半导体器件制造技术

一种半导体器件，包括：半导体基底，所述半导体基底具有若干焊盘；位于半导体基底上的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有暴露所述焊盘表面的第一开口；位于所述焊盘上的柱状电极，所述柱状电极包括本体和位于所述本体中并贯穿所述本体的通孔，所述通孔暴露焊盘表面；位于所述柱状电极上的焊球，所述焊球包括位于柱状电极顶部的金属凸头和填充满所述通孔的填充部。焊球与柱状电极构成类似插销的结构，提高了焊球与柱状电极之间的结合力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体封装领域，特别涉及一种提高焊球与柱状电极结合力的半导体器件。
技术介绍
芯片级封装(Chip Scale Package, CSP)作为最新一代的芯片封装技术，CSP封装的产品具有体积小、电性能好和热性能好等优点。圆片级CSP (WCSP)作为芯片级封装的一种，是先在圆片上进行封装，并以圆片的形式进行测试，老化筛选，其后再将圆片分割成单一的CSP电路。公开号为CNl630029A的中国专利中公开了一种圆片级CSP结构的半导体器件，请参考图1，包括:半导体基底11，所述半导体基底11上具有焊盘12 ;位于所述半导体基底11表面的钝化层14，所述钝化 层14具有暴露焊盘12表面的开口 ；位于部分钝化层14表面以及开口内的再布线层16，再布线层16与焊盘12相连接；位于所述开口外的再布线层16表面的柱状电极17 ;覆盖所述再布线层16和部分钝化层14表面的绝缘层20，绝缘层20的表面与柱状电极17的表面平齐；位于柱状电极17表面的焊球21。现有的半导体器件中的焊球容易从柱状电极的表面脱落。
技术实现思路
本技术解决的问题是提高了一种半导体器件，提高了焊球与柱状电极之间结为解决上述问题，本技术技术方案提供了一种半导体器件，包括:一种半导体器件，其特征在于，包括:半导体基底，所述半导体基底具有若干焊盘；位于半导体基底上的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有暴露所述焊盘表面的第一开口 ；位于所述焊盘上的柱状电极，所述柱状电极包括本体和贯穿所述本体的通孔，所述通孔暴露焊盘表面；位于所述柱状电极上的焊球，所述焊球包括位于柱状电极顶部的金属凸头和填充满所述通孔的填充部。可选的，位于所述本体中的通孔的数量为I个，所述柱状电极的通孔的半径与本体的宽度的比值为1/1(Γ10/1。可选的，所述本体的截面形状为圆环或中空的多边形。可选的，所述柱状电极的本体上具有若干呈等角度分布的刻缝，所述刻缝将本体分成若干呈等角度分布的独立的子本体。可选的，所述子本体的截面图形为圆环的一段。可选的，所述填充部还填充满子本体之间的刻缝。可选的，位于所述本体中的通孔的数量大于I个，所述通孔在本体中独立分布。可选的，所述通孔在本体中呈直线分布、矩阵分布、同心圆分布、同心圆环分布、多边形分布或者不规则分布。可选的，第一绝缘层的表面与柱状电极的顶部表面平齐，所述第一开口的宽度等于柱状电极的直径，第一开口的侧壁与柱状电极的外侧表面接触。可选的，第一绝缘层的表面低于柱状电极的顶部表面，所述第一开口的宽度大于柱状电极的直径。可选的，所述焊球还具有位于柱状电极本体的外侧侧壁上的裙带部，裙带部的上部分与金属凸头连接，裙带部的下部分与柱状电极两侧的部分焊盘相连接，并与第一开口的侧壁相接触，所述裙带部的下部分的宽度大于上部分的宽度，裙带部的下部分的表面低于第一绝缘层的表面或与第一绝缘层的表面平齐或者高于第一绝缘层的表面。可选的，所述焊球的金属凸头与柱状电极的本体顶部表面之间、填充部与本体的内侧侧壁之间、以及裙带部与本体的外侧侧壁之间还具有金属阻挡层。可选的，所述金属阻挡层的为镍锡的双层结构、镍银的双层结构、镍金的双层结构或镍和锡合金的双层结构。可选的，位于所述第一开口的底部和侧壁、以及部分第一绝缘层表面的再布线层，所述再布线层作为焊盘的一部分，所述柱状电极位于第一开口外的再布线层表面。可选的，位于所述再布线层和第一绝缘层表面的第二绝缘层，所述第二绝缘层具有暴露部分所述再布线层表面的第二开口，柱状电极位于第二开口中。可选的，所述第二绝缘层的表面与柱状电极的顶部表面平齐，所述第二开口的宽度等于柱状电极的直径，第二开口的侧壁与柱状电极的外侧表面接触。可选的，所述第二绝缘层的表面低于柱状电极的底部表面，所述第二开口的宽度大于柱状电极的直径。可选的，所述焊球还具有位于柱状电极本体的外侧侧壁上的裙带部，裙带部的上部分与金属凸头连接，裙带部的下部分与柱状电极两侧的部分再布线层相连接，并与第二开口的侧壁相接触，所述裙带部的下部分的宽度大于上部分的宽度，裙带部的下部分的表面低于第二绝缘层的表面或与第二绝缘层的表面平齐或者高于第二绝缘层的表面。与现有技术相比，本技术技术方案具有以下优点:本技术实施例的半导体器件，所述半导体器件中的柱状电极包括本体和位于所述本体中并贯穿所述本体的通孔，柱状电极上的焊球包括位于柱状电极本体顶部表面的金属凸头和填充所述通孔的填充部，焊球与柱状电极构成一种类似插销的结构，因此焊球不但与柱状电极的顶部表面接触，而且与柱状电极的内部有接触，焊球与柱状电极的接触从现有的单平面接触变为多平面的接触，焊球在受到外力的作用时，焊球与柱状电极的表面接触面会分散部分作用力，同时焊球的填充部与柱状电极的本体的接触面会分散大部分的作用力，从而提高焊球与柱状电极之间的结合度，焊球受到的可接受外力(使焊球与柱状电极脱离的力)大大的增强。进一步，所述通孔的半径与本体的宽度的比值为的1/1(Γ10/1，使得柱状电极的本体具有一定的宽度，保证本体的机械强度，并使柱状电极的本体底部表面与焊盘有一定的接触面积，使柱状电极的本体与焊盘之间保持一定的结合力，防止柱状电极的本体和焊盘之间形成缝隙，而增大接触电阻或者造成断路。进一步，所述通孔的数量大于I个，相应的在通孔中填充焊锡形成焊球的填充部也大于I个，焊球通过多个填充部嵌入柱状电极的本体中，增大了焊球与柱状电极的接触面积，焊球与柱状电极构成的插销结构的插销杆为多个，提高了焊球与柱状电极之间的结合力，并且通孔和通孔内形成填充部呈直线分布、矩阵分布、同心圆分布、同心圆环分布、多边形分布等规则的排布，使得焊球与柱状电极的各个方向的结合力比较均匀，焊球受到的可接受外力(使焊球与柱状电极脱离的力)进一步的增强，焊球不易从柱状电极上脱落。进一步，所述焊球还包括裙带部，裙带部与第一开口的侧壁、本体侧壁部分金属阻挡层和焊盘上的部分金属阻挡层三个面相接触，裙带部下部分的宽度大于上部分的宽度，使得裙带部呈“L”型，裙带部在柱状电极的本体的外侧侧壁具有类似于支撑架的功能，“L”型的裙带部使得焊球受到的可接受的横向外力(使焊球与柱状电极脱离的力)大大的增强，焊球不易从柱状电极上脱落。附图说明图1是现有技术中半导体器件的结构示意图；图2为本技术第一实施例半导体器件的形成方法的流程示意图；图:T图15为本技术第一实施例半导体器件的形成过程的结构示意图；图16为本技术第二实施例半导体器件的形成方法的流程示意图；图17 图28为本技术第二实施例半导体器件的形成过程的结构示意图；图29为本技术第三实施例半导体器件形成方法的流程示意图；图30 图40为本技术第三实施例半导体器件的形成过程的结构示意图。具体实施方式现有的圆片级CSP结构的半导体器件中，由于焊球只与柱状电极上表面接触，两者的接触面积较小，焊球与柱状电极的结合力较差，在受到外力的作用时，焊球容易从柱状电极的表面脱落或在焊球与柱状电极的接触面上产生裂缝，不利于后续封装工艺的进行，使得封装器件容易失效。为解决上述问题，专利技术人提出一种半导体器件，所述半导体器件中的柱状电极包括本体和位于所述本体中并贯穿所述本体的通孔，柱状电极上的焊球包括位于柱状电极本体顶部表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，包括：?半导体基底，所述半导体基底具有若干焊盘；?位于半导体基底上的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有暴露所述焊盘表面的第一开口；?位于所述焊盘上的柱状电极，所述柱状电极包括本体和贯穿所述本体的通孔，所述通孔暴露焊盘表面；?位于所述柱状电极上的焊球，所述焊球包括位于柱状电极顶部的金属凸头和填充满所述通孔的填充部。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括: 半导体基底，所述半导体基底具有若干焊盘； 位于半导体基底上的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有暴露所述焊盘表面的第一开Π ； 位于所述焊盘上的柱状电极，所述柱状电极包括本体和贯穿所述本体的通孔，所述通孔暴露焊盘表面； 位于所述柱状电极上的焊球，所述焊球包括位于柱状电极顶部的金属凸头和填充满所述通孔的填充部。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，位于所述本体中的通孔的数量为I个，所述柱状电极的通孔的半径与本体的宽度的比值为1/1(Γ10/1。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述本体的截面形状为圆环或中空的多边形。4.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述柱状电极的本体上具有若干呈等角度分布的刻缝，所述刻缝将本体分成若干呈等角度分布的独立的子本体。5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述子本体的截面图形为圆环的一段。6.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述填充部还填充满子本体之间的1刻缝。7.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，位于所述本体中的通孔的数量大于I个，所述通孔在本体中独立分布。8.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述通孔在本体中呈直线分布、矩阵分布、同心圆分布、同心圆环分布、多边形分布或者不规则分布。9.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，第一绝缘层的表面与柱状电极的顶部表面平齐，所述第一开口的宽度等于柱状电极的直径，第一开口的侧壁与柱状电极的外侧表面接触。10.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，第一绝缘层的表面低于柱状电极的顶部表面，所述第一开口的宽度大于柱状电极的直径。11.如权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林仲珉，石磊，高国华，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：