半导体器件封装件和半导体结构制造技术

提供了一种半导体器件封装件和方法。根据本发明专利技术的半导体器件封装件包括：衬底，包括第一区域；无源器件，设置在衬底的第一区域上方；接触焊盘，设置在无源器件上方；钝化层，设置在接触焊盘上方；凹槽，穿过钝化层；以及凸块下金属化(UBM)层。凹槽暴露接触焊盘，并且UBM层包括设置在钝化层上方的上部和设置在凹槽的侧壁上方的下部。UBM层的上部沿着垂直于衬底的方向的投影落在接触焊盘的区域内。本发明专利技术的实施例还涉及半导体结构。

Semiconductor device package and semiconductor structure

【技术实现步骤摘要】
半导体器件封装件和半导体结构
本专利技术的实施例涉及半导体器件封装件和半导体结构。
技术介绍
在半导体工业中，集成电路(IC)形成在半导体衬底上，并且此后被锯切为IC管芯。然后将一个或多个IC芯片封装并包封到半导体器件封装件或IC封装件中。器件封装件进一步接合到电路板，诸如电子产品中的印刷电路板(PCB)。在前几代技术中，器件封装件的各个接合焊盘通过引线接合连接到电路板。在先进技术中，在器件封装件上形成凸块，并且将器件封装件翻转并直接接合到电路板以降低成本。在该技术中，形成一个或多个钝化层以保护集成电路。在IC管芯上形成导电金属线的再分布层，以重新路由从器件封装件的边缘到中心的接合连接。再分布层嵌入在钝化层中。形成接合焊盘以通过再分布层和互连结构电连接各种器件以形成集成电路。现有的封装结构不是在所有方面都令人满意。因此，本专利技术提供了一种封装结构及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种半导体器件封装件，包括：衬底，包括第一区域；无源器件，设置在所述衬底的所述第一区域上方；接触焊盘，设置在所述无源器件上方；钝化层，设置在所述接触焊盘上方；凹槽，穿过所述钝化层，所述凹槽暴露所述接触焊盘；以及凸块下金属化(UBM)层，所述凸块下金属化层包括设置在所述钝化层上方的上部和设置在所述凹槽的侧壁上方的下部，其中，所述凸块下金属化层的所述上部沿着垂直于所述衬底的方向的投影落在所述接触焊盘的区域内。本专利技术的另一实施例提供了一种半导体结构，包括：半导体器件封装件，所述半导体器件封装件包括：第一衬底，包括第一区域；无源器件，设置在所述第一衬底的所述第一区域上方；接触焊盘，设置在所述无源器件上方，所述接触焊盘包括位于所述接触焊盘的表面区域内的圆形区域；钝化层，设置在所述接触焊盘上方；凹槽，穿过所述钝化层，所述凹槽暴露所述接触焊盘；凸块下金属化(UBM)层，所述凸块下金属化层包括设置在所述钝化层上方的上部和设置在所述凹槽的侧壁上方的下部；凸块部件，设置在所述凸块下金属化层上方；以及第二衬底，包括连接焊盘，其中，所述半导体器件封装件的所述凸块部件接合到所述第二衬底的所述连接焊盘，使得所述接触焊盘电耦合到所述连接焊盘，其中，所述凸块下金属化层的所述上部沿着垂直于所述第一衬底的方向的投影落在所述接触焊盘的所述表面区域内的所述圆形区域内。本专利技术的又一实施例提供了一种半导体器件封装件，包括：衬底，包括边缘区域；接触焊盘，设置在所述边缘区域上方；凸块下金属化(UBM)层，所述凸块下金属化层包括设置在所述接触焊盘上的下部和在面积方面大于所述下部的上部；以及无源器件，所述无源器件的至少一部分位于所述接触焊盘和所述衬底之间，其中，所述凸块下金属化层的所述上部沿着垂直于所述衬底的方向的投影落在所述接触焊盘的区域内。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1是根据本专利技术的各个方面的半导体器件封装件的凸块侧顶视图。图2是根据本专利技术的各个方面的图1的半导体器件封装件的拐角的放大顶视图。图3是根据本专利技术的各个方面的沿着方向d-d'的图2的半导体器件封装件的截面图。图4是根据本专利技术的各个方面的在半导体器件封装件接合到另一衬底之后的沿着方向d-d'的图2的半导体器件封装件的截面图。图5是接合到另一衬底的半导体器件封装件的示意性侧视图。图6是根据本专利技术的各个方面的在半导体器件封装件接合到另一衬底并且经历热循环之后的沿着方向d-d'的图2的半导体器件封装件的截面图。图7是根据本专利技术的各个方面的半导体器件封装件的凸块部件的顶视图，该凸块部件与凹槽和接触焊盘的轮廓的凸起重叠。图8和图9示出了根据本专利技术的各个方面的确定半导体器件封装件中的接触焊盘部署的方法。图10是具有根据图8和图9中的方法部署的两种类型的接触焊盘的半导体器件封装件的拐角的放大顶视图。具体实施方式应该理解，以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本专利技术。当然这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，在各个实例中，本专利技术可以重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空间关系术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间关系术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。例如，如果图中的器件翻转，描述为位于其他元件或部件“下方”或“下面”的元件将定向为位于其他元件或部件“之上”。因此，示例性术语“在…下方”可以包括之上和下方的方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其它方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可以同样地作相应地解释。根据本专利技术的实施例的半导体结构可以包括位于器件上方的再分布层(RDL)结构，诸如MIM/MOM电容器。RDL结构中的顶部金属层可以用作接触焊盘，该接触焊盘电耦合到形成在顶部金属层上方的凸块下金属化(或凸块下金属，UBM)部件。UBM部件可以包括上部和下部。上部设置在钝化层(诸如聚酰亚胺(PI)层)上方。下部沿着钝化层中的凹槽的侧壁共形地形成。就面积而言，上部大于下部。RDL结构的顶部金属层可以在其表面区域内包括从凹槽的中心测量具有半径R的圆形区域。UBM层的上部可以具有圆形形状、椭圆形形状或跑道形状，这些形状可以由从凹槽的中心到UBM部件的上部的边缘测量的最大半径A和最小半径B表征。在本专利技术的一些实施例中，R在A和B的总和(即(A+B))与A和B的总和的一半(即(A+B)/2)之间。包括半导体材料、氧化物和氮化物的半导体器件封装件的热膨胀系数(CTE)倾向于比由金属和/或聚合物制成的衬底的热膨胀系数低。这种衬底的示例是印刷电路板(PCB)。在通过形成在半导体器件封装件上的UBM层上的凸块部件将半导体器件封装件接合到PCB之后，热循环可能导致半导体器件封装件和PCB不同地膨胀，在UBM层周围产生应力。这种应力在半导体器件封装件的中心周围可以是温和的，并且朝向半导体器件封装件的边缘逐渐变得更强。半导体器件封装件的边缘周围的应力可以导致UBM层周围或下方的半导体器件封装件中的裂缝。半导体器件封装件的边缘处的应力也可以随着半导体器件封装件的尺寸而增加。在一些情况下，当半导体器件封装件的面积大于约500mm2时，应力特别显著。在某些情况下，所产生的裂缝可能穿透UBM部件下方或周围的器件，诸如金属-绝缘体-金属(MI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件封装件，包括：/n衬底，包括第一区域；/n无源器件，设置在所述衬底的所述第一区域上方；/n接触焊盘，设置在所述无源器件上方；/n钝化层，设置在所述接触焊盘上方；/n凹槽，穿过所述钝化层，所述凹槽暴露所述接触焊盘；以及/n凸块下金属化(UBM)层，所述凸块下金属化层包括设置在所述钝化层上方的上部和设置在所述凹槽的侧壁上方的下部，/n其中，所述凸块下金属化层的所述上部沿着垂直于所述衬底的方向的投影落在所述接触焊盘的区域内。/n

【技术特征摘要】
20181127 US 62/771,691;20190423 US 16/392,0241.一种半导体器件封装件，包括：
衬底，包括第一区域；
无源器件，设置在所述衬底的所述第一区域上方；
接触焊盘，设置在所述无源器件上方；
钝化层，设置在所述接触焊盘上方；
凹槽，穿过所述钝化层，所述凹槽暴露所述接触焊盘；以及
凸块下金属化(UBM)层，所述凸块下金属化层包括设置在所述钝化层上方的上部和设置在所述凹槽的侧壁上方的下部，
其中，所述凸块下金属化层的所述上部沿着垂直于所述衬底的方向的投影落在所述接触焊盘的区域内。


2.根据权利要求1所述的半导体器件封装件，其中，所述第一区域位于所述半导体器件封装件的边缘周围。


3.根据权利要求1所述的半导体器件封装件，其中，所述无源器件包括金属-绝缘体-金属(MIM)电容器或金属-氧化物-金属(MOM)电容器。


4.根据权利要求1所述的半导体器件封装件，
其中，所述接触焊盘包括位于所述接触焊盘的表面区域内的圆形区域，所述圆形区域具有半径R，
其中，所述上部包括最大半径A和最小半径B，
其中，R在A和B的总和的一半((A+B)/2)与A和B的总和(A+B)之间。


5.根据权利要求1所述的半导体器件封装件，其中，所述接触焊盘包括铝、铜或它们的组合。


6.根据权利要求1所述的半导体器件封装件，其中，所述凸块下金属化层的所述上部包括椭圆形、圆形或跑道形状。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄致凡，陈蕙祺，张国钦，叶建宏，许鸿生，陈殿豪，陈燕铭，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71