超低寄生电容焊盘结构及制作方法技术

本发明专利技术实施例提供提供了一种超低寄生电容焊盘结构，包括衬底，所述衬底内部对应于焊盘的区域设有沟槽阵列，沟槽阵列中每个沟槽内设有内壁氧化层以及被内壁氧化层包围的气腔；衬底的上方设有厚氧化层，厚氧化层上方设有金属薄膜，金属薄膜上方设有钝化层，钝化层对应焊盘位置刻有焊盘开口露出焊盘。本发明专利技术实施例还提供了一种超低寄生电容焊盘结构的制作方法。本发明专利技术通过利用深槽氧化时氧气流量的不均匀性，在深细沟槽内部形成气腔，利用内部的气体介质，大大降低集成电路焊盘金属下方的寄生电容。电容。电容。

【技术实现步骤摘要】
超低寄生电容焊盘结构及制作方法


[0001]本专利技术属于半导体器件设计与制造
，尤其是一种超低寄生电容焊盘结构及制作方法。

技术介绍

[0002]焊盘（pad）是集成电路或半导体器件电极引出的必要结构，然而焊盘的非理想参数会对半导体器件或电路的性能产生显著影响；例如，在低电容瞬态抑制器（TVS）领域，单个器件的总电容被要求在0.5pF以内，而单独焊盘的寄生电容就可以达到该量级，随着集成电路信号的频率越来越高，TVS的焊盘结构寄生电容将会对器件性能产生显著影响；因此在设计低电容TVS时必须想法降低焊盘寄生电容。
[0003]传统的焊盘结构的制作工艺如图1所示，在衬底1上淀积一层厚氧化层6，然后在厚氧化层6上方淀积所需厚度的金属薄膜7，最后在金属薄膜7上方制作钝化层8并通过焊盘掩膜版光刻刻蚀掉相应区域的钝化层8形成焊盘开口，露出焊盘，外部绑线9与焊盘连接。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种超低寄生电容焊盘结构及制作方法，在焊盘下具有气腔结构，通过低介电常数大大降低了焊盘结构的寄生电容。为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：本专利技术实施例提供了一种超低寄生电容焊盘结构，包括衬底，所述衬底内部对应于焊盘的区域设有沟槽阵列，沟槽阵列中每个沟槽内设有内壁氧化层以及被内壁氧化层包围的气腔；衬底的上方设有厚氧化层，厚氧化层上方设有金属薄膜，金属薄膜上方设有钝化层，钝化层对应焊盘位置刻有焊盘开口露出焊盘。
[0005]进一步地，所述沟槽阵列的沟槽槽深为10μm～50μm。
[0006]更进一步地，所述沟槽阵列的沟槽槽深为10μm～20μm。
[0007]进一步地，所述沟槽阵列的沟槽槽宽为0.3μm～0.6μm。
[0008]更进一步地，所述沟槽阵列的沟槽槽宽为0.4μm～0.5μm。
[0009]进一步地，所述沟槽阵列的沟槽间隔为0.8μm～2μm。
[0010]本专利技术实施例还提供了一种超低寄生电容焊盘结构的制作方法，包括以下步骤：步骤S1，提供衬底，所述衬底为N型衬底或P型衬底；步骤S2，通过沟槽掩膜版在衬底对应于焊盘的区域刻蚀出深细的沟槽阵列；步骤S3，对衬底进行热氧化形成内壁氧化层和表面氧化层；同时在沟槽阵列的沟槽中形成被内壁氧化层包围的气腔；步骤S4，对衬底表面进行CMP化学机械平坦化后获得平坦氧化层；步骤S5，在平坦氧化层上淀积所需厚度的氧化层，得到厚氧化层；步骤S6，在厚氧化层上淀积金属薄膜，并在金属薄膜上生长钝化层，再在钝化层对应焊盘位置刻焊盘开口露出焊盘。
[0011]进一步地，所述沟槽阵列的沟槽槽深为10μm～50μm，槽宽为0.3μm～0.6μm。
[0012]更进一步地，所述沟槽阵列的沟槽槽深为10μm～20μm，槽宽为0.4μm～0.5μm。
[0013]进一步地，所述沟槽阵列的沟槽间隔为0.8μm～2μm。
[0014]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本申请通过利用深槽氧化时氧气流量的不均匀性，在深细沟槽内部形成气腔，利用内部的气体介质，大大降低集成电路焊盘金属下方的寄生电容，提高电路或器件的频率性能；本申请提供的超低寄生电容焊盘结构及制作方法尤其适用于低电容瞬态抑制器（TVS）以及高速电路的设计与制造。
附图说明
[0015]图1为传统的焊盘结构示意图。
[0016]图2为本专利技术实施例中的焊盘结构示意图。
[0017]图3a为本专利技术实施例中的衬底示意图。
[0018]图3b为本专利技术实施例中的刻蚀深细的沟槽阵列示意图。
[0019]图3c为本专利技术实施例中的热氧化形成内壁氧化层和表面氧化层以及气腔示意图。
[0020]图3d为本专利技术实施例中的对衬底表面CMP化学机械平坦化示意图。
[0021]图3e为本专利技术实施例中的淀积得到厚氧化层示意图。
[0022]图3f为本专利技术实施例中的制作金属薄膜、钝化层和焊盘开口示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]如图2所示，第一方面，本专利技术的实施例提出一种超低寄生电容焊盘结构，包括衬底1，所述衬底1内部对应于焊盘的区域设有沟槽阵列2，沟槽阵列2中每个沟槽内设有内壁氧化层4以及被内壁氧化层4包围的气腔10；衬底1的上方设有厚氧化层6，厚氧化层6上方设有金属薄膜7，金属薄膜7上方设有钝化层8，钝化层8对应焊盘位置刻有焊盘开口露出焊盘；从而使得外部绑线9能够与焊盘连接；作为本实施例的优化，沟槽阵列2的沟槽槽深为10μm～50μm；最佳的槽深为10μm～20μm；作为本实施例的优化，沟槽阵列2的沟槽槽宽为0.3μm～0.6μm；最佳的槽宽为0.4μm～0.5μm；作为本实施例的优化，沟槽阵列2的沟槽间隔为0.8μm～2μm；第二方面，本专利技术的实施例还提出一种超低寄生电容焊盘结构的制作方法，包括以下步骤：步骤S1，如图3a所示，提供衬底1，所述衬底1为N型衬底或P型衬底；步骤S2，如图3b所示，通过沟槽掩膜版在衬底1对应于焊盘的区域刻蚀出深细的沟槽阵列2；沟槽阵列2的沟槽槽深为10μm～50μm；最佳的槽深为10μm～20μm；沟槽阵列2的沟槽槽宽为0.3μm～0.6μm；最佳的槽宽为0.4μm～0.5μm；沟槽阵列2的沟槽间隔为0.8μm～2μ
m；步骤S3，如图3c所示，对衬底1进行热氧化形成内壁氧化层4和表面氧化层3；同时在沟槽阵列2的沟槽中形成被内壁氧化层4包围的气腔10；步骤S4，如图3d所示，对衬底1表面进行CMP化学机械平坦化后获得平坦氧化层5；步骤S5，如图3e所示，在平坦氧化层5上淀积所需厚度的氧化层，得到厚氧化层6；步骤S6，如图3f所示，在厚氧化层6上淀积金属薄膜7，并在金属薄膜7上生长钝化层8，再在钝化层8对应焊盘位置刻焊盘开口露出焊盘；从而使得外部绑线9能够与焊盘连接；由于步骤S3中在热氧化时，本申请的沟槽为深细的沟槽而非传统的较宽较浅的沟槽，因此氧化时通的氧气在沟槽表面的浓度和流量将远超沟槽内部；这样就导致了深细的沟槽表面氧化层生长的速度远快于深细的沟槽内部与底部的氧化层生长的速度，其造成的结果就是表面氧化物将整个沟槽封闭时沟槽体内的氧化物还未将沟槽填满，从而形成气腔；该气腔内氧气的介电常数远远小于氧化层的介电常数，因此在相同面积下当金属下方有大量气腔沟槽时，焊盘的寄生电容将显著下降。
[0025]最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照实例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低寄生电容焊盘结构，包括衬底(1)，其特征在于，所述衬底(1)内部对应于焊盘的区域设有沟槽阵列(2)，沟槽阵列(2)中每个沟槽内设有内壁氧化层(4)以及被内壁氧化层(4)包围的气腔(10)；衬底(1)的上方设有厚氧化层(6)，厚氧化层(6)上方设有金属薄膜(7)，金属薄膜(7)上方设有钝化层(8)，钝化层(8)对应焊盘位置刻有焊盘开口露出焊盘。2.如权利要求1所述的超低寄生电容焊盘结构，其特征在于，所述沟槽阵列(2)的沟槽槽深为10μm～50μm。3.如权利要求2所述的超低寄生电容焊盘结构，其特征在于，所述沟槽阵列(2)的沟槽槽深为10μm～20μm。4.如权利要求1所述的超低寄生电容焊盘结构，其特征在于，所述沟槽阵列(2)的沟槽槽宽为0.3μm～0.6μm。5.如权利要求4所述的超低寄生电容焊盘结构，其特征在于，所述沟槽阵列(2)的沟槽槽宽为0.4μm～0.5μm。6.如权利要求1所述的超低寄生电容焊盘结构，其特征在于，所述沟槽阵列(2)的沟槽间隔为0.8μm～2μm。7.一种超低寄生电容焊盘结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟东，赵泊然，
申请(专利权)人：南京融芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：