半导体封装制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体封装，其包含电连接结构。所述电连接结构包含：第一导电层；所述第一传导层上的第二导电层；以及所述第一导电层与所述第二导电层之间的导电盖，所述导电性盖的硬度比所述第一导电层的硬度更大。

Semiconductor Packaging

【技术实现步骤摘要】
半导体封装
本专利技术大体上涉及半导体封装，且更确切地说涉及包含电连接结构的半导体封装，所述电连接结构具有改进剪切强度。
技术介绍
铜对铜(Cu对Cu)接合技术可具有避免使用焊接材料或避免形成金属间化合物(IMC)的优势。然而，提高或增强由Cu对Cu接合技术形成的接合结构的接合力具有挑战性。
技术实现思路
在一些实施例中，具有相对较大硬度的导电盖(或杯)应用于导电层的顶部和侧部或侧面以接合到另一导电层。具有较大硬度的导电盖可在接合层之间的界面中产生改进剪切强度。在一些实施例中，提供半导体封装。半导体封装包含电连接结构。电连接结构包含：第一导电层；第一传导层上的第二导电层；以及第一导电层与第二导电层之间的导电盖，导电性盖的硬度比第一导电层的硬度更大。在一些实施例中，提供半导体封装。半导体封装包含：衬底；衬底上的第一导电层，所述第一导电层包含具有第一平均尺寸的晶粒；第一导电层上的第二导电层，所述第二导电层包含具有第二平均尺寸的晶粒；以及顶盖层，其覆盖第一导电层的第一表面和第一导电层的第二表面，所述顶盖层包含具有第三平均尺寸的晶粒；其中第三平均尺寸比第一平均尺寸以及第二平均尺寸更小。在一些实施例中，提供一种形成电连接结构的方法。方法包含：提供第一导电层；在第一导电层上形成导电盖，导电盖的硬度比第一导电层的硬度更大；以及将第二导电层接合到导电盖。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本专利技术的各方面。应注意，各种特征可能未按比例绘制，且各种特征的尺寸可出于论述的清楚起见而任意增大或减小。图1是根据本专利技术的一些实施例的电连接结构的横截面视图。图2是根据本专利技术的一些实施例的包含电连接结构的半导体封装的横截面视图。图3A、图3B和3C是根据本专利技术的一些实施例的电连接结构的横截面视图。图4A、图4B、图4C、图4D和图4E示意性地说明用于制造根据本专利技术的一些实施例的电连接结构的操作。具体实施方式在下文详细论述本专利技术的一些实施例的结构、制造和使用。然而，应了解，一些实施例阐述具有可在各种具体上下文中体现的多个适用的概念。应理解，以下揭示内容提供实施各种实施例的不同特征的许多不同实施例或实例。下文出于论述的目的描述组件和布置的具体实例。当然，这些只是实例且并不意欲为限制性的。下文使用特定语言揭示图中所说明的一些实施例或实例。然而，将理解，所述实施例和实例并不希望是限制性的。如相关领域的普通技术人员通常将想到，所揭示的实施例中的一些的任何变更和修改以及本文件中所揭示的原理的任何进一步应用属于本专利技术的范围。另外，应理解，可简要地描述设备的若干处理阶段(例如，操作)和/或特征。另外，在实施本文所描述的方法时或在使用本文中所描述的系统和设备时，可添加额外处理阶段和/或特征，且可移除或改变本文中所描述的某些处理阶段和/或特征。因此，以下描述应理解为表示实例，且并不希望指示每一实施方案包含一或多个阶段或特征。此外，本专利技术可在各种实例中重复参考标号和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。另外，为易于描述，空间相关的术语(例如，“下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上部”及类似者)在本文中可用于描述如图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除图中所描绘的定向以外，空间相关术语意欲包涵设备在使用或操作中的不同定向。装置可以其它方式定向(例如，旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间相关描述词可相应地进行解释。图1是根据本专利技术的一些实施例的电连接结构100的横截面视图。电连接结构100包含载体101和载体102。多个导电柱(例如，支柱、凸块或其它导电层或结构)103提供于载体101上。多个导电柱103可安置于载体101的表面101a上。多个导电衬垫104(或其它导电层或结构)提供于载体102上。多个导电柱103中的每一个与对应导电衬垫104对准。多个导电衬垫104可安置于载体102的表面102a上。电连接结构100进一步包含多个导电盖105。多个导电盖105中的每一个提供于导电柱103与对应导电衬垫104之间。导电盖105与导电柱103直接接触。导电盖105还与导电衬垫104直接接触。具体地说，导电柱103和对应导电衬垫104经由导电盖105而非焊接材料接合在一起。选择导电盖105的材料使得导电盖105具有较大硬度。替代地或者相结合，设计导电盖105的制造工艺使得导电盖105具有较大硬度。导电盖105的硬度可大于导电柱103的硬度，例如比导电柱103的硬度大至少约1.1倍或更大、至少约1.3倍或更大、或至少约1.5倍或更大。导电盖105的硬度可大于导电衬垫104的硬度，例如比导电衬垫104的硬度大至少约1.1倍或更大、至少约1.3倍或更大、或至少约1.5倍或更大。导电盖105的硬度可大于导电柱103的硬度以及导电衬垫104的硬度。在一些实施例中，导电盖105的硬度是至少1GPa或大于约1GPa(根据维氏硬度试验以SI为单位的压痕硬度)，例如约1.2GPa或更大、约1.5GPa或更大、约1.8GPa或更大、或约2GPa或更大。在一些实施例中，导电盖105的硬度是至多3.5GPa或小于约3.5GPa。在一些实施例中，导电盖105的硬度范围介于约1.2GPa到约3.1GPa。导电柱103、导电衬垫104和导电盖105可由相同导电材料(例如，具有相同元素组成)形成。导电柱103、导电衬垫104和导电盖105可由铜形成(其中导电盖105由具有较大硬度的铜形成)。导电柱103、导电衬垫104和导电盖105可由另一金属或金属合金形成，且可由不同导电材料形成。在一些实施例中，导电盖105形成为导电杯(杯形导电结构)。导电杯覆盖导电柱103(面朝导电衬垫104)的上表面103a和导电柱103的侧面103b，其中上表面103a和侧面103b是非平行表面，且侧面103b与上表面103a相交并且相对于上表面103a成非零角度定向(例如，大体上垂直)。导电杯包围导电柱103的外部表面(包含上表面103a和侧面103b)且定义内腔从而容纳导电柱103且在其中安置导电柱103。导电杯可包含保形地形成于导电柱103的上表面103a上和导电柱103的侧面103b上的导电膜或顶盖层。在一些实施例中，导电膜的厚度是至少0.1μm或大于约0.1μm，例如约0.3μm或更大、或约0.5μm或更大。在一些实施例中，导电膜的厚度是至少1μm或大于约1μm，例如约1.1μm或更大、或约1.2μm或更大。载体101可以是半导体芯片(或管芯)、插入件或封装衬底。类似地，载体102可以是半导体芯片、插入件或封装衬底。图2是根据本专利技术的一些实施例的包含电连接结构的半导体封装200的横截面视图。半导体封装200包含半导体芯片201和插入件202。多个铜柱203提供于半导体芯片201的表面201a上。多个铜衬垫204提供于插入件202上。多个铜柱203中的每一个与对应铜衬垫204对准。多个铜衬垫204可安置于插入件202的表面202a上。半导体封装200进一步包含提供于铜柱203与铜衬垫204之间的多个铜盖205。铜柱203和铜衬垫204经由铜盖205接合在一起。铜衬垫204通过插入件202中的互连结构2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电连接结构，其包括：第一导电层；第二导电层；以及所述第一导电层与所述第二导电层之间的导电盖，所述导电盖的硬度比所述第一导电层的硬度更大。

【技术特征摘要】
2018.02.07 US 15/891,3051.一种电连接结构，其包括：第一导电层；第二导电层；以及所述第一导电层与所述第二导电层之间的导电盖，所述导电盖的硬度比所述第一导电层的硬度更大。2.根据权利要求1所述的电连接结构，其中所述导电盖的所述硬度比所述第二导电层的硬度更大。3.根据权利要求1所述的电连接结构，其中所述导电盖的所述硬度是至少约1GPa。4.根据权利要求3所述的电连接结构，其中所述导电盖的所述硬度是至多约3.5GPa。5.根据权利要求4所述的电连接结构，其中所述导电盖的所述硬度介于约1.2GPa到约3.1GPa范围内。6.根据权利要求1所述的电连接结构，其中所述导电盖覆盖所述第一导电层的第一表面和所述第一导电层的第二表面，且所述第一表面相对于所述第二表面成非零角度定向。7.根据权利要求6所述的电连接结构，其中所述导电盖是保形地形成于所述第一导电层的所述第一表面和所述第二表面上的导电膜。8.根据权利要求7所述的电连接结构，其中所述导电膜的厚度是至少约0.1μm。9.根据权利要求7所述的电连接结构，其中所述导电膜的厚度是至少约1μm。10.一种半导体封装，其包括：衬底；衬底上的第一导电层，所述第一导电层包含具有第一平均尺寸的晶粒；第一导电层上的第二导电层，所述第二导电层包含具有第二平均尺寸的晶粒；以及顶盖层，其覆盖所述第一导电层的第一表面和所述第一导电层的第二表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱咏达，王秀枝，黄上坤，邱盈达，唐心陆，洪志斌，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71