[发明专利]用于半导体器件的伸长凸块结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种半导体器件中的凸块结构。

背景技术

通常，半导体管芯包括有源器件、连接到有源器件的金属化层、用来向金属化层(以及有源器件)提供信号和供电的I/O触点。为了在有源器件和I/O触点之间(以及单个有源器件之间)提供全部所需连接，金属化层通常包含一系列介电层和金属层。介电层可以由介电常数(k值)处于大约2.9和3.8之间的低k介电材料、k值低于大约2.5的超低k(ULK)介电材料、或者甚至k值处于大约2.5到大约2.9之间的极低k(ELK)介电材料、或者一些低k介电材料的组合形成。

然而，尽管可以将这些低k、ULK、和ELK材料用于改进金属化层的电性能，从而提高半导体材料的整体速度或者整体效率，但是这些材料还可能暴露出结构缺陷。例如，这些材料中的一些在应对施加到半导体器件中的应力方面，可能比其它介电材料差得多。同样，当施加到低K、ELK、和ULK的材料的压力过大时，这些低k、ULK、和ELK材料容易分层或者开裂，从而损坏或者毁坏半导体器件，进而降低了产量并且提高了成本。

当使用诸如表面安装技术(SMT)和倒装芯片封装的封装技术时，关于应力的分层问题可能会尤其麻烦。更为传统的封装IC的结构基本上通过纯金导线在管芯上的金属焊盘和延伸到模压的树脂封装件外部的电极之间形成互连件，与这种传统的封装IC不同，上述封装技术依赖于焊料凸块从而在管芯上的触点和基板(比如封装基板、印刷电路板(PCB)、另一管芯/晶圆、等等)上的触点之间形成电连接件。形成互连件的不同层通常具有不同的热膨胀系数(CTE)。因此，在接合区上源自上述不同的附加应力，还可以导致形成开裂和/或产生分层。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体结构，包括：基板，包括导电焊盘；介电层，位于所述基板上方，所述介电层中具有开口，所述介电层位于所述导电焊盘的至少一部分上方；以及凸块结构，与所述导电焊盘电接触，从所述凸块结构的边缘到所述开口的边缘与所述凸块结构的长度的比率大于或者等于0.2。

在该半导体结构中，所述凸块结构是伸长的；或者所述开口不位于所述凸块结构的中心；或者所述开口从所述凸块结构的长轴偏移。

在该半导体结构中，所述开口从所述凸块结构的短轴偏移，并且所述开口向远离最接近的芯片边缘的方向偏移；或者所述开口是伸长的。

根据本发明的另一方面，还提供了一种半导体结构，包括：基板，包括导电焊盘；介电层，位于所述基板上方，所述介电层中的开口将所述导电焊盘的至少一部分暴露出来；以及凸块结构，与所述导电焊盘电接触，所述凸块结构沿着所述凸块结构的长轴具有长度L，外部距离d_o限定为在芯片边缘的方向上从所述开口的边缘到所述凸块结构的第一边缘，沿着所述凸块结构的长轴的距离，所述外部距离d_o与所述长度L的比率大于或者等于0.2。

在该半导体结构中，所述凸块结构是伸长的；或者内部距离d_i限定为从所述开口的边缘到所述凸块结构的第二边缘，沿着所述凸块结构的长轴的横向距离，所述第二边缘与所述第一边缘是相对边缘，所述内部距离d_i小于所述外部距离d_o；或者所述开口从所述凸块结构的长轴偏移。

在该半导体结构中，所述开口从所述凸块结构的短轴偏移，并且所述开口向远离最接近的芯片边缘的方向偏移；或者所述开口是伸长的。

根据本发明的又一方面，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：形成具有导电焊盘的基板，所述基板具有最上方介电层，所述最上方介电层具有开口，所述开口将所述导电焊盘的至少一部分暴露出来；以及在所述介电层上方形成凸块结构，所述凸块结构延伸到所述开口中，并且与所述导电焊盘电接触，从所述凸块结构的边缘到所述开口的边缘的距离与所述凸块结构的长度的比率大于或者等于0.2。

在该方法中，所述凸块结构是伸长的。

在该方法中，所述凸块结构具有短轴和长轴，所述开口从所述凸块结构的所述长轴偏移；或者所述凸块结构具有短轴和长轴，所述开口从所述凸块结构的所述短轴偏移。

在该方法中，所述开口是伸长的；或者所述形成凸块结构的步骤包括：形成柱状结构，以及在所述柱状结构上形成焊接材料。

附图说明

为了全面理解本公开及其优点，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：

图1是根据实施例的半导体器件的触点凸块和开口的平面图；