本发明专利技术涉及一种制造用于热压键合的键合垫（100）的方法（200），其中，所述方法（200）具有提供步骤（202）和沉积步骤（204）。在所述提供步骤（202）中提供一具有半导体结构的载体材料（102），其中，所述载体材料（102）的最外部的边缘层构造成一布线金属层（106），用于电接触所述半导体结构。在所述沉积步骤（204）中将一单层的键合金属层（104）直接在所述布线金属层（106）的表面上进行沉积，用以制造所述键合垫（100）。
【技术实现步骤摘要】
制造用于热压键合的键合垫的方法以及键合垫
[0001 ] 本专利技术涉及一种制造用于热压键合的键合垫的方法，此外还涉及一种用于将一个载体材料与另一个载体材料进行热压键合的键合垫、一种具有所述键合垫的构件以及一种相应的计算机程序产品。
技术介绍
为了能够电接触半导体结构的接触接头，大多采用键合垫，其被敷设到半导体结构的各相关的接触接头上。键合垫大多具有多层的结构。为了成形出所述键合垫，将一下层结构进行结构化，其被施布到待连接的材料上。将一键合金属施布到所述下层结构上。例如在Tang 等人的出版物“Wafer-1evel Cu-Cu bonding technology”(Microelectronics Reliability52 (2012) 312-320)中公开了一种由组和铜制成的层结构。在 Huffman 等人的出版物 “Fabrication and characterization of metal-to-metalinterconnect structures for 3-D Integration，， (Journal of InstrumentationVolume 4 (2009))中公开了一种由钛和铜制成的层结构。Froemel等人在他们的出版 物“Investigations of thermocompression bonding with thin metal layers，，(Proceedings of Transducers ’ 11)中公开了由钽和铜、钛和金以及由招制成的层结构。
技术实现思路
在该背景下本专利技术涉及根据独立权利要求所述的一种制造用于热压键合的键合垫的方法，此外还涉及一种用于将一个载体材料与另一个载体材料进行热压键合的键合垫、一种具有所述键合垫的构件以及一种相应的计算机程序产品。有利的设计方案从各从属权利要求和下面的说明书中给出。铝作为键合材料由于作为印制导线标准材料而仅需克服最小的障碍，用以在工业生产中建立晶片键合，但作为金和铜需要较高的工艺温度并且由于铝容易氧化而成为难以掌控的键合系统。金和铜迄今为止以由大多情况下的附着层、扩散阻挡部和例如用于电镀的起始层构成的昂贵的层结构来制成。这些层中的每一个都需要结构化，这导致了复杂的工艺，其中，大量的参数必须相互协调。本专利技术基于如下知识，即能够将键合金属直接沉积到芯片的印制导线层上，其中，所述印制导线层在此情况下能够满足作为芯片内部的电连接以及作为键合金属的载体的双重功能。在所述印制导线层中可以集成一扩散阻挡部作为最上部的层。通过将单层的键合金属直接沉积到芯片的印制导线层上可以节省耗时的工作步骤。键合垫的结构高度可以被减小，从而可以实现相互键合的小芯片之间的更小的间距。本专利技术提出了一种用于制造热压键合用的键合垫的方法，其中，所述方法具有下列步骤: 提供一具有半导体结构的载体材料，其中，所述载体材料的最外部的边缘层构造成一布线金属层，用以电接触所述半导体结构；并且 将一单层的键合金属层直接沉积到所述布线金属层的表面上，用以制造所述键合垫。此外，本专利技术提供了 一种用于将一个载体材料与另一个载体材料进行热压键合的键合垫，其中，所述键合垫具有下列特征: 载体材料，其具有半导体结构，其中，所述载体材料的最外部的边缘层构造成一布线金属层，用以电接触所述半导体结构；以及 单层的键合金属层，其直接布置在所述载体材料的布线金属层的表面上。此外本专利技术提出一种具有下列特征的构件: 具有至少一个根据这里介绍的方法所述的第一键合垫的第一载体材料；以及具有至少一个根据这里介绍的方法所述的第二键合垫的第二载体材料，其中，所述第二键合垫与所述第一键合垫至少部分地重叠，并且所述第二键合垫面对所述第一键合垫，并且与所述第一键合垫经由键合过程进行材料接合地连接。键合垫可以理解为一种连接元件，其构造用于与另一键合垫在用于热压键合的键合过程期间形成一种材料接合的连接。所述键合过程在此情况下是一热过程，其中，所述键合垫的材料被加热到以键合温度上，以便能够在两个键合垫之间的接触面上实现晶体和/或微晶的增长。所述键合温度在此情况下低于所述材料的液相温度。所述键合垫在所述键合过程期间以一压紧力相互压紧。载体材料可以是芯片或晶片。所述载体材料可以具有半导体材料。半导体结构可以例如是集成的电路或微机械传感器。布线金属层可以是导电的金属的和/或陶瓷的层，由所述布线金属层可以构造出印制导线，用以将例如所述半导体结构相互连接起来。沉积可以理解为将材料组成部分聚积到表面上。在沉积时可以构造出具有预设的层厚度的层。所述层厚度可以均匀地沉积在一个面上，在该面上沉积所述键合金属。所述第一键合垫和所述第二键合垫可以分别构造成至少一个键合触头，用于将所述第一载体材料与所述第二载体材料电连接。所述第一键合垫和所述第二键合垫也可以替选地或附加地分别构造成键合框，用于密封所述第一载体材料和所述第二载体材料之间的空穴。如果所述两个载体材料在预设的大气中进行连接，则在在所述载体材料之间的键合框内部可以保留住所述大气。例如可以将所述载体材料在真空下连接起来。然后在键合框内部即使在去除之后也可以由真空构成一抽真空的空间。例如可以如此提供一用于压力传感器的参考压力腔室。所述载体材料可以提供具有由Al基的导电材料制成的布线金属层。替选地或附加地，可以沉积一 Cu基或Au基的金属层作为键合金属层。Al基的材料可以理解为一种材料，其至少部分地具有铝(Al)。Cu基的材料可以理解为一种材料，其至少部分地具有铜(Cu)。Au基的材料可以理解为一种材料，其至少部分地具有金(Au)。例如所述布线金属层可以由纯的Al、AIS1、AlSiCu, AICu构成，其中，这些材料在上方以及在下方可以被扩散阻挡层例如Ti/TiN或Ta/TaN围住，即所述布线金属层由例如Ti/TiN/AICu/Ti/TiN构成。例如所述键合金属层可以作纯的铜(Cu)或纯的金(Au)沉积。Al基的印制导线可以特别简单地进行加工。Cu和Au具有防腐蚀的特性。例如所述键合金属层可以电镀地或者通过溅射方法来沉积。由此可以产生特别均匀的薄的层厚度。所述方法可以具有掩模步骤，其中，在所述掩模步骤中将所述布线金属层的表面上的至少一个待敞开的(freizuhaltender)的掩模区域以一掩模层进行遮盖,其中，在沉积步骤中将所述键合金属层在所述布线金属层的表面的未掩模的区域中沉积。所述未掩模的区域可以预设的宽度，例如在0.1 μ m和1000 μ m之间的宽度、尤其是在I μ m和500 μ m之间的宽度来空出。所述方法可以特别是具有去除步骤，其中，所述掩模层在所述去除步骤中被去除。掩模可以理解为具有例如光敏涂层的表面，所述光敏涂层在曝光的区域中硬化。在未曝光的区域中可以布置工作区域，在所述工作区域中，所述涂层不硬化并且可以被去除。之后，所述表面在所述工作区域中暴露并且可以继续加工。在沉积步骤中可以选择性地在所述暴露的区域中沉积所述键合金属。通过限定用于沉积的面，可以有目的性地布置和成形所述键合垫。这样可以节省宝贵的贵金属。至少一个密封区域可以在所述布线金属层的表面上为了沉积所述键合金属层而空出，其中所述密封区域具有环形闭合的本文档来自技高网...
【技术保护点】
制造一用于热压键合的键合垫（100）的方法（200），其中，所述方法（200）具有下列步骤：提供（202）一具有半导体结构的载体材料（102），其中，所述载体材料（102）的最外部的边缘层构造成一布线金属层（106），用于电接触所述半导体结构；并且将一单层的键合金属层（104）直接在所述布线金属层（106）的表面上进行沉积（204），用以制造所述键合垫（100）。
【技术特征摘要】
2012.08.01 DE 102012213566.91.制造一用于热压键合的键合垫(100)的方法(200)，其中，所述方法(200)具有下列步骤: 提供(202) —具有半导体结构的载体材料(102)，其中，所述载体材料(102)的最外部的边缘层构造成一布线金属层(106)，用于电接触所述半导体结构；并且 将一单层的键合金属层(104)直接在所述布线金属层(106)的表面上进行沉积(204)，用以制造所述键合垫(100)。2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，在所述提供步骤(202)中所述载体材料(102)提供有一由Al基的导电材料制成的布线金属层(106)，和/或在所述提供步骤(202)中所述载体材料(102)提供有一具有一位于所述布线金属层上的扩散阻挡部的布线金属层(106)，和/或在所述沉积步骤(204)中沉积至少一个Cu基的或Au基的金属层作为键合金属层(104)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，具有掩模步骤，其中，在所述掩模步骤中将所述表面上的至少一个掩模区域以一掩模层(400)进行遮盖，其中，在所述沉积步骤中将所述键合金属层(104)在所述表面的未掩模的区域(402)中进行沉积。4.根据权利要求3所述的方法(200)，其中，在所述掩模步骤中将所述表面上的至少一个密封区域(804)空出，其中，所述密封区域(804)具有环形闭合的轮廓。5.根据权利要求3至4中任一项所述的方法(200)，其中，在所述提供步骤(202)中所述载体材料(102)提供有一未结构化的布线金属层(106),并且在一事先的去除掩模层(400)的步骤之后在另一掩模步骤 中将另一掩模层(700)涂覆到所述键合金属层(104)和所述布线金属层(106)的部分上，并且在一结构化步骤中将未掩模的部位(702)处的布线金属层(106)剥除。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(200)，其中，在所述提供步骤(202)中所述载体材料(102)提供有一结构化的布线金属层(106)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，在所述提供步骤(202)中所述载体材料(102)提供有至少一个微电子机械结构(1600)，所述微电子机械结构通过所述布线金属层(106 )的至少一个部分区域(800 )进行电接...
【专利技术属性】
技术研发人员：C谢林，D博罗维斯基，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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