用于制造半导体器件的方法和半导体器件技术

本发明专利技术涉及用于制造半导体器件的方法和半导体器件，所述方法包括以下步骤：在半导体区域上形成第一有机绝缘层；形成凸块基膜，所示凸块基膜包括与所述第一有机绝缘层接触的边缘部；对所述凸块基膜进行热处理；以及形成第二有机绝缘层，所示第二有机绝缘层覆盖所述凸块基膜的边缘部和所述凸块基膜周围的所述第一有机绝缘层，同时与所述第一有机绝缘层相接触，所述第二有机绝缘层设置有露出所述凸块基膜的表面的第一开口。

【技术实现步骤摘要】
用于制造半导体器件的方法和半导体器件相关申请的交叉引用本申请基于2019年2月28日提交的日本专利申请2019-035719并且要求其优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种用于制造半导体器件的方法和一种半导体器件。
技术介绍
JP2005-150578A和JP2017-228583A公开了与用于制造半导体器件的方法有关的技术。在JP2005-150578A公开的方法中，由用作Au凸块的基膜(凸块下金属(UBM)膜)的导电膜(从底层起的Ti膜和Pd膜)形成再配线。使用溅射方法来形成Ti膜和Pd膜。当再配线中的电阻成为问题时，在Pd膜上形成Au膜，从而实现从底层起具有Ti膜、Pd膜和Au膜的再配线结构。JP2017-228583A中公开的方法包括形成第一金属层的步骤、形成覆盖膜的步骤以及形成第二金属层的步骤。在形成覆盖膜的步骤中，在第一金属层的外周区域中形成由Cu、Ti、Al、Mg和Cr中的任一种形成的覆盖膜。在形成以第一金属层作为种子金属的第二金属层的步骤中，对与构成覆盖膜的材料不同并选自Ni、Pd和Al的金属执行化学镀处理。第二金属层位于第一金属层的上表面上，并且不会延伸到覆盖膜的外侧。
技术实现思路
本公开提供一种用于制造半导体器件的方法。所述方法包括以下步骤：在半导体区域上形成第一有机绝缘层；形成凸块基膜，所示凸块基膜包括与所述第一有机绝缘层相接触的边缘部；对所述凸块基膜进行热处理；以及形成第二有机绝缘层，该第二有机绝缘层覆盖所述凸块基膜的边缘部和所述凸块基膜周围的所述第一有机绝缘层，同时与所述第一有机绝缘层相接触，所述第二有机绝缘层被设置有露出所述凸块基膜的表面的第一开口。本公开提供一种半导体器件。所述半导体器件包括半导体区域、第一有机绝缘层、凸块基膜、第二有机绝缘层和焊料凸块。所述第一有机绝缘层被设置在所述半导体区域上。所述凸块基膜包括位于所述第一有机绝缘层上的边缘部。所述第二有机绝缘层被设置为覆盖所述凸块基膜的边缘部和所述凸块基膜周围的所述第一有机绝缘层，同时与所述第一有机绝缘层相接触。所述第二有机绝缘层设置有露出所述凸块基膜的表面的第一开口。所述焊料凸块覆盖所述第一开口，并且与所述凸块基膜相接触。附图说明图1是图示根据实施例的半导体器件的平面图。图2是示出沿着图1中所示的II-II线截取的焊料凸块的基础结构的横截面的放大图。图3A、图3B和图3C是示出用于制造图1中所示的半导体器件的方法中的每个步骤的横截面图。图4A、图4B和图4C是示出用于制造半导体器件的方法中的每个步骤的横截面图。图5A和图5B是示出用于制造半导体器件的方法中的每个步骤的横截面图。图6是用于描述通过根据实施例的半导体器件以及用于制造该半导体器件的方法所实现的效果的视图。图7是示出根据修改例的步骤的横截面图。图8是示出在修改例中形成有机绝缘层的状态的横截面图。图9A和图9B是用于描述通过根据修改例的制造方法所实现的效果的视图。图10A是示出JP2017-228583A中公开的半导体器件的比较例的结构的一部分的放大横截面图。图10B是示出图10A中的一部分的放大横截面图。具体实施方式[本公开解决的问题]球栅阵列(BGA)封装能够用于在衬底等上执行半导体器件的倒装芯片安装。在这样的半导体器件的配线层上(例如，参考JP2005-150578A、JP2017-228583A)形成焊料凸块。为了抑制金属材料在焊料层与配线层之间的相互扩散，在配线层与焊料凸块之间设置凸块基膜(UBM膜)。例如，诸如聚酰亚胺膜这样的有机绝缘层作为配线层的层间膜被设置在半导体区域上。由于诸如聚酰亚胺这样的有机绝缘材料的热膨胀系数与金属材料的热膨胀系数之间的差异，所以凸块基膜可能由于在焊球安装时产生的热应力等而易于从有机绝缘层剥离。当在凸块基膜与有机绝缘层之间产生间隙时，焊料可能渗入到该间隙中。如果焊料渗入，则很可能在凸块基膜与配线层之间的边界表面上发生破裂，使得半导体器件的可靠性劣化。[本公开的效果]本公开提供一种用于制造半导体器件的方法和一种半导体器件，其中，能够通过减少焊料渗入到凸块基膜与有机绝缘层之间的间隙中来改进可靠性。[本公开的实施例的描述]将在下面参考附图描述本公开的用于制造半导体器件的方法和该半导体器件的具体示例。本专利技术不限于这些示例。本专利技术通过权利要求书来指示，并且本专利技术旨在包括与权利要求等效的含义和范围内的所有变化。在以下描述中，相同的附图标记被应用于附图描述中的相同的元件，并且将省略重复描述。图1是示出根据实施例的半导体器件1A的平面图。如图1中所示，作为BGA半导体器件的半导体器件1A包括半导体区域10以及设置在半导体区域10的表面上的多个焊料凸块17。所述多个焊料凸块17以平面分散的方式被设置在半导体区域10的表面上。例如，焊料凸块17是由诸如锡和银的合金(Sn-Ag)这样的金属构成的大致球形的结构。例如，当半导体器件1A是由基于氮化镓(GaN)的半导体构成的高电子迁移率晶体管(HEMT)时，半导体区域10包括GaN通道层和AlGaN势垒层(或InAlN势垒层)。半导体区域10可以包括除HEMT以外的场效应晶体管(FET)或用于除此以外的半导体功能器件的半导体层。在半导体区域10的表面上设置有接地配线区域11和信号配线区域12。接地配线区域11被大致设置在半导体区域10的整个表面上。在示例中，接地配线区域11的平面形状大致与半导体器件1A的平面形状相类似，并且是大致矩形形状。在接地配线区域11的在某个方向上彼此面对的一对侧面11a和11b中形成N(在图1中所示的示例中为五)个半圆形切口11c，并且所述信号配线区域12中的每一个信号配线区域均被设置在所述切口11c中的每一个切口的内侧。例如，所述信号配线区域12中的每一个信号配线区的平面形状是圆形形状。接地配线区域11和所述信号配线区域12中的每一个信号配线区彼此隔离，并且半环形间隙区域13被设置在接地配线区域11与信号配线区域12之间。在图1中所示的示例中，两个信号配线区域12沿着接地配线区域11的一侧11a并排布置，并且三个信号配线区域12沿着接地配线区域11的另一侧11b并排布置。所述多个焊料凸块17包括M(在图1中所示的示例中为12)个接地焊料凸块17a和N个信号焊料凸块17b。M个接地焊料凸块17a在接地配线区域11中沿着彼此正交的行方向和列方向以二维形状布置。N个信号焊料凸块17b分别被设置在信号配线区域12上。所述N个信号焊料凸块17b中的一些信号焊料凸块(在图1中所示的示例中为两个)沿着接地配线区域11的侧面11a布置，而其它(在图1所示的示例中为三个)沿着接地配线区域11的侧面11b布置。图2是示出沿着图1中所示的II-II线截取的焊料凸块17的基础结构的横截面的放大视图。如图2中所示，半导体器件1A包括设置在半导体区域10的表面上的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：/n在半导体区域上形成第一有机绝缘层；/n形成凸块基膜，所述凸块基膜包括与所述第一有机绝缘层接触的边缘部；/n对所述凸块基膜进行热处理；以及/n形成第二有机绝缘层，所述第二有机绝缘层覆盖所述凸块基膜的边缘部和所述凸块基膜周围的所述第一有机绝缘层，同时与所述第一有机绝缘层相接触，所述第二有机绝缘层设置有露出所述凸块基膜的表面的第一开口。/n

【技术特征摘要】
20190228 JP 2019-0357191.一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：
在半导体区域上形成第一有机绝缘层；
形成凸块基膜，所述凸块基膜包括与所述第一有机绝缘层接触的边缘部；
对所述凸块基膜进行热处理；以及
形成第二有机绝缘层，所述第二有机绝缘层覆盖所述凸块基膜的边缘部和所述凸块基膜周围的所述第一有机绝缘层，同时与所述第一有机绝缘层相接触，所述第二有机绝缘层设置有露出所述凸块基膜的表面的第一开口。


2.根据权利要求1所述的用于制造半导体器件的方法，其中，在执行所述形成第二有机绝缘层的步骤之前，执行所述对所述凸块基膜进行热处理的步骤。


3.根据权利要求1所述的用于制造半导体器件的方法，还包括以下步骤：
在执行所述对所述凸块基膜进行热处理的步骤之后并且在执行所述形成第二有机绝缘层的步骤之前，蚀刻所述第一有机绝缘层。


4.根据权利要求3所述的用于制造半导体器件的方法，其中，通过蚀刻所述第一有机绝缘层，从而形成从所述第一有机绝缘层的表面下凹的凹部。


5.根据权利要求4所述的用于制造半导体器件的方法，其中，所述凹部距离所述第一有机绝缘层的所述表面的深度是所述第一有机绝缘层的厚度的一半以下。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于制造半导体器件的方法，其中，所述形成第二有机绝缘层的步骤包括：通过对主要包括光敏树脂的所述第二有机绝缘层进行曝光和显影来形成所述第一开口。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于制造半导体器件的方法，还包括以下步骤：
通过回流工艺来形成焊料凸块，以覆盖所述第一开口并且与所述凸块基膜相接触。


8.根据权利要求7所述的用于制造半导体器件的方法，其中，在比所述焊料凸块的回流工艺的温度高的温度下来执行所述对所述凸块基膜进行热处理的步骤。


9.根据权利要求7或8所述的用于制造半导体器件的方法，其中，在260℃至350℃的范围的温度下执行所述对所述凸块基膜进行热处理的步骤。


10.根据权利要求1至9中的任一项所述的用于制造半导体器件的方法，其中，所述对所述凸块基膜进行热处理的步骤持续5分钟至60分钟。


11.根据权利要求1至10中的任一项所述的用于制造半导体器件的方法，其中，在大气、真空气氛或惰性气体气氛中来执行所述对所述凸块基膜进行热处理的步骤。


12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田庆太，
申请(专利权)人：住友电工光电子器件创新株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP