半导体结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体结构及其形成方法。形成金属层之后，在金属层上形成金属氧化层，以使后续形成的有机材料层形成在金属氧化层上，由于有机材料层中的碳和氢能够与金属氧化层中的氧形成化学键，从而可有效提高有机材料层和金属氧化层之间的结合力，即相当于提高了有机材料层在金属层上的附着性能，进而可改善有机材料层发生脱落的问题。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
在半导体领域中，存在大量的包括金属层和形成在金属层上的有机材料层的这种半导体结构。例如，在半导体的封装结构中，金属层用于构成再分布层，以及在再分布层上需要形成有机材料层以构成钝化层，从而可利用所述钝化层对再分布层进行隔离保护。然而，在实际的半导体结构的制备过程中，由于金属层和有机材料层之间较差的结合性能，从而极易导致覆盖在金属层上的有机材料层脱落(peeling)，进而会对半导体结构的性能造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体结构的形成方法，以解决所形成的半导体结构中，有机材料层容易从金属层上脱落的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供一衬底，所述衬底上形成有一金属层；在所述金属层上形成一金属氧化层；以及，在所述金属氧化层上形成一有机材料层，所述金属氧化层和所述有机材料层之间形成有碳氧键和/或氢氧键。可选的，所述金属氧化层的形成方法包括：对所述金属层执行氧化工艺，以使所述金属层中靠近顶表面的部分转变为所述金属氧化层。可选的，对所述金属层执行氧化工艺包括：对所述金属层进行烘烤。可选的，对所述金属层进行烘烤的过程中，其烘烤温度介于150℃～170℃。可选的，对所述金属层进行烘烤的过程中，其烘烤时间介于120s～180s。可选的，所述金属层的材质包括铜，所述金属氧化层的材质包括氧化铜。可选的，所述有机材料层的材质包括聚对苯撑苯并双恶唑。可选的，所述半导体结构为封装结构，所述金属层用于构成所述封装结构中的再分布层，所述有机材料层用于构成所述封装结构中的钝化层，所述钝化层中开设有至少一个开口，所述开口暴露出所述再分布层。本专利技术的又一目的在于提供一种半导体结构，包括：衬底；金属层，形成在所述衬底上；金属氧化层，形成在所述金属层上；以及，有机材料层，形成在所述金属氧化层上，所述金属氧化层和所述有机材料层之间形成有碳氧键和/或氢氧键。可选的，所述金属氧化层由所述金属层中靠近顶表面的部分和氧结合构成。可选的，所述金属层的材质包括铜，所述金属氧化层的材质包括氧化铜。可选的，所述有机材料层的材质包括聚对苯撑苯并双恶唑。可选的，所述半导体结构为封装结构，所述金属层用于构成所述封装结构中的再分布层，所述有机材料层用于构成所述封装结构中的钝化层，所述钝化层中开设有至少一个开口，所述开口暴露出所述再分布层。在本专利技术提供的半导体结构的形成方法中，在形成金属层之后，以及形成有机材料层之前，还包括在金属层上直接形成金属氧化层，以使后续形成的有机材料层能够形成在金属氧化层上，并且有机材料层中的碳和氢能够和金属氧化层中的氧形成化学键，从而可有效提高有机材料层和金属氧化层之间的结合力。即相当于，利用金属氧化层作为中间粘合层，其与金属层和有机材料层之间均具备较强的结合力，从而可增强有机材料层在金属层上的附着力，避免有机材料层发生脱落的问题。进一步的，可通过对金属层执行氧化工艺，以使金属层中靠近其顶表面的部分转变为所述金属氧化层。如此，不仅可简化工艺，并且可避免氧化层和金属氧化层的总厚度过大，同时还可进一步确保金属层和金属氧化层之间的结合力，进一步改善有机材料层在金属层上的粘附性能。附图说明图1为本专利技术一实施例中的半导体结构的形成方法的流程示意图；图2a～图2c为本专利技术一实施例中的半导体结构在其制备过程中的结构示意图。其中，附图标记如下：100-衬底；200-金属层；200’-金属氧化层；300-有机材料层；300a-开口。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的半导体结构及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。图1为本专利技术一实施例中的半导体结构的形成方法的流程示意图，图2a～图2c为本专利技术一实施例中的半导体结构在其制备过程中的结构示意图。下面结合附图对本实施例中的形成方法进行详细说明。首先，执行步骤S100，具体参考图2a所示，提供一衬底100，所述衬底100上形成有一金属层200。进一步的，所述金属层200的材质例如包括铜(Cu)。需说明的是，根据实际形成半导体结构，在所述衬底100中可相应的形成有其他元件。具体的，本实施例中，所述半导体结构为封装结构，则在所述衬底100中可形成有其他例如晶体管和金属互连等元件。其中，所述封装结构例如为凸点封装结构(bumping封装)，所述金属层200用于构成封装结构的再分布层(redistributionlayer,RDL)。接着，执行步骤S200，具体参考图2b所示，在所述金属层200上直接形成一金属氧化层200’。通过形成金属氧化层200’，从而使后续形成的有机材料层是形成在金属氧化层200’上，提高有机材料层与金属氧化层200’之间的结合力。本实施例中，所述金属层200的材质包括铜，因此所形成的金属氧化层200’的材质可相应的包括氧化铜。优选的方案中，可在形成金属层200之后，直接对所述金属层200执行氧化工艺，以使所述金属层200中靠近顶表面的部分转变为所述金属氧化层200’。如此一来，不仅工艺简单；并且可避免金属层和金属氧化层的总厚度过大；同时，直接将部分金属层转变为金属氧化层，即相当于金属层200和金属氧化层200’实质上仍属于同一膜层，两者之间不会存在分隔界面(或者也可以理解为，两者之间不存在不同膜层之间的膜层界面)，因此，金属层200和金属氧化层200’之间具备较好的结合力。其中，对所述金属层200执行氧化工艺例如包括：对所述金属层200进行烘烤。具体的，使金属层200置于一含氧的氛围内，并执行烘烤过程，从而使金属层200中靠近其顶表面的部分被氧化而转变为金属氧化层200’。可以理解为，在氧化的过程中，金属层200中靠近顶表面的部分和氧形成化学键(例如，共价键)而构成金属氧化层200’。需说明的是，附图2b和2c中，在金属层200和金属氧化层200’之间存在明显的分隔界面，这是为了能够更明晰的标示金属层200和金属氧化层200’之间位置关系。具体的，在对金属层200进行烘烤的过程中，可根据不同的需求，相应的调整烘烤温度和烘烤时间。例如，本实施例中，对金属层200进行烘烤的过程中，其烘烤温度可介于150℃～170℃；以及，其烘烤时间例如介于120s～180s。进一步的，在氧化过程中，金属层200中暴露出的全部顶表面均能够与氧结合而转变为金属氧化层200’。以及，金属层200中靠近其顶表面的部分，可以认为是从金属层的顶表面往衬底的方向延伸预定距离的部分。接着，执行步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：/n提供一衬底，所述衬底上形成有一金属层；/n在所述金属层上直接形成一金属氧化层；以及，/n在所述金属氧化层上形成一有机材料层，所述金属氧化层和所述有机材料层之间形成有碳氧键和/或氢氧键。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供一衬底，所述衬底上形成有一金属层；
在所述金属层上直接形成一金属氧化层；以及，
在所述金属氧化层上形成一有机材料层，所述金属氧化层和所述有机材料层之间形成有碳氧键和/或氢氧键。


2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述金属氧化层的形成方法包括：对所述金属层执行氧化工艺，以使所述金属层中靠近顶表面的部分转变为所述金属氧化层。


3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述金属层执行氧化工艺包括：对所述金属层进行烘烤。


4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述金属层进行烘烤的过程中，烘烤温度介于150℃～170℃。


5.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述金属层进行烘烤的过程中，烘烤时间介于120s～180s。


6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述金属层的材质包括铜，所述金属氧化层的材质包括氧化铜。


7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述有机材料层的材质包括聚对苯撑苯并双恶唑。

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，章国伟，
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