[发明专利]导电外部连接器结构、半导体器件及形成方法

说明书

讨论了外部电连接件和形成这种外部电连接件的方法，一种方法包括在衬底上形成外部电连接结构。形成外部电连接结构包括在第一溶液中的衬底处产生的第一搅拌等级的情况下在衬底上电镀柱。该方法还包括在第二溶液中的衬底处产生的第二搅拌等级的情况下，在外部电连接结构上电镀焊料。在衬底处产生的第二搅拌等级大于在衬底处产生的第一搅拌等级。电镀焊料还包括在外部电连接结构的侧壁上形成外壳。本发明还提供了半导体器件及形成方法。

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

由于许多电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的不断提高，半导体工业经历了快速发展。在大多数情况下，这种集成密度的提高源自最小部件尺寸(例如，将半导体工艺节点缩小为亚20nm节点)的反复减小，其允许更多的部件集成在给定的区域内。

在一些情况下，这种改进的集成密度已经导致更小的集成电路管芯。用于在更高密度中布置更小的外部电连接器需求可能导致集成电路管芯的尺寸的减小。然而，更小的外部电连接器和其更高密度会引起先前可能没有遇到的问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于形成半导体器件的方法包括：在衬底上形成外部电连接结构，形成所述外部电连接结构包括在第一溶液中的所述衬底处产生的第一搅拌等级的情况下，在所述衬底上电镀柱；以及在第二溶液中的所述衬底处产生的第二搅拌等级的情况下，在所述外部电连接结构上电镀焊料，在所述衬底处产生的所述第二搅拌等级大于在所述衬底处产生的所述第一搅拌等级，电镀所述焊料还包括在所述外部电连接结构的侧壁上形成外壳。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于形成半导体器件的方法包括：使用第一电镀系统在衬底上的电镀柱，所述柱为外部电连接结构的至少一部分，所述第一电镀系统包括第一搅拌器，所述第一搅拌器在电镀所述柱期间在第一电镀溶液中以第一频率进行往复运动；以及使用第二电镀系统在所述外部电连接结构上电镀焊料，所述第二电镀系统包括第二搅拌器，所述第二搅拌器在电镀所述焊料期间在第二电镀溶液中以第二频率进行往复运动，所述第二频率大于所述第一频率，电镀所述焊料还包括沿着所述外部电连接结构的侧壁形成外壳。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于形成半导体器件的方法包括：在所述衬底上形成凸块下金属(UBM)；在所述凸块下金属上形成掩模，穿过所述掩模的开口暴露所述凸块下金属的一部分；在穿过所述掩模的所述开口中的所述凸块下金属上电镀柱，所述柱为外部电连接件的一部分；以及在所述外部电连接件上电镀焊料，电镀所述焊料还包括使所述掩模伸缩以导致介于所述外部电连接件的侧壁和所述掩模之间的间隙，沿着所述外部电连接件的侧壁并且在所述外部电连接件的侧壁和所述掩模之间的间隙中形成外壳。

根据本发明的又一方面，提供了一种半导体器件包括：导电柱，在衬底上方位于导电构件上方；可回流材料，位于所述导电柱上方，其中，所述可回流材料还包括：第一部分，位于所述导电柱的第一表面上方，其中，所述第一表面背背离所述导电构件，其中，所述第一部分具有第一浓度的第一组分；第二部分，所述第二部分定位为邻近于所述导电柱的第二表面但是不完全覆盖所述导电柱的第二表面，其中，所述第二表面从所述第一表面朝向所述衬底延伸，其中，所述第二部分具有第二浓度的所述第一组分，所述第二浓度大于所述第一浓度。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的各个实施例。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以被任意增加或减少。

图1至图4示出了根据一些实施例的在制造导电外部连接件过程中的中间步骤的截面图。

图5是根据一些实施例的导电外部连接件的制造的流程图。

图6是根据一些实施例的使用电镀系统的简化示图。