半導(dǎo)體芯片及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]激光打孔技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是在半導(dǎo)體芯片的封裝領(lǐng)域。
[0003]請參考圖1以及圖2，圖1為晶圓級半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為半導(dǎo)體芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，請參考圖1，晶圓100具有多個(gè)陣列排布的半導(dǎo)體芯片201，彼此相鄰的多個(gè)半導(dǎo)體芯片201之間設(shè)置有切割道區(qū)域，后續(xù)再完成晶圓級封裝和測試之后沿切割道區(qū)域?qū)雽?dǎo)體芯片201彼此分離。每一半導(dǎo)體芯片201具有集成電路以及與所述集成電路電連接的多個(gè)焊墊202，焊墊202用于與外部電路建立電連接。
[0004]請參考圖2，本例以影像傳感芯片為例，半導(dǎo)體芯片201的第一表面I上具有保護(hù)層203，焊墊202位于保護(hù)層203內(nèi)，保護(hù)層203上對應(yīng)感光區(qū)域設(shè)置有光學(xué)器件層207，保護(hù)基板200上設(shè)置有間隔墻205，當(dāng)半導(dǎo)體芯片201與保護(hù)基板200對位壓合后，光學(xué)器件層207位于間隔墻205包圍形成的空腔206內(nèi)。
[0005]本例中，為了實(shí)現(xiàn)焊墊202與外部電路建立電連接，在焊墊202上形成穿透焊墊202的激光孔209，在激光孔209內(nèi)形成延伸至半導(dǎo)體芯片201第二表面II上的金屬布線層210，然后在第二表面II上形成與金屬布線層210連接的錫球212，通過錫球212實(shí)現(xiàn)焊墊202與外部電路電連接。當(dāng)然，為了避免金屬布線層210與半導(dǎo)體芯片201中的其他電路互相干擾，在半導(dǎo)體芯片201上形成有絕緣層208a以及絕緣層211將金屬布線層與其他電路隔離。
[0006]焊墊的結(jié)構(gòu)以及材質(zhì)直接影響了激光打孔的質(zhì)量以及難易程度，因此，如何提高焊墊的激光打孔的質(zhì)量以及降低激光打孔的難度成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種新型的焊墊結(jié)構(gòu)，提高了焊墊的激光打孔的質(zhì)量以及降低了激光打孔的難度。
[0008]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體芯片，具有集成電路以及與所述集成電路電連接的焊墊，所述焊墊包括至少兩層金屬層以及位于相鄰金屬層之間的介質(zhì)層;所述焊墊上具有激光打孔區(qū)域，介質(zhì)層上對應(yīng)所述激光打孔區(qū)域設(shè)置開口，在所述開口中設(shè)置金屬塞，所述金屬塞的兩端分別與相鄰的金屬層接觸。
[0009]優(yōu)選的，所述至少兩層金屬層包括第一金屬層以及與所述第一金屬層相鄰的第二金屬層，所述金屬塞包含:與所述第一金屬層以及所述開口的側(cè)壁接觸的阻擋層;位于所述阻擋層上的擴(kuò)散阻擋層;位于所述擴(kuò)散阻擋層上且填充所述開口的填充金屬。
[0010]優(yōu)選的，所述填充金屬的材質(zhì)為鎢。
[0011]優(yōu)選的，所述阻擋層的材質(zhì)為鈦，所述擴(kuò)散阻擋層的材質(zhì)為氮化鈦。
[0012]優(yōu)選的，所述介質(zhì)層中開口之外的區(qū)域具有多個(gè)導(dǎo)電塞，所述導(dǎo)電塞的兩端分別與相鄰的金屬層電連接。
[0013]優(yōu)選的，所述導(dǎo)電塞的材質(zhì)與所述金屬塞的材質(zhì)相同。
[0014]優(yōu)選的，所述激光打孔區(qū)域內(nèi)設(shè)置有激光孔，所述激光孔穿透所述金屬層以及所述金屬塞。
[0015]本發(fā)明還提供一種上述半導(dǎo)體芯片的形成方法，包含如下步驟:提供晶圓，所述晶圓具有多個(gè)陣列排布的半導(dǎo)體芯片;在所述半導(dǎo)體芯片上形成集成電路;在所述半導(dǎo)體芯片上形成與所述集成電路電連接的焊墊;所述焊墊包括至少兩層金屬層以及位于相鄰金屬層之間的介質(zhì)層;所述焊墊上具有激光打孔區(qū)域，所述介質(zhì)層上對應(yīng)所述激光打孔區(qū)域設(shè)置開口，在所述開口中設(shè)置金屬塞，所述金屬塞的兩端分別與相鄰的金屬層接觸。
[0016]優(yōu)選的，在形成所述金屬塞的同時(shí)在所述介質(zhì)層中開口之外的區(qū)域形成多個(gè)導(dǎo)電塞，所述導(dǎo)電塞的兩端分別與相鄰的金屬層電連接。
[0017]優(yōu)選的，形成金屬塞的步驟包括:采用刻蝕工藝在所述介質(zhì)層上形成開口；采用沉積工藝在所述開口的底部以及所述開口的側(cè)壁形成阻擋層;采用沉積工藝在所述阻擋層上形成擴(kuò)散阻擋層;采用沉積工藝在所述擴(kuò)散阻擋層上形成填充所述開口的填充金屬。
[0018]本發(fā)明的有益效果是提高了焊墊的激光打孔的質(zhì)量且降低了激光打孔的難度，激光作用于金屬物質(zhì)上而避免與介質(zhì)層接觸，能夠有效防止介質(zhì)層熱變形，防止激光孔的內(nèi)壁上產(chǎn)生裂紋，且，由于激光孔側(cè)壁全部是金屬，提高了焊墊的導(dǎo)電性能。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)晶圓的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3(a)為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3(b)為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例半導(dǎo)體芯片的剖視圖。
[0023]圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例焊墊的剖視圖。
[0024]圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例金屬層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例設(shè)置在介質(zhì)層中金屬塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0027]需要說明的是，提供這些附圖的目的是為了有助于理解本發(fā)明的實(shí)施例，而不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的不當(dāng)?shù)南拗?。為了更清楚起見，圖中所示尺寸并未按比例繪制，可能會(huì)做放大、縮小或其他改變。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0028]請參考圖3(a)以及圖3(b)，半導(dǎo)體芯片301具有集成電路(圖3(a)中未繪示)以及與所述集成電路電連接的多個(gè)焊墊31，焊墊31用于與外部電路建立電連接。本發(fā)明不限定集成電路的具體結(jié)構(gòu)與功能，此處集成電路作廣義的理解，即所謂的集成電路是把一定數(shù)量的常用電子元件，如電阻、電容、晶體管等，以及這些元件之間的連線，通過半導(dǎo)體工藝集成在一起的具有某種功能的電路。在半導(dǎo)體芯片301的其中一個(gè)表面設(shè)置有保護(hù)層32，焊墊31設(shè)置于保護(hù)層32內(nèi)。
[0029]焊墊31上具有激光打孔區(qū)域310，在后續(xù)的激光打孔工藝中，激光孔設(shè)置在激光打孔區(qū)域且激光打孔區(qū)域的面積大于激光孔的面積，為了簡便激光打孔操作，方便激光孔定位至激光打孔區(qū)域，將激光打孔區(qū)域設(shè)置于焊墊31的中心位置，如此，在激光打孔操作中只要將激光對準(zhǔn)焊墊31的中心位置而不需要增設(shè)激光對準(zhǔn)標(biāo)記。
[0030]于本實(shí)施例中，激光打孔區(qū)域310的形狀為正方形，本發(fā)明不具體限定激光打孔區(qū)域310的形狀，其形狀也可以是圓形的，只要保證激光孔位于激光打孔區(qū)域內(nèi)且激光孔的側(cè)壁與激光打孔區(qū)域310的側(cè)壁之間具有一定的間隔。
[0031]圖4為焊墊31的剖視圖，于此實(shí)施例中，焊墊31具有四層金屬層，分別是第一金屬層311、第二金屬層312、第三金屬層313以及第四金屬層314，第一金屬層311與第二金屬層312之間具有第一介質(zhì)層315，第二金屬層312與第三金屬層313之間具有第二介質(zhì)層316，第三金屬層313與第四金屬層314之間具有第三介質(zhì)層317。
[0032]每一介質(zhì)層對應(yīng)激光打孔區(qū)域310設(shè)置開口，并在開口中設(shè)置金屬塞，對應(yīng)圖4中第一金屬塞325、第二金屬塞326以及第三金屬塞327