[发明专利]电子器件、制造方法和电子器件制造装置

说明书

技术领域

本文讨论的实施方案涉及电子器件、制造该电子器件的方法以及电子器件制造装置。

背景技术

倒装芯片安装是在电路板上安装半导体元件的方法之一。在倒装芯片安装中，电路板和半导体元件通过回流和连接形成在电路板和半导体元件的表面上的钎料凸点而彼此电连接和机械连接。

随着钎料凸点的小型化，相邻钎料凸点之间的距离变短。这可能导致通过回流而熔化的凸点之间的电短路。此外，由于钎料凸点的直径随着小型化而减小，所以流过钎料凸点的电流的密度增加。这可以显著地引起其中钎焊材料沿着电流流动的电迁移。

为了避免该问题，代替使用这种使用钎料凸点的连接方法，提出了一种通过在电极上进行热压接合而使电极(如铜凸点)接合，从而引起金属材料在电极中的固相扩散的方法。这种接合方法也被称为固相扩散接合。

与使用钎料凸点的连接方法不同，在固相扩散接合中不需要通过回流来使电极熔化。因此，甚至当相邻电极之间的距离减小时，电极也不可能电短路。因此，固相扩散接合有利于电子器件的小型化。

然而，在固相扩散接合的过程中，为了促进电极间的原子的扩散而向半导体元件施加高温和高压。这可能损坏半导体元件。

与以下公开内容相关的技术公开在日本公开特许公报号04-309474和05-131279中。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电子器件、制造电子器件的方法和电子器件制造装置，以减少给电子元件带来的损坏。

根据本文讨论的一个方面，提供一种制造电子器件的方法，该方法包括：使第一电子元件的第一电极的顶表面暴露于有机酸、用紫外光照射第一电极的暴露于有机酸的顶表面以及通过对第一电极和第二电极进行加热和相互压制来使第一电极和第二电子元件的第二电极接合。

根据本文讨论的另一方面，提供一种电子器件，该电子器件包括：包括第一电极的第一电子元件和包括接合到第一电极的第二电极的第二电子元件，其中在第一电极和第二电极之间形成有晶体层。

根据本文讨论的又一方面，提供一种电子器件制造装置，该电子器件制造装置包括：室、设置在该室中并且在其上放置具有电极的电子元件的平台以及设置在室中并且配置为使用紫外光照射电极的紫外灯，其中该紫外灯设置在紫外灯能够使用紫外光照射电极的顶表面的位置处。

根据本文所讨论的再一方面，提供一种电子器件制造装置，该电子器件制造装置包括：第一室，在该第一室中，从包括在第一电子元件中的第一电极和包括在第二电子元件中的第二电极中至少之一的表面移除氧化膜；连接至第一室的第二室，在该第二室中使用紫外光照射第一电极和第二电极中的至少之一；接合器，该接合器连接到第二室并且配置为使第一电极和第二电极对准；以及连接到接合器的第三室，在该第三室中对第一电子元件和第二电子元件进行加热和相互压靠。

附图说明

图1是示出通过固相扩散接合来接合电子元件的过程的横截面图；

图2A至图2C是在接合第一电极和第二电极的过程中的放大横截面图；

图3是在第一实施方案中使用的电子器件制造装置的配置图；

图4A至图4K是在根据第一实施方案的制造过程中的电子器件的横截面图；

图5是在第一实施方案中制造的电子器件的横截面图；

图6A至图6D是在根据第二实施方案的制造过程中的电子器件的横截面图；

图7是用于说明在第二实施方案中的实验结果的图；

图8是根据第三实施方案的电子器件制造装置的横截面图；

图9是根据第四实施方案的电子器件制造装置的俯视图；

图10是根据第四实施方案的电子器件制造装置的横截面图；

图11A至图11G是示出制造根据第四实施方案的电子元件的方法的横截面图；

图12是根据第五实施方案的电子器件制造装置的横截面图；和

图13A至图13E是根据第六实施方案的电子器件的横截面图。

具体实施方式

在描述实施方案之前描述准备事项。

图1是示出通过固相扩散接合来接合电子元件的过程的横截面图。

在该实施例中，给出了接合第一电子元件30和第二电子元件40的情况的描述。

在这些电子元件中，第一电子元件30是电路板。第一电子元件30包括形成在第一硅衬底31的表面上的第一电极焊垫34a和第一钝化膜33a。

在第一电极焊垫34a上，通过电镀形成由铜制成的柱状第一电极35a。柱状电极也称为凸点电极或柱电极。