用于焊接应用中的界面的锌-钴阻挡层制造技术

微电子装置(100)具有在输入/输出I/O焊盘(102)上的凸块接合结构(110)。所述凸块接合结构(110)包含含铜柱(112)、在所述含铜柱(112)上的包含钴和锌的阻挡层(114)，以及在所述阻挡层(114)上的含锡焊料(116)。所述阻挡层(114)包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴和相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于焊接应用中的界面的锌-钴阻挡层本专利技术总体涉及微电子装置，更具体涉及微电子装置中的阻挡层。
技术介绍
一些微电子装置具有带有铜柱和在铜柱上的含锡焊料的凸块接合结构。焊料在凸块接合工艺期间回流(熔化)，凸块接合工艺将凸块接合结构附接到例如引线框架的封装结构的引线。当熔融的含锡焊料润湿铜时，在铜柱和含锡焊料的界面周围形成铜-锡金属间化合物。空隙也可在靠近金属间化合物的铜柱中形成。金属间化合物和空隙通过降低接头的机械特性和电特性而不利地影响焊料接头的可靠性。
技术实现思路
在所述实例中，微电子装置具有凸块接合结构，所述凸块接合结构具有含铜柱、包含在含铜柱上的钴和锌的阻挡层，以及在阻挡层上的含锡焊料。阻挡层包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴和相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌。本文描述了形成微电子装置的方法。附图说明图1是包含具有包含钴和锌的阻挡层的凸块接合结构的示例性微电子装置的横截面。图2A至图2J是微电子装置的横截面，所述微电子装置包含具有包含钴和锌的阻挡层的凸块接合结构，在示例性形成方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电子装置，其包括：/n输入/输出I/O焊盘；以及/n电耦合到所述I/O焊盘的凸起接合结构，所述凸起接合结构包含：含铜柱，所述含铜柱包含至少90重量百分比的铜；位于所述含铜柱的至少一部分上的阻挡层，所述阻挡层包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴，所述阻挡层包含相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌；以及所述阻挡层上的焊料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180618 US 16/011,2831.一种微电子装置，其包括：
输入/输出I/O焊盘；以及
电耦合到所述I/O焊盘的凸起接合结构，所述凸起接合结构包含：含铜柱，所述含铜柱包含至少90重量百分比的铜；位于所述含铜柱的至少一部分上的阻挡层，所述阻挡层包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴，所述阻挡层包含相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌；以及所述阻挡层上的焊料。


2.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述焊料包含至少50重量百分比的锡。


3.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述阻挡层包含镍，其中所述镍的重量百分比小于所述钴的所述重量百分比。


4.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述阻挡层为1微米至5微米厚。


5.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述阻挡层的厚度与所述锌的重量百分比的乘积为0.05微米至0.5微米。


6.根据权利要求1所述的微电子装置，其还包含在所述含铜柱和所述I/O焊盘之间的晶种层，所述晶种层包含导电材料。


7.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述凸块接合结构通过焊料接头附接到封装结构，所述焊料接头包含所述焊料。


8.一种形成微电子装置的方法，所述方法包括：
提供具有输入/输出I/O焊盘的衬底；
形成含铜柱，使得所述含铜柱包含至少90重量百分比的铜；
在所述含铜柱上形成阻挡层，使得所述阻挡层包含0.1重量百分比至50重量百分比的钴，并且使得所述阻挡层包含相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌；以及
在所述阻挡层上形成焊料，使得所述焊料包含锡。


9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述阻挡层包含：
在所述含铜柱上电镀含钴子层，使得所述含钴子层中钴的重量百分比高于所述含钴子层中锌的重量百分比；以及
在所述含钴子层上电镀含锌子层，使得所述含锌子层包含相当于0.05微米至0.5微米厚的纯锌层的一定量的锌。

【专利技术属性】
技术研发人员：N·戴德万德，C·D·马纳克，S·F·帕沃内，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US