[发明专利]一种三维封装互连焊点下Cu6

摘要

本发明提供了一种三维封装互连焊点下Cu6Sn5相单晶元素扩散阻挡层的合成方法，包括：1)Cu6Sn5相单晶薄层制备；2)铜焊盘表面蒸镀锡层；3)Cu6Sn5相单晶薄层转移；4)Cu6Sn5相单晶薄层与铜基焊盘冶金互连。所得Cu6Sn5相单晶元素扩散阻挡层结构的元素扩散阻挡能力是传统镍基元素扩散阻挡层结构的72倍以上，是Cu6Sn5相多晶元素扩散阻挡层结构的144.3倍以上。具备成为替代现有三维封装互连焊点下元素扩散阻挡层结构的潜力，有极高的工业应用价值。

主权项

1.一种三维封装互连焊点下Cu6Sn5相单晶元素扩散阻挡层的合成方法，包括：1)Cu6Sn5相单晶薄层制备包括：a)Cu6Sn5相棒状单晶的取向标定：将10～20根相同粒径的Cu6Sn5相棒状单晶按照长轴方向一致的方式整齐的排列于水平台表面，并用双面碳导电胶带将其完全固定；通过装配在扫面电子显微镜(SEM)上的电子背散射衍射(EBSD)设备，对Cu6Sn5相棒状单晶的表面进行快速取向标定；根据取向标定结果，调整Cu6Sn5相棒状单晶的放置方式，从而使单晶棒的表面完全由Cu6Sn5相的(10-10)晶面构成；b)Cu6Sn5相棒状单晶的切割：将长轴方向一致且表面取向完全为(10-10)晶面构成的Cu6Sn5相棒状单晶连同导电胶带转移至具有精确三维位置控制的线切割加工平台上，其中该三维位置控制平台的位移精度为1nm；采用慢走丝线切割的方式切割Cu6Sn5棒状单晶，其中沿平行于Cu6Sn5相(10-10)晶面的方向加工时工作电流为0.05～0.1A，而垂直于(10-10)晶面的方向加工时工作电流为0.1～0.5A；加工单晶片厚度根据需要，选择5～15微米不等；c)Cu6Sn5相单晶片的清洗：将加工后的Cu6Sn5相单晶片浸泡于丙酮溶液中，超声清洗15min；再次浸泡于质量浓度为0.5～2％的盐酸酒精或硝酸酒精的腐蚀溶液中，按照浸泡产物与腐蚀液体积比1：10的比例添加腐蚀溶液，并超声清洗15min；将产物浸泡于酒精溶液中，超声清洗15min后冷风吹干备用；2)铜焊盘表面蒸镀锡层；3)Cu6Sn5相单晶薄层转移；4)Cu6Sn5相单晶薄层与铜基焊盘冶金互连。