DE102005009164B4

DE102005009164B4 - Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur und Verfahren zum Herstellen oder Betreiben derselben

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Publication number: DE102005009164B4
Application number: DE200510009164
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Phys. Pape; Andreas Dipl.-Ing. Martin
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2025-02-26
Also published as: DE102005009164A1

Abstract

Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen (4) zwischen der Kontaktanschlussfläche (5) und einem elektrischen Verbindungselement, wobei die Kontaktanschlussfläche (5) auf einer Oberseite (7) einer Komponente eines Halbleiterbauteils (9) oder eines Schaltungssubstrats angeordnet ist und eine das elektrische Verbindungselement (6) tragende obere Metalllage M(x) aufweist, und wobei die Heizerstruktur (1) elektrisch isoliert von der Kontaktanschlussfläche (5) und benachbart zu der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet ist und metallische Leiterbahnen (10, 11) aufweist, wobei die metallischen Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben oder meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet sind, wobei die Heizerstruktur (1) mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen (M1 bis M(x)) aufgebaut ist, wobei die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) durch die Isolationslagen voneinander isolierte Metalllagen (M1 bis M(x)) sind, die im Bereich der Kontaktanschlussfläche (5) einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen zwischen der Kontaktanschlussfläche und einem elektrischen Verbindungselement. Ferner betrifft die Erfindung ein Halbleiterbauteil oder, das mindestens eine derartige Kontaktanschlussfläche aufweist und schließlich betrifft die Erfindung ein Schaltungssubstrat ein Verfahren zur Herstellung, ein Verfahren zum Betrieb und die Verwendung einer derartigen Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur.

Aus der US 2004/0435840 A1 und der US 5,700,987 A sind Heizerstrukturen zum Aufschmelzen von Lötverbindungen mit Flip-Chip-Kontakten bekannt. Die US 6,028,367 A offenbart ein von einer Struktur aus wärmeleitenden Ringen umgebenes Bondpad.

Aus der Druckschrift US 5,951,893 A ist ein Heizerschaltkreis bekannt, der für Verbindungspunkte integrierter Schaltungen vorgesehen ist. Die Verbindungspunkte sind in diesem Fall Flächen, an die ein Bonddraht oder ein leitender Höcker zum Vorsehen elektrischer Verbindungen zu externen Anschlüssen an einen integrierten Schaltkreis gekoppelt ist. Diese Heizerschaltungen bestehen aus Polysilizium-Streifen, die Widerstandsheizelemente bilden. Sie sind geeignet, mit Gleichstrom Wechselstrom oder mit gepulstem Strom betrieben zu werden, um eine lokale Erhitzung an dem Verbindungspunkt derart zu erzeugen, dass Temperaturen, die 1.000 °C übersteigen, erreicht werden. Diese lokale Erhitzung an den Verbindungspunkten wird angelegt, um ein Verschmelzen der Kontakthöcker mit den Verbindungspunkten anderer Substrate zu erreichen.

Die Polysilizium-Streifen, die den ohmschen Heizwiderstand der bekannten Heizstruktur darstellen, sind von einer Siliziumdioxidschicht bedeckt, die gleichzeitig den Heizer von dem darauf angeordneten Material der Lothöcker isolieren. Beim Aufheizen des Polysilizium-Streifens auf Temperaturen über 1.000 °C schmilzt das Metall des Höckers und verbindet sich mit den Verbindungspunkten eines übergeordneten Schaltungssubstrats. Somit kann mit dieser bekannten Technik durch Anlegen einer Stromquelle an eine Heizerstruktur ein Halbleiterchip mit derartigen Kontaktanschlussflächen mit einem Schaltungssubstrat oberflächenmontiert werden, ohne dass eine zusätzliche Wärmezufuhr von außen durch einen Temperaturofen erforderlich ist. Der Nachteil der bekannten Heizerschaltungen aus Polysilizium ist darin zu sehen, dass ihre Anwendung mehr als begrenzt ist, zumal lediglich ein Schmelzverbinden mit entsprechenden Verbindungspunkten auf einem übergeordneten Schaltungssubstrat erreicht werden kann.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Polysiliziumlage immer unterhalb der Metallisierungslagen liegt und damit am weitesten entfernt von der aufzuheizenden Kontaktanschlussfläche ist. Zur lokalen Aufheizung einer elektrischen Verbindung ist das ungünstig, weil viel Wärme von den dazwischenliegenden Metalllagen seitlich abgeleitet wird.

Es besteht jedoch der Bedarf, Kontaktanschlussflächen mit Heizerstrukturen zu realisieren, die zeitlich beschleunigte Lebensdauertests von Halbleiterkontaktierungen ermöglichen. Dabei werden Halbleiterbauteile, wie integrierte Schaltkreise oder Einzelhalbleiter oder Halbleiterchips, die auf ihrer Oberseite metallische Kontaktflächen aufweisen, in Langzeittests überprüft, wobei die Lebensdauertests dadurch verkürzt werden können, dass die Halbleiterbauteile in Öfen oder anderen Hochtemperaturboxen positioniert werden, um Alterungserscheinungen der Verbindung zwischen Kontaktflächen und anderen Schaltungen oder Spannungsversorgungen frühzeitig und verkürzt festzustellen.

Die zu prüfenden Kontaktflächen bestehen aus einem Metall der obersten Metallisierung der jeweiligen Halbleiterbauteiltechnik, d.h. aus Aluminium oder Kupfer bzw. aus deren Legierungen mit einem hohen Anteil dieser Metalle. Dabei erfolgt die elektrische Verbindung nach außen mit Hilfe dünner metallischer Bonddrähte aus Aluminium, Gold, Kupfer oder Legierungen derselben. Beim Verbinden mit der Kontaktfläche wird der Bolddraht auf die Kontaktfläche gepresst, und durch thermische und/oder mechanische Einwirkung auf die Grenzfläche zwischen Metalldraht und Kontaktfläche entsteht eine intermetallische Zone, die den festen, dauerhaften Bondkontakt herstellt.

Neben der Bonddrahttechnologie hat sich auch eine Flipchip-Montagetechnologie bewährt, bei der die Kontaktflächen der Halbleiterchips bereits mit Höckern aus Lotmaterial oder anderen Metallen bestückt sind und diese dann in einer Oberflächenmontage auf entsprechende Kontaktanschlussflächen eines übergeordneten Schaltungssubstrats aufgebracht werden. Das Schaltungssubstrat besteht meistens aus organischen Materialien, wie einer metallkaschierten, faserverstärkten Epoxidharzplatte, oder aus anorganischen Materialien, wie Keramikplatten. Ist der Metallhöcker oder der Flipchip-Kontakt auf der Halbleiterkontaktfläche aus einem festen Metall, wie z.B. aus galvanisch abgeschiedenem Gold oder aus einem gebondeten Golddraht erzeugt worden, so wird der elektrische Kontakt zur Kontaktanschlussfläche des Schaltungssubstrats über Andruck und Reibschweißung hergestellt.

Bei der am häufigsten angewandten Flipchip-Montagetechnik ist jedoch der Flipchip-Kontakt ein Metallhöcker aus einem Lot, das aufgeschmolzen wird und so nach Abkühlung die feste elektrische und mechanische Verbindung zum übergeordneten Schaltungssubstrat mittels Oberflächenmontage herstellt. Da jedoch das Lotmaterial nicht auf Aluminiumkontaktflächen des Halbleiterchips haftet, müssen vorher diese Kontaktflächen des Halbleiterchips mit Metalllagen wie z.B. Metallbeschichtungen aus NiAu beschichtet werden, die von dem Lotmaterial benetzbar sind. Diese so genannte Under-Bump-Metallisierung (UBM) ist für die Haftung und die Lebensdauer der Kontaktierung von entscheidender Bedeutung. So ist die Goldauflage der Beschichtung wichtig für den Oxidschutz, da bei dem Auflöten in der Flipchip-Montagetechnik kein Flussmittel eingesetzt werden kann, wie bei einem normalen Lötvorgang.

Jedoch unabhängig davon, ob der Kontakt zum Halbleiter durch Drahtbonden oder durch Flipchip-Kontaktlöten hergestellt wird, hängen die Qualität und die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung von der Entstehung und den Eigenschaften intermetallischer Phasen an der Grenzfläche der zwei aufeinander liegenden Metalle ab, wobei Diffusion und Kristallisation entscheidende Einflussgrößen sind. Beide Einflussgrößen sind temperaturabhängig. Fällt jedoch ein Kontakt aus, so fällt das ganze Bauteil aus, was bei zunehmendem Kontakt eine höhere Zuverlässigkeit der Einzelkontakte erforderlich macht.

Die zu erwartende Kontaktlebensdauer eines Halbleiterbauteils oder auch einer ganzen Technologie mit demselben Kontaktaufbau ist von entscheidender Bedeutung für eine Technologie und muss durch entsprechende Tests ermittelt werden, bei denen das Auftreten von temperaturabhängigen Fehlermechanismen durch Temperaturüberhöhung gegenüber der geplanten Betriebstemperatur beschleunigt wird. Dabei werden Hochtemperaturlagerungen ohne und mit Stromfluss durch die zu untersuchenden Kontakte durchgeführt. Diese Untersuchungen finden wie oben bereits erwähnt in so genannten "Burn-In-Öfen", und zwar im Allgemeinen bei mehreren unterschiedlichen Temperaturen, statt, um eine Aktivierungsenergie für einen zu untersuchenden Fehlermechanismus herauszufinden.

Diese unterschiedlichen Temperaturen erfordern bei herkömmlichen Tests mehrere Öfen, wodurch der Testaufwand beträchtlich wird. Unter der Voraussetzung, dass dieser Fehlermechanismus unverändert bestehen bleibt, was durch Analysen und Tests zu prüfen ist, gilt für derartige Tests die nachfolgende Gesetzmäßigkeit: Je höher die Kontakttemperatur, desto größer der Beschleunigungsfaktor und desto schneller kann ein Lebensdauertest durchgeführt werden. Wo dieses möglich ist, sind deshalb hohe Kontakttemperaturen für derartige Tests anzustreben. Bei zu hoher Temperatur können jedoch andere Teile und Funktionen des Bauteils nachteilig beeinträchtigt, beschädigt oder gar zerstört werden. Insbesondere organische Materialien, wie Klebersubstrate, Pressmassen des Bauteilgehäuses, Beschichtungen am und im Bauteil selbst, aber auch gegebenenfalls die Testleiterplatte selbst dürfen nur begrenzten Testtemperaturen in den Öfen für derartige Lebensdauertests ausgesetzt werden.

Bei den so genannten "Chipcards" und Bauteilen der Optoelektronik können Grenztemperaturen bereits unter 100 °C liegen, die bei diesen Lebensdauertests nicht überschritten werden dürfen. Bei Standardbauteilen liegt dieser Grenzbereich der Testtemperaturen zwischen 150 °C und 200 °C, der ebenfalls nicht überschritten werden sollte. Besonders problematisch erweisen sich bei derartigen Lebensdauertests Bauteile für den Hochtemperatureinsatz, die ohnehin bei Betriebstemperaturen an der Temperaturobergrenze der eingesetzten Materialien arbeiten. Hier kann ein Lebensdauertest wegen der fehlenden Erhöhungsmöglichkeit kaum oder auch gar nicht verkürzt werden. Das bedeutet praktisch, dass Lebensdauertests von entsprechenden Kontaktanschlüssen nicht möglich sind.

Neben der Problematik der Grenzen für Lebensdauertests besteht auch ein Bedarf, die Flipchip-Kontakthöcker-Ermüdung festzustellen. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Dehnung von Halbleiter und Substrat wird bei thermischer Zyklenbelastung der Lothöcker bei Flipchip-Kontakten plastisch verformt, was nach einer gewissen Zyklenzahl zur Ermüdung des Materials und damit zu Ermüdungsrissen oder Mikrorissen in der elektrischen Verbindung führt. Der Risseinsatz und der Rissfortschritt wird von der Kristallgröße und der Kristallform in dem Lot beeinflusst. Die Kristallstruktur ist bei den neu einzuführenden bleifreien Loten besonders kritisch.

Die Korngröße ist von der Erstarrungsgeschwindigkeit des Lotes abhängig. Die Erzielung einer optimalen Korngröße für ein Lot kann folglich die Temperatur-Zyklenlebensdauer der Kontakte deutlich beeinflussen. Hier entsteht der Bedarf einer geeigneten Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zur Optimierung der Korngrößen. Ein weiteres Problem ist die Elektromigration bei lokal erhöhten Temperaturen. Die Kontaktflächen können bei erhöhter Temperatur und bei einem hohen Stromfluss elektromigrieren. Bei einem derartigen Test ist die Kontaktflächentemperatur zu erhöhen, um die Elektromigra tion zu beschleunigen und bei gleichzeitigem Stromfluss durch die Kontakte festzustellen.

Die oben erwähnten Untersuchungen werden vorzugsweise bei hinreichend niedrigen Temperaturen in unterschiedlichen Öfen getestet, womit ein erheblicher Einsatz an Zeit und Ofenkapazität verbunden ist. Auch gibt es noch keine Lösung, wie beschleunigte Lebensdauertests an Bauteilen durchführbar sind, die mit ihrer Betriebstemperatur an der oberen Temperaturgrenze für Halbleiterbauteile arbeiten. Schließlich besteht ein Bedarf, mit Hilfe von Temperaturversuchszyklen die Entwicklung von Lötprozessen derart zu optimieren, dass ein Höchstmaß an Qualität erzielt wird. Schließlich besteht ein weiterer Bedarf darin, dass Elektromigrationstests schneller und kostengünstiger durchführbar werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obigen Testprobleme und Verbindungsprobleme zu lösen und eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei dem weitestgehend auf den bisherigen Einsatz verschiedener Spezialöfen bei Montage und/oder Test verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird eine Kontaktanschlussfläche mit Heizvorrichtung zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen zwischen der Kontaktanschlussfläche und einem elektrischen Verbindungselement vorgeschlagen. Dabei ist die Kontaktanschlussfläche auf einer Oberseite einer Komponente eines Halbleiterbauteils oder eines Schaltungssubstrats angeordnet. Die Kontaktanschlussfläche weist eine das elektrische Verbin dungselement tragende obere Metalllage auf. Die Heizerstruktur der erfindungsgemäßen Kontaktanschlussfläche ist von dieser elektrisch isoliert und benachbart zu dieser Kontaktanschlussfläche auf der Oberseite der Komponente des Halbleiterbauteils angeordnet und weist metallische Leiterbahnen auf. Die metallischen Leiterbahnen der Heizerstruktur umgeben die Kontaktanschlussfläche an ihren Rändern oder sind mäanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche angeordnet. Die Heizerstruktur ist mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen von M1 bis M(x) aufgebaut, wobei die Leiterbahnen der Heizerstruktur durch Isolationslagen voneinander isoliert sind und über entsprechende Durchkontakte in Serie geschaltet sein können. Das hat den Vorteil, dass beliebig hochohmige Heizerstrukturen in unmittelbarer Umgebung der Kontaktanschlussflächen verwirklicht werden können. Dabei bilden die einzelnen Lagen im Bereich der Kontaktanschlussfläche einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung der Kontaktanschlussfläche.

Diese Heizerstruktur der Kontaktanschlussflächen hat den Vorteil, dass die metallischen Leiterbahnen mit der oberen Metalllage M(x), die bei der Herstellung integrierter Schaltkreise üblich ist, hergestellt werden kann, so weit die Leiterbahnen die Kontaktfläche in ihrem Randbereich umgeben. Mäanderförmige Leiterbahnen der Heizerstruktur, die unterhalb der Kontaktanschlussfläche angeordnet sind, können in vorteilhafter Weise mit der vorletzten Metalllage M(x-1) bei der Fertigung von Halbleiterchips auf einem Halbleiterwafer vorgesehen werden. Somit erfordert die erfindungsgemäße Heizerstruktur keine besonderen Maßnahmen und es können Fertigungstechniken eingesetzt werden, die für die Herstellung von integrierten Schaltungen sowieso auf einem Halbleiterwafer durchzuführen sind. Dieses ist insbesondere ein fertigungstechnischer und kostenmäßiger Vorteil.

Darüber hinaus hat die Heizerstruktur der Kontaktanschlussflächen den Vorteil, dass sämtliche oben erwähnte problematische Testaufgaben für kritische Metallverbindungen in einem Halbleiterbauteil mit verkürzter Testdauer durchgeführt werden können. Außerdem können nun auch metallische Verbindungen in Halbleiterbauteilen, die mit ihrer Betriebstemperatur an der Grenze des zulässigen Temperaturbereichs zwischen 150 °C und 200 °C arbeiten, verkürzt getestet werden, da mit Hilfe der Heizerstruktur lokal lediglich der Kontaktanschlussflächenbereich aufgeheizt werden kann, ohne das gesamte Halbleiterbauteil einer höheren und damit schädigenden Temperaturbelastung auszusetzen.

Die filigrane Struktur zum Aufheizen von Kontaktanschlussflächen, die der erfindungsgemäße Heizer aufweist, trägt darüber hinaus dazu bei, dass sehr differenziert lokale Überhitzungen eingestellt werden können, ohne dass die einmal hergestellte Fügestelle zwischen den Metallen zerstört oder aufgeschmolzen wird, wie es bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Polysilizium-Heizer gemäß US 5,951,893 der Fall ist, der eine Aufheiztemperatur erzeugt, die über 1.000 °C liegt und ein Aufschmelzen von Verbindungsmetallen bewirken soll.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Heizerstruktur sowohl metallische Leiterbahnen, welche die Kontaktanschlussfläche an ihren Rändern umgeben, als auch mäanderförmige Leiterbahnen auf, die unter der Kontaktanschlussfläche angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird von vornherein eine intensive und gleichmäßige Aufheizung der Kontaktanschlussfläche in vorteilhafter Weise vorgesehen. Voraussetzung für einen derartigen Heizer ist jedoch, dass sowohl die oberste Metallschicht M(x) als auch die vorletzte Metallschicht M(x-1) entsprechend im Bereich der Kontaktanschlussflächen strukturiert wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Komponente eines Halbleiterbauteils ein Halbleiterchip, ein Verdrahtungssubstrat, eine Chipkarte oder ein Halbleiterbauteilträger vorgesehen. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, Kontaktanschlussflächen auf sämtlichen Komponenten, die ein Halbleiterbauteil ausmachen, vorzusehen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Schaltungssubstrat eine Leiterplatte oder eine Keramikplatte mit entsprechender Verdrahtungsstruktur Kontaktanschlussflächen mit Heizerstruktur aufweisen. In diesem Fall können Halbleiterbauteile herkömmlicher Bauart mit herkömmlichen Kontaktanschlussflächen und metallischen Verbindungen getestet werden, während die Schaltungssubstrate, auf denen derartige konventionelle Halbleiterbauteile aufgebracht sind, mit Heizerstrukturen versehen sind, so dass eine Möglichkeit gegeben ist, die einleitend aufgeführten unterschiedlichen Lebensdauertests mittels lokaler Erwärmung über das entsprechend ausgestattete Schaltungssubstrat zu bewirken oder Oberflächenmontagen auf dem Schaltungssubstrat durchzuführen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Verbindungselement zu der Kontaktanschlussfläche ein Flipchip-Kontakt, ein Bonddraht oder ein Metallhöcker oder ein Lotball vorgesehen. Die Heizerstruktur der Kontaktanschlussfläche ist somit geeignet, die unterschiedlichsten Verbindungselemente in einem verkürzten Lebensdauertest zu untersuchen und Feh lermechanismen unterschiedlichster Metallkombinationen zwischen Kontaktanschlussflächen und den Verbindungselementen zu untersuchen und festzustellen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Heizerstruktur Leiterbahnpaare auf, welche die Kontaktanschlussflächen umgeben. Diese Leiterbahnpaare bestehen aus einer Hin- und einer Rückleitung, die aus der obersten Metalllage M(x) gebildet werden und die jeweilige Kontaktanschlussflächen umrunden. Dabei ist es möglich, dass nicht nur ein Leiterbahnpaar die Kontaktanschlussfläche umgibt, sondern mehrere derartige Leiterbahnpaare zum Aufheizen der Kontaktanschlussfläche benachbart zu der Kontaktanschlussfläche angeordnet werden. Je weiter jedoch ein derartiges Leitungspaar von der Kontaktanschlussfläche entfernt ist, desto geringer wird die lokale Aufheizwirkung dieser Heizerstruktur ausfallen.

Die unterschiedlichen Metalllagen M1 bis M(x) werden im Bereich der Kontaktanschlussflächen zu einem Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zusammengeführt. Mit derartigen gestapelten Kontaktanschlüssen werden verstärkte Metalldicken für die Kontaktanschlussflächen erreicht, um beispielsweise für Versorgungsströme einen größeren Querschnitt zur Verfügung zu stellen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Heizerstruktur Versorgungsanschlüsse für eine Stromversorgung auf, über welche die Heizerstruktur mit einer entsprechenden Stromquelle verbunden werden kann. Dazu können auch Versorgungsanschlüsse mehrerer Heizerstrukturen entsprechender Kontaktanschlussflächen eines Halbleiterbauteils in Reihe geschaltet sein. Durch diese Serienschaltung wird erreicht, dass alle Kontaktanschlussflächen eines Halbleiterchips oder einer Halbleiterbauteilkomponente, die mit einer derartigen Heizerstruktur ausgestattet sind, über zwei Außenanschlüsse des Halbleiterbauteils mit Heizstrom versorgt werden können.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht nur auf Kontaktflächen mit Heizerstruktur selbst, sondern auch auf Halblei terchips, Verdrahtungssubstrate, Halbleiterbauteilträger oder Chipkarten, die mit einer derartigen Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur ausgestattet sind. Außerdem bezieht sich die Erfindung auch auf Halbleiterbauteile und Schaltungssubstrate, die mindestens eine Kontaktanschlussfläche gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen.

Ein Verfahren zur Herstellung oder zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zum Testen von elektrischen Verbindungen weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine Kontaktanschlussfläche auf einer Oberseite einer Komponente eines Halbleiterbauteils oder eines Schaltungssubstrats vorgesehen. Für die vorgesehene Kontaktanschlussfläche wird die obere Metalllage M(x) einer Halbleiterbauteilkomponente oder eines Schaltungsträgers derart strukturiert, dass eine Heizerstruktur elektrisch isoliert von der vorgesehenen Kontaktanschlussfläche und benachbart zu dieser Kontaktanschlussfläche in dieser obersten Metalllage M(x) derart angeordnet wird, dass metallische Leiterbahnen der Heizerstruktur die Kontaktanschlussfläche an ihren Rändern umgeben oder mäanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche mit Hilfe einer Strukturierung der vorletzten Metalllage M(x-1) angeordnet werden.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass lediglich die Metallisierungsmasken für die entsprechenden Metalllagen M(x) bzw. M(x-1) minimal im Bereich der Kontaktanschlussflächen zu ändern sind, um eine Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zu realisieren.

In einer weiteren bevorzugten Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer Heizerstruktur werden die Leiterbahnen dieser Heizerstruktur sowohl um eine Kontaktfläche herumgelegt als auch mäanderförmig unterhalb der Kontaktfläche angeordnet. Bei dieser Verfahrensvariante wird praktisch die Kontaktanschlussfläche von unten und von der Seite durch die Heizerstruktur aufgeheizt.

In einer weiteren Durchführungsform des Verfahrens werden in jeder der Metalllagen M1 bis M(x) auf der Oberseite eines Halbleiterchips Heizerstrukturen vorgesehen, die benachbart zu einer Kontaktanschlussfläche angeordnet werden, so dass damit eine gestapelte Halbleiterstruktur gebildet wird.

Um eine mäanderförmige Strukturierung der Leiterbahnen zu sichern, werden selektive Metallbeschichtungsverfahren mit entsprechenden Masken verwendet. Dazu werden die in der Halbleiterfertigungstechnik bewährten photolithographischen Schritte durchgeführt.

In einer weiteren Durchführungsform des Verfahrens werden die Leiterbahnen der Heizerstruktur derart ausgelegt, dass die Kontaktanschlussflächen eine lokal und zeitlich begrenzte Temperatur im Bereich von 100 °C bis 600 °C erreichen. Vorzugsweise wird eine Temperatur zwischen 100 °C und 250 °C im Betrieb vorgesehen. Diese Temperaturbereiche haben den Vorteil, dass bei Lebensdauertests die Testdauer einerseits stark verkürzt werden kann, aber auch andererseits die Halbleiterbauteile bzw. die Halbleiterbauteilkomponenten weder zerstört noch beschädigt werden.

In einem weiteren Verfahrensbeispiel werden die Kontaktflächen mit Heizerstruktur für Alterungsprüfungen elektrischer Verbindungselemente der Halbleitertechnik eingesetzt oder für thermische Zyklenprüfungen elektrischer Verbindungselemente verwendet. Schließlich werden die Heizerstrukturen auch ein gesetzt, um ein Anbringen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteilen auf entsprechend übergeordneten Schaltungsplatinen zu erleichtern. Dazu kann die Heizerstruktur der Kontaktflächen mit Stromimpulsen, mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom versorgt werden. Diese Stromversorgung kann mit der Spannungsversorgung des Halbleiterbauteils gekoppelt sein oder auch einen unabhängigen Heizerstromversorgungsschaltkreis umfassen.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Lösung metallische Leiterbahnstrukturen in den obersten Metallisierungsebenen der Halbleiterbauelemente als Heizelemente neben und unter den einzelnen Kontaktanschlussflächen an der Oberseite der Komponenten von Halbleiterbauteilen vorsieht. Diese zusätzlichen metallischen Leiterbahnheizstrukturen können in jedem Standardprozess ohne zusätzliche Prozessschritte in der Halbleitertechnologie hergestellt werden. Durch die in Dauer und Stromstärke frei wählbaren Stromimpulse dieser Heizerelemente können die Kontakte zeitlich und lokal begrenzt auf höhere Temperaturen gebracht werden als die von den Kontaktflächen entfernteren temperaturempfindlichen Teile des Halbleiterbauteils. Die Beheizung kann durch eine separate Stromversorgung unabhängig von der übrigen Beschaltung gestaltet werden, so dass z.B. für Elektromigrationstests auch ein Strom durch die Kontaktanschlussflächen fließen kann, während die Kontaktanschlussfläche über die Heizerstruktur auf höhere Temperatur gebracht wird.

Somit ergeben sich die nachfolgenden Vorteile.

1. In Bezug auf Flipchip-Kontakte: Bei der Flipchip-Montage kann die Korngröße durch die Heizerstrukturen mittels Aufheiz- und Abkühlvorgängen beeinflusst werden, da nach der ersten Lötung der Lötbälle durch lokal begrenzte Heizimpulse eine Rekristallisation und eine dann beliebig steuerbare Abkühlung erfolgen kann, so dass bei sehr schneller Abkühlung eine feinere Kornstruktur des Lotmaterials erhalten wird. Ein schnelles Abkühlen ist in einem Durchlaufofen mit entsprechend thermischer Trägheit und bei Erhitzung des ganzen Halbleiterchips und dem Package nicht realisierbar. Der Heizimpuls direkt an der Kontaktanschlussfläche kann auf die jeweilige Bauteilmasse in vorteilhafter Weise abgestimmt werden.
2. Eine Reparatur ist z.B. möglich. Sieht man auf dem übergeordneten Schaltungssubstrat entsprechende Kontakte mit Heizerstruktur vor, so kann beispielsweise ein Flipchip-Bauteil per Heizimpuls von dem Schaltungsträger abgelötet werden, ohne die enge Nachbarschaft der Schaltungsplatine zu beeinträchtigen. Auf dieselbe Weise kann dann ein Ersatzbauteil mit Flipchip-Kontakten schonend auf die Schaltungsplatine aufgebracht werden.
3. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Halbleiterchiptests, da die durchschnittliche Temperatur an den Kontaktflächen erhöht werden kann und die Testgeschwindigkeit bei Lebensdauertests verbessert wird.
4. Es können mehrere Testtemperaturen gleichzeitig in dem selben Ofen durchgeführt werden, indem der Temperofen auf die niedrigste Testtemperatur gestellt wird und Teilgruppen der Testbauteile auf andere gewünschte Temperaturen über die Heizer der Kontaktanschlussflächen zusätzlich beheizt werden.
5. Ferner lassen sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kontaktanschlussflächen auch verkürzte Lebensdauertests an Hochtemperaturbauteilen durchführen, da die Aufheizung lokal auf die Kontaktanschlussflächen begrenzt bleibt.
6. Ferner sind vorteilhafte Temperaturen an einzelnen Kontaktanschlussflächen möglich, um Tests zu beschleunigen, ohne dass die übergeordnete Schaltungsplatine thermisch überlastet wird. Die erfindungsgemäßen Metallstrukturen haben gegenüber den bekannten Heizerstrukturen aus Polysilizium den Vorteil, dass die erfindungsgemäßen Heizerstrukturen wesentlich näher an der Kontaktanschlussfläche liegen und somit von darunter angeordneten empfindlichen Materialien besser isoliert sind als die Polysiliziumschichten, die unmittelbar die Oberseiten der Komponenten der Halbleiterbauteile thermisch kontaktieren. Eine unerwünschte Wärmeabfuhr nach unten auf das jeweilige Material der Halbleiterbauteilkomponente wird somit bei der erfindungsgemäßen Halbleiterstruktur gegenüber Polysiliziumheizern verringert.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche mit einer Heizerstruktur der Ausführungsform gemäß 1;
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche mit einer modifizierten Heizerstruktur gemäß 1;
4 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche mit einer Heizerstruktur einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Heizerstruktur gemäß 4 entlang der Schnittebene A-A;
6 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche mit einer Heizerstruktur einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Heizerstruktur gemäß 6 entlang der Schnittebene C-C;
8 zeigt eine Draufsicht auf eine aktive Oberseite eines Halbleiterchips mit Kontaktanschlussflächen und mit Heizerstrukturen, die über zwei Versorgungsanschlüsse mit Heizstrom versorgt werden können.
1 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Kontaktanschlussfläche 5 der Heizerstruktur 1 auf einer Oberseite 7 eines Halbleiterchips 16 eines Halbleiterbauteils 9 angeord net. Unterhalb der Kontaktanschlussfläche 5 sind mehrere Metalllagen M1 bis M(x) angeordnet, wobei zwischen den Metallagen M1 bis M(x) nicht gezeigte Isolationslagen angeordnet sind. Über entsprechende Durchkontakte 19 werden Verbindungen von der Kontaktanschlussfläche 5 zu den darunter angeordneten Metalllagen bereitgestellt.
Auf der Oberseite 7 des Halbleiterchips 16 ist neben der Metalllage M1 eine Leiterbahnstruktur 23 aus polykristallinem Silizium angeordnet, die im Wesentlichen das Elektrodenmaterial von Gateelektroden des integrierten Schaltkreises darstellt und diese polykristallinen Gateelektroden untereinander verbindet. Die Kontaktanschlussfläche 5 ist aus der obersten Metallage M(x) strukturiert worden und trägt eine elektrische Verbindung 4 eines elektrischen Verbindungselementes 6, das in dieser Ausführungsform der Erfindung ein Bonddraht 17 ist.
Die Heizerstruktur 1 dieser ersten Ausführungsform der Erfindung weist Leiterbahnen 10 auf, welche die Kontaktanschlussfläche 5 an den Rändern 12, 13, 14 und 15 in einem Abstand a umgeben. Auch in der darunter angeordneten Metalllage M(x-1) sind Leiterbahnen 10 der Heizerstruktur 1 vorgesehen, die eine entsprechend der Kontaktanschlussfläche 5 geformte Metallfläche umgeben. Die darunter angeordneten Metalllagen M1 bis M(x-2) weisen keine Leiterbahnen der Heizerstruktur auf, so dass die Oberfläche 7 des Halbleiterchips 16 thermisch von der Heizerstruktur 1 durch die unteren Isolations- und Metalllagen abgeschirmt wird.
Durch diese Struktur wird erreicht, dass die Grenzschicht zwischen Kontaktanschlussfläche 5 und elektrischer Verbindung 4 lokal aufgeheizt werden kann, ohne den Halbleiterchip 16 selbst und die darin angeordneten integrierten Schaltkreise zu überhitzen. Durch eine derartige Heizerstruktur 1, die auf die elektrische Verbindung 4 einwirkt, können Lebensdauertests und das Ermitteln von Fehlermechanismen in der Verbindung zeitlich verkürzt durchgeführt werden, so dass Alterungserscheinungen der elektrischen Verbindungen in kürzeren Testzeiten feststellbar sind. Außerdem können Migrationsvorgänge des Materials der elektrischen Verbindung 4 beobachtet werden, weil die elektrische Verbindung 4 mit dem hier gezeigten Bonddraht 17 und der Kontaktanschlussfläche 5 einen Strom führen kann, während gleichzeitig über die Heizerstruktur 1 eine Erwärmung der elektrischen Verbindung 4 erzeugt werden kann.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 1 der Ausführungsform gemäß 1. Die Heizerstruktur 1 weist Leiterbahnen 10 auf, die um die Ränder 12, 13, 14 und 15 der Kontaktanschlussfläche 5 gelegt sind und in Versorgungsanschlüssen 21 und 22 enden, über die ein Heizstrom durch die Leiterbahnen 10 geschickt werden kann.
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche 5 mit einer modifizierten Heizerstruktur 1 gemäß 1. Während in 1 zwei Leiterbahnstrukturen der ersten Metalllage M(x) und der darunter liegenden Metalllage M(x-1) angeordnet sind, werden mit der modifizierten Heizerstruktur 1 der 3 Leiterbahnen paarweise um die Kontaktanschlussfläche 5 in der obersten Metalllage M(x) gelegt. Das Leiterbahnpaar 18 kann auch mehrfach um die Ränder 12, 13, 14 und 15 angeordnet werden. In der in 3 gezeigten Struktur verlaufen jeweils drei Leiterbahnen 10 der Heizerstruktur 1 an jedem der Ränder 12, 13, 14 und 15 der Kontaktanschlussfläche 5.
4 zeigte eine perspektivische auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Leiterbahnen 11 nicht um die Kontaktanschlussfläche 5 herum angeordnet, sondern sie sind mäanderförmig in der darunter liegenden Metalllage M(x-1) eingebracht. Eine derartige Konstruktion des Heizers bzw. der Leiterbahnen 11 der Heizerstruktur 2 hat den Vorteil, dass die Kontaktanschlussfläche 5 von unten relativ gleichmäßig durch die mäanderförmige Struktur der Leiterbahnen 11 beheizt wird. Die darunter angeordneten Metalllagen M1 bis M(x-2) können als thermischer Puffer zu der Oberseite des Halbleiterchips dienen.
5 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Halbleiterstruktur 2 gemäß 4 entlang der Schnittebene A-A. Diese mäanderförmige Struktur kann beliebig komplex gestaltet werden, um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der darüber liegenden Kontaktanschlussfläche 5 zu erreichen.
6 zeigt eine perspektivische auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese dritte Ausführungsform der Erfindung stellt praktisch eine Kombination der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar und weist sowohl eine mäanderförmige Heizerstruktur in der vorletzten Metalllage M(x-1) als auch eine die Ränder 12, 13, 14 und 15 umgebende Leiterbahnstruktur in der obersten Metalllage M(x) zum Aufheizen der Kontaktanschlussfläche 5 auf.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Heizerstruktur 3 gemäß 6 entlang der Schnittebene C-C. Mit dieser Struktur wird deutlich, dass es möglich ist, unterhalb der Kontaktanschlussfläche 5 eine Heizerstruktur 3 anzuordnen, die intensiv die Kontaktanschlussfläche 5 von unten aus aufheizen kann, da sowohl Leiterbahnen rund um die Randbereiche 12, 13, 14 und 15 angeordnet sind als auch in mäanderförmiger Form innerhalb der flächigen Erstreckung der Kontaktanschlussfläche gebildet sein können. Um eine derartige Heizerstruktur 3 mit Heizstrom zu versorgen, sind entsprechende Versorgungsanschlüsse 21 und 22 für die jeweilige Kontaktanschlussfläche 5 vorgesehen.
8 zeigt eine Draufsicht auf eine aktive Oberseite 7 eines Halbleiterchips 16 mit Kontaktanschlussflächen 5 und mit Heizerstrukturen 1, die über zwei Versorgungsanschlüsse 21 und 22 mit Heizstrom versorgt werden können. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Heizerstrukturen 1 der jeweiligen Kontaktanschlussflächen 5 in zwei parallel geschaltete Heizstränge 24 und 25 gegliedert, wobei innerhalb eines Heizstranges die einzelnen Heizerstrukturen 1 der Kontaktanschlussflächen 5 in Serie geschaltet sind. Die Anzahl der in Serie geschalteten Heizerstrukturen 1 kann zwischen den Heizsträngen 24 und 25 unterschiedlich sein. Jedoch wird darauf geachtet, dass der Gesamtwiderstand pro Heizstrang 24 bzw. 25 in etwa gleich groß ist.
Die einzelnen Heizerstrukturen 1 der Kontaktanschlussflächen 5 können auch in einem einzigen Heizstrang zusammengefasst werden, indem die Versorgungsanschlüsse 21 und 22 nebeneinander auf einem der Randbereiche der Oberseite 7 des Halbleiterchips 16 angeordnet werden und sämtliche Heizerstrukturen 1 in Serie geschaltet werden. Ferner zeigt diese prinzipielle Struktur einer aktiven Oberseite 7 eines Halbleiterchips 16, dass die Kontaktanschlussflächen 5 mit ihren Heizerstrukturen 10 entfernt von dem eigentlichen Bereich 26 der integrierten Schaltungen angeordnet sind, so dass auch hier eine thermische Entkopplung gegeben ist, und eine Beeinträchtigung der integrierten Schaltung durch die erfindungsgemäßen Heizerstrukturen 1 vermieden wird.
Die Grenze des Bereichs 26 der integrierten Schaltungen wird durch eine durchgezogene Linie 27 gekennzeichnet. Innerhalb dieses Bereichs 26 werden durch gestrichelte Linien 28 Unterbereiche 29 bis 33 gekennzeichnet, die unterschiedliche Schaltfunktionen der integrierten Schaltung wahrnehmen. Die Kontaktanschlussflächen 5 sind über entsprechende Signal- oder Versorgungsleiterbahnen 34 mit den unterschiedlichen Schaltungselementen in den Unterbereichen 29 bis 33 verbunden. Dabei ist der Heizungsschaltkreis aus den beiden Heizsträngen 24 und 25 von der integrierten Schaltungsstruktur elektrisch isoliert, so dass der Halbleiterchip 16 funktionsfähig ist, selbst wenn die Kontaktanschlussflächen 5 mittels ihrer Heizerstrukturen 1 bei lokal überhöhten Temperaturen getestet werden.

1: Heizerstruktur (1. Ausführungsform)
2: Heizerstruktur (2. Ausführungsform)
3: Heizerstruktur (3. Ausführungsform)
4: elektrische Verbindung
5: Kontaktanschlussfläche
6: elektrisches Verbindungselement
7: Oberseite einer Komponente
9: Halbleiterbauteil
10: Leiterbahn
11: Leiterbahn
12: Rand der Kontaktanschlussfläche
13: Rand der Kontaktanschlussfläche
14: Rand der Kontaktanschlussfläche
15: Rand der Kontaktanschlussfläche
16: Halbleiterchip
17: Bonddraht
18: Leiterbahnpaar
19: Durchkontakt
21: Versorgungsanschluss
22: Versorgungsanschluss
23: Leiterbahnstruktur
24: Heizstrang
25: Heizstrang
26: Bereich der integrierten Schaltung
27: durchgezogene Linie
28: gestrichelte Linie
29: Unterbereich
30: Unterbereich
31: Unterbereich
32: Unterbereich
33: Unterbereich
34: Leiterbahnen auf dem Halbleiterchip
M(x): oberste Metalllage
M1: unterste Metalllage
a: Abstand zwischen Kontaktanschlussfläche und Leiterbahn der Heizerstruktur

Claims

Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen (4) zwischen der Kontaktanschlussfläche (5) und einem elektrischen Verbindungselement, wobei die Kontaktanschlussfläche (5) auf einer Oberseite (7) einer Komponente eines Halbleiterbauteils (9) oder eines Schaltungssubstrats angeordnet ist und eine das elektrische Verbindungselement (6) tragende obere Metalllage M(x) aufweist, und wobei die Heizerstruktur (1) elektrisch isoliert von der Kontaktanschlussfläche (5) und benachbart zu der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet ist und metallische Leiterbahnen (10, 11) aufweist, wobei die metallischen Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben oder meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet sind, wobei die Heizerstruktur (1) mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen (M1 bis M(x)) aufgebaut ist, wobei die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) durch die Isolationslagen voneinander isolierte Metalllagen (M1 bis M(x)) sind, die im Bereich der Kontaktanschlussfläche (5) einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung der Kontaktanschlussfläche (5) aufweisen.
Kontaktanschlussfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Leiterbahnen des Heizers sowohl die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben, als auch meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet sind.
Kontaktanschlussfläche nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Halbleiterchip (16), ein Verdrahtungssubstrat, eine Chipkarte oder ein Halbleiterbauteilträger ist.
Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungssubstrat eine Leiterplatte oder eine Keramikplatte mit Verdrahtungsstruktur ist.
Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6) ein Flipchip-Kontakt, ein Bonddraht (17), ein Metallhöcker oder eine Lotball ist.
Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) ein Leiterbahnpaar (18) aufweist, das die Kontaktanschlussfläche (5) umgibt.
Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllagen (M1 bis M(x)) im Bereich der Kontaktfläche (5) über Durchkontakte (19) durch die Isolationslagen elektrisch in Verbindung stehen.
Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) Versorgungsanschlüsse (21, 22) für eine Stromversorgung aufweist.
Kontaktanschlussfläche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsanschlüsse (21, 22) mehrerer Heizerstrukturen (1) entsprechender Kontaktanschlussflächen (5) eines Halbleiterbauteils in Reihe geschaltet sind.
Halbleiterchip, der mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Verdrahtungssubstrat, das mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Halbleiterbauteilträger, der mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Chipkarte, die mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) mit Heizerstruktur (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Halbleiterbauteil, das mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Schaltungssubstrat, das mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanschlussfläche (5) mit Heizerstruktur (1) zum Testen oder Anbringen von elektrischen Verbindungen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Vorsehen einer Kontaktanschlussfläche (5) auf einer Oberseite einer Komponente eines Halbleiterbauteils oder eines Schaltungssubstrats; – Strukturieren von Metalllagen (M1 bis M(x)) derart, dass eine Heizerstruktur (1) elektrisch isoliert von der Kontaktanschlussfläche (5) und benachbart zu der Kontaktanschlussfläche (5) derart angeordnet wird, dass metallische Leiterbahnen (10) der Heizerstruktur die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben oder meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet werden, wobei die Heizerstruktur (1) mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen (M1 bis M(x)) aufgebaut wird und die Metalllagen (M1 bis M(x)) im Bereich der Kontaktanschlussfläche (5) einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung der Kontaktanschlussfläche (5) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) sowohl die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben, als auch meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen einer Heizerstruktur (1) selektive Metallbeschichtungsverfahren unter Einsatz entsprechender Masken verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) derart ausgelegt werden, dass die Kontaktanschlussfläche eine lokal und zeitlich begrenzte Temperatur im Bereich von 100 °C bis 600 °C, vorzugsweise 100 °C bis 250 °C im Betrieb erreichen kann.
Verfahren zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) der Kontaktflächen (5) mit Stromimpulsen versorgt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) der Kontaktflächen (5) mit Gleichstrom versorgt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) der Kontaktflächen (5) mit Wechselstrom versorgt wird.
Verwendung einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Alterungs prüfungen elektrischer Verbindungselemente (6) der Halbleitertechnik.
Verwendung einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für thermische Zyklenprüfungen elektrischer Verbindungselemente der Halbleitertechnik.
Verwendung einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für oberflächenmontierbare Halbleiterbauteile.