖所述顶部金属层的第一钝化层，所述第一钝化层具有暴露所述第二金属盘的一部分的第一开口；在所述第一开口中的所述第二金属盘之上形成焊盘；在所述第一钝化层之上形成第二钝化层，所述第二钝化层具有暴露所述焊盘的第二开口，其中，所述顶部通孔包括第一顶部通孔和第二顶部通孔，所述第一顶部通孔位于所述第二开口的下方，所述第二顶部通孔位于所述第二开口外侧对应的位置处，并且所述第一顶部通孔的尺寸大于所述第二顶部通孔的尺寸。进一步地，所述第一顶部通孔的尺寸比所述第二顶部通孔的尺寸大0～40％。进一步地，所述焊盘包括位于所述第一开口中的主体部和位于所述第一钝化层表面的延伸部。进一步地，所述第一金属盘与所述第二金属盘之间通过介质层隔离，所述顶部通孔穿过所述介质层。根据本专利技术的半导体器件的制作方法，通过增大暴露焊盘的开口下方所对应的顶部通孔的尺寸来增加顶部通孔和次顶部金属层之间的粘附力，从而增加了焊盘结构的应力承受能力，降低了焊盘在键合过程中剥落的风险。进一步地，根据本专利技术的半导体器件的制作方法，仅改变暴露焊盘的开口下方所对应的顶部通孔的尺寸，而位于暴露焊盘的开口之外的顶部通孔仍然采用工艺和设计确定的标准尺寸，这样可以降低工艺风险，提高器件良率。此外，需要增大尺寸的顶部通孔可以通过逻辑运算确定，简单方便。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性能和良率提高，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示出了目前的一种焊盘结构的示意性剖视图；图1B示出了图1A所示焊盘结构中顶部通孔和开口在第二金属盘上的投影示意图；图2A示出了根据本专利技术的一实施方式的焊盘结构的示意性剖视图；图2B示出了图2A所示焊盘结构中第一顶部通孔和第二顶部通孔以及第二开口在第二金属盘上的投影示意图；图3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的步骤流程图；图4示出了根据本专利技术一实施方式的电子装置的结构示意图。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：第一金属盘、顶部通孔、第二金属盘、焊盘、第一钝化层和第二钝化层，其中：所述第一金属盘形成在次顶部金属层中位于焊盘下方的区域；所述顶部通孔形成在所述第一金属盘和第二金属盘之间，并且填充有导电材料，以电连接所述第一金属盘和第二金属盘；所述第二金属盘位于所述顶部通孔之上，且形成在顶部金属层中位于焊盘下方的区域；所述第一钝化层覆盖所述顶部金属层，并且具有暴露所述焊盘的第一开口；所述第二钝化层形成在所述第一钝化层之上，并且具有暴露所述焊盘的第二开口，其中，所述顶部通孔包括第一顶部通孔和第二顶部通孔，所述第一顶部通孔位于所述第二开口的下方，所述第二顶部通孔位于所述第二开口外侧对应的位置处，并且所述第一顶部通孔的尺寸大于所述第二顶部通孔的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：第一金属盘、顶部通孔、第二金属盘、焊盘、第一钝化层和第二钝化层，其中：所述第一金属盘形成在次顶部金属层中位于焊盘下方的区域；所述顶部通孔形成在所述第一金属盘和第二金属盘之间，并且填充有导电材料，以电连接所述第一金属盘和第二金属盘；所述第二金属盘位于所述顶部通孔之上，且形成在顶部金属层中位于焊盘下方的区域；所述第一钝化层覆盖所述顶部金属层，并且具有暴露所述焊盘的第一开口；所述第二钝化层形成在所述第一钝化层之上，并且具有暴露所述焊盘的第二开口，其中，所述顶部通孔包括第一顶部通孔和第二顶部通孔，所述第一顶部通孔位于所述第二开口的下方，所述第二顶部通孔位于所述第二开口外侧对应的位置处，并且所述第一顶部通孔的尺寸大于所述第二顶部通孔的尺寸。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一顶部通孔的尺寸比所述第二顶部通孔的尺寸大0～40％。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述焊盘包括位于所述第一开口中的主体部和位于所述第一钝化层表面的延伸部。4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一金属盘和第二金属盘的面积大于所述焊盘的面积。5.根据权利要求1-3中的任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一金属盘与所述第二金属盘之间通过介质层隔离，所述顶部通孔穿过所述介质层。6.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐伟华，张传宝，
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