CN103035608A - 半导体结构及其封装构造 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种半导体结构及其封装构造，该半导体结构，其包含一载体、多个凸块下金属层、多个含铜凸块以及一有机阻障层，该载体具有一表面、一保护层及多个导接垫，该保护层具有多个开口且该些开口显露该些导接垫，该些凸块下金属层形成于该些导接垫，该些含铜凸块形成于该些凸块下金属层，各该含铜凸块具有一顶面及一环壁，该有机阻障层具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该顶面及该环壁。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体结构，特别是涉及一种具有有机阻障层的半导体结构。
背景技术
由于电子产品的外观已逐渐趋向轻、薄、短、小发展，因此凸块或引脚等电性连接元件必然朝向微细间距发展，然当凸块或引脚等电性连接元件若含有铜时，容易因为铜离子游离而导致电性短路，进而造成产品不良的情形。
由此可见，上述现有的半导体结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的半导体结构及其封装构造，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种半导体结构及其封装构造，由于该半导体结构包含有该有机阻障层，因此可防止含铜凸块在微细间距时因铜离子游离而导致电性短路的情形。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种半导体结构，其至少包含：一载体，其具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且所述开口显露所述导接垫；多个凸块下金属层，其形成于所述导接垫；多个含铜凸块，其形成于所述凸块下金属层，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁；以及一有机阻障层，其具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该顶面及该环壁。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层另具有一保护层覆盖部，该保护层覆盖部覆盖该保护层。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层的厚度小于10um。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层的黏度范围1-1.2cp。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层的材质选自于有机高分子材料。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成。
前述的半导体结构，其中该载体选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一。
前述的半导体结构，其中各该凸块下金属层具有一环墙，该凸块覆盖部覆盖各该凸块下金属层的该环墙。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种半导体结构，其至少包含：一载体，其具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且所述开口显露所述导接垫；多个含铜凸块，其形成于所述导接垫，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁；以及一有机阻障层，其具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该顶面及该环壁。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层的厚度小于10um。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层的粘度范围为1-1.2cp。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层的材质选自于有机高分子材料。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一。
前述的半导体结构，其中该有机阻障层由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成。
前述的半导体结构，其中该载体选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一。
本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种半导体封装构造，其至少包含：一半导体结构，其包含：一载体，其具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且所述开口显露所述导接垫；多个凸块下金属层，其形成于所述导接垫；多个含铜凸块，其形成于所述凸块下金属层，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁；以及一有机阻障层，其具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该环壁；以及一基板，其具有多个连接垫及一防焊层，该防焊层具有多个开槽以显露所述连接垫，所述连接垫结合于所述含铜凸块且该有机阻障层的该凸块覆盖部覆盖该防焊层。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的半导体封装构造，其中该有机阻障层另具有一保护层覆盖部，该保护层覆盖部覆盖该保护层。
前述的半导体封装构造，其中该有机阻障层的厚度小于10um。
前述的半导体封装构造，其中该有机阻障层的粘度范围为1-1.2cp。
前述的半导体封装构造，其中该有机阻障层的材质选自于有机高分子材料。
前述的半导体封装构造，其中该有机阻障层选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一。
前述的半导体封装构造，其中该有机阻障层由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成。
前述的半导体封装构造，其中该载体选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一。
前述的半导体封装构造，其中各该凸块下金属层具有一环墙，该凸块覆盖部覆盖各该凸块下金属层的该环墙。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种半导体结构，其包含一载体、多个凸块下金属层、多个含铜凸块以及一有机阻障层，该载体具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且该些开口显露该些导接垫，该些凸块下金属层形成于该些导接垫，该些含铜凸块形成于该些凸块下金属层，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁，该有机阻障层具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该顶面及该环壁。由于该半导体结构包含有该有机阻障层，因此可防止该些含铜凸块在微细间距时因铜离子游离而导致电性短路的情形。
借由上述技术方案，本发明半导体结构及其封装构造至少具有下列优点及有益效果：在本发明中，由于该半导体结构包含有该有机阻障层，因此可防止该些含铜凸块于微细间距时因铜离子游离而导致电性短路的情形。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明的第一较佳实施例，一种半导体结构的截面示意图。
图2是依据本发明的第二较佳实施例，另一种半导体结构的截面示意图。
图3是依据本发明的第三较佳实施例，又一种半导体结构的截面示意图。
图4A至图4G是依据本发明的第一较佳实施例，该半导体结构工艺的截面示意图。
图5是依据本发明的第一较佳实施例，应用该半导体结构所形成的半导体封装构造。
10：半导体封装构造 100：半导体结构
110：载体 111：表面
112：保护层 112a：开口
113：导接垫
120：凸块下金属层 121：环墙
130：含铜凸块 131：顶面
132：环壁
140：有机阻障层 141：凸块覆盖部
142：保护层覆盖部
200：半导体结构
210：载体 211：表面
212：保护层 212a：开口
213：导接垫
220：含铜凸块 221：顶面
222：环壁
230：有机阻障层 231：凸块覆盖部
300：基板
310：连接垫 320：防焊层
321：开槽
M：含铜金属层 P：光阻层
P1：凸块开口
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的半导体结构及其封装构造其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，其是本发明的第一较佳实施例，一种半导体结构100包含一载体110、多个凸块下金属层120、多个含铜凸块130以及一有机阻障层140，该载体110具有一表面111、一形成于该表面111的保护层112及多个形成于该表面111的导接垫113，该保护层112具有多个开口112a且该些开口112a显露该些导接垫113，该载体110可选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一，在本实施例中，该载体110可为硅基板，该些凸块下金属层120形成于该些导接垫113，该些含铜凸块130形成于该些凸块下金属层120，各该含铜凸块130具有一顶面131及一连接该顶面131的环壁132，该有机阻障层140具有一凸块覆盖部141，该凸块覆盖部141覆盖各该含铜凸块130的该顶面131及该环壁132。较佳地，各该凸块下金属层120具有一环墙121，该凸块覆盖部141覆盖各该凸块下金属层120的该环墙121，在本实施例中，该有机阻障层140的厚度小于10um，该有机阻障层140的材质选自于有机高分子材料，该有机阻障层140选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一，其结构式如下：
苯基联三联唑 苯基咪唑
替代性苯基咪唑 芳香族羟基咪唑
该有机阻障层140是由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成，且该有机阻障层混合物的粘度范围为1-1.2cp。由于该半导体结构100包含有该有机阻障层140，因此可防止该些含铜凸块130在微细间距时因铜离子游离而导致电性短路的情形。
或者，请参阅图2所示，其是本发明的第二较佳实施例，在本实施例中，该有机阻障层140另具有一保护层覆盖部142，该保护层覆盖部142覆盖该保护层112。另，请参阅图3所示，其是本发明的第三较佳实施例，一种半导体结构200至少包含有一载体210、多个含铜凸块220以及一有机阻障层230，该载体210具有一表面211、一形成于该表面211的保护层212及多个形成于该表面211的导接垫213，该保护层212具有多个开口212a且该些开口212a显露该些导接垫213，该载体210可选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一，在本实施例中，该载体210可为硅基板，该些含铜凸块220形成于该些导接垫213，各该含铜凸块220具有一顶面221及一连接该顶面221的环壁222，该有机阻障层230具有一凸块覆盖部231，该凸块覆盖部231覆盖各该含铜凸块220的该顶面221及该环壁222，该有机阻障层230的厚度小于10um，该有机阻障层230的材质选自于有机高分子材料，该有机阻障层230选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一，且该有机阻障层230是由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成，且该有机阻障层混合物的粘度范围为1-1.2cp。
接着，请参阅第图4A至图4G所示，其是本发明的第一较佳实施例的半导体结构工艺，其至少包含下列步骤：首先，请参阅图4A，提供一载体110，该载体110具有一表面111、一形成于该表面111的保护层112及多个形成于该表面111的导接垫113，该保护层112具有多个开口112a且该些开口112a显露该些导接垫113，该载体110可选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一，在本实施例中，该载体110可为硅基板；接着，请参阅第图4B，形成多个凸块下金属层120于该些导接垫113，该些凸块下金属层120延伸形成于该保护层112且各该凸块下金属层120具有一环墙121；之后，请参阅图4C，形成一光阻层P于该保护层112及该些凸块下金属层120；接着，请参阅图4D，图案化该光阻层P以形成多个凸块开P1，该些凸块开P1显露该些凸块下金属层120；之后，请参阅图4E，形成一含铜金属层M于该些凸块下金属层120上，以使该含铜金属层M形成多个含铜凸块130；接着，请参阅图4F，移除该光阻层P以显露出该些含铜凸块130，各该含铜凸块130具有一顶面131及一连接该顶面131的环壁132；最后，请参阅第图4G，形成一有机阻障层140于该些含铜凸块130，且该有机阻障层140具有一凸块覆盖部141，该凸块覆盖部141覆盖各该含铜凸块130的该顶面131、该环壁132及各该凸块下金属层120的该环墙121，在本实施例中，该有机阻障层140的厚度小于10um，该有机阻障层140的材质选自于有机高分子材料，该有机阻障层140选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一，其结构式如下：
苯基联三联唑 苯基咪唑
替代性苯基咪唑 芳香族羟基咪唑
该有机阻障层140是由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成，且该有机阻障层混合物的粘度范围为1-1.2cp。
此外，请参阅图5所示，其是应用本发明的第一较佳实施例的该半导体结构100所形成的半导体封装构造10，其至少包含一半导体结构100以及一基板300，该半导体结构100包含一载体110、多个凸块下金属层120、多个含铜凸块130以及一有机阻障层140，该载体110具有一表面111、一形成于该表面111的保护层112及多个形成于该表面111的导接垫113，该保护层112具有多个开口112a且该些开口112a显露该些导接垫113，该载体110可选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一，在本实施例中，该载体110可为硅基板，该些凸块下金属层120形成于该些导接垫113，且各该凸块下金属层120具有一环墙121，该些含铜凸块130形成于该些凸块下金属层120，各该含铜凸块130具有一顶面131及一连接该顶面131的环壁132，该有机阻障层140具有一凸块覆盖部141，该凸块覆盖部141覆盖各该含铜凸块130的该环壁132及各该凸块下金属层120的该环墙121，该有机阻障层140的厚度小于10um，该有机阻障层140的材质选自于有机高分子材料，该有机阻障层140选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一，且该有机阻障层140由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成，且该有机阻障层混合物的粘度范围为1-1.2cp，该基板300具有多个连接垫310及一防焊层320，该防焊层320具有多个开槽321以显露该些连接垫310，该些连接垫310结合于该些含铜凸块130且该有机阻障层140的该凸块覆盖部141覆盖该防焊层320。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (25)
1.一种半导体结构，其特征在于其至少包含：
一载体，其具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且所述开口显露所述导接垫；
多个凸块下金属层，其形成于所述导接垫；
多个含铜凸块，其形成于所述凸块下金属层，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁；以及
一有机阻障层，其具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该顶面及该环壁。
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层另具有一保护层覆盖部，该保护层覆盖部覆盖该保护层。
3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层的厚度小于10um。
4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层的黏度范围1-1.2cp。
5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层的材质选自于有机高分子材料。
6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一。
7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成。
8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该载体选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一。
9.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中各该凸块下金属层具有一环墙，该凸块覆盖部覆盖各该凸块下金属层的该环墙。
10.一种半导体结构，其特征在于其至少包含：
一载体，其具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且所述开口显露所述导接垫；
多个含铜凸块，其形成于所述导接垫，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁；以及
一有机阻障层，其具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该顶面及该环壁。
11.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层的厚度小于10um。
12.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层的粘度范围为1-1.2cp。
13.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层的材质选自于有机高分子材料。
14.根据权利要求13所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一。
15.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于其中该有机阻障层由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成。
16.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于其中该载体选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一。
17.一种半导体封装构造，其特征在于其至少包含：
一半导体结构，其包含：
一载体，其具有一表面、一形成于该表面的保护层及多个形成于该表面的导接垫，该保护层具有多个开口且所述开口显露所述导接垫；
多个凸块下金属层，其形成于所述导接垫；
多个含铜凸块，其形成于所述凸块下金属层，各该含铜凸块具有一顶面及一连接该顶面的环壁；以及
一有机阻障层，其具有一凸块覆盖部，该凸块覆盖部覆盖各该含铜凸块的该环壁；以及
一基板，其具有多个连接垫及一防焊层，该防焊层具有多个开槽以显露所述连接垫，所述连接垫结合于所述含铜凸块且该有机阻障层的该凸块覆盖部覆盖该防焊层。
18.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中该有机阻障层另具有一保护层覆盖部，该保护层覆盖部覆盖该保护层。
19.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中该有机阻障层的厚度小于10um。
20.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中该有机阻障层的粘度范围为1-1.2cp。
21.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中该有机阻障层的材质选自于有机高分子材料。
22.根据权利要求21所述的半导体封装构造，其特征在于其中该有机阻障层选自于苯基联三连唑、苯基咪唑、替代性苯基咪唑或芳香族羟基咪唑其中之一。
23.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中该有机阻障层由苯骈咪唑化合物、甲酸、氨水、醋酸及水所组成。
24.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中该载体选自于硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板其中之一。
25.根据权利要求17所述的半导体封装构造，其特征在于其中各该凸块下金属层具有一环墙，该凸块覆盖部覆盖各该凸块下金属层的该环墙。
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