一种焊垫结构及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及特别涉及一种焊垫结构及其制作方法。
【背景技术】
[0002]CMOS图像传感器(CIS)正在以其价格低、功耗低、速度快、集成度高、图像质量好等方面上的优势，逐渐取代CCD图像传感器，被广泛应用于手机、电脑、数码相机等电子产品中。
[0003]板上芯片(Chip On Board，简称COB)封装是CIS芯片的主要封装形式之一。如图1所示，在COB封装中，采取的是打线键合(Wire Bonding)方式，既金焊线(Au Wire) 104的一端通过Au球105压合在CIS芯片101的铝焊垫103 (Al Pad)上，另一端压合在基板100的引脚102上。
[0004]如图2所示，目前的焊垫结构(假设该芯片有三层金属层):包括第一金属层Ml、第二金属层M2以及顶部金属层M3,上下金属层Ml和M2、M2和M3之间为介电层,在介电层中规律地排列多个钨插塞Vial和Via2。顶部金属层M3上方为保护层(Passivat1n) 20，在某些特定区域(如图2中对应焊垫区域)对保护层20进行蚀刻，形成焊盘开口 21，露出部分顶部金属层M3，形成焊垫。
[0005]然而，为了使光线更好地被光敏器件吸收，CIS芯片后段的介电层和金属层一般都做的比较薄，包括Al焊垫(Pad)。而较薄的Al焊垫则有可能会导致Au球压合不牢，容易发生剥离，造成断路。如果直接加厚顶部金属层，来增加焊垫的厚度，则会影响光线的吸收，从而影响芯片的成像质量。
[0006]因此，确实需要提供一种新的焊垫结构，以提高焊垫的可靠度和打线的良率。
【发明内容】
[0007]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0008]为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种焊垫结构，包括:
[0009]互连金属层、位于所述互连金属层上的层间介电层以及位于所述层间介电层中的若干顶部通孔，其中所述互连金属层分为焊垫区域和非焊垫区域；
[0010]在所述层间介电层中形成有暴露位于所述焊垫区域的所述互连金属层的第一开P ；
[0011]在所述层间介电层的表面上和所述第一开口的侧壁和底部形成有顶部金属层，位于所述第一开口底部的顶部金属层与所述互连金属层相接触组成叠层结构，共同作为焊垫；
[0012]在所述顶部金属层的上方形成有具有第二开口的钝化层，所述第二开口暴露所述焊垫。
[0013]进一步，在所述互连金属层的下方还形成有若干互连金属层和通孔交替组成的叠层。
[0014]进一步，位于所述非焊垫区域的所述顶部金属层通过所述若干顶部通孔与下方的所述互连金属层相电连接。
[0015]进一步，所述顶部金属层的材料选用金属铝或铜铝合金。
[0016]进一步，所述第二开口呈上宽下窄形状。
[0017]进一步，所述第二开口的宽度为所述焊垫宽度的I?2倍。
[0018]进一步，所述钝化层选自PESIN层、PETEOS层、SiN层和TEOS层中的一种或者多种。
[0019]进一步，所述顶部通孔为钨栓塞。
[0020]进一步，所述焊垫结构适用于CMOS图像传感器。
[0021]本发明实施例二提供一种焊垫结构的制作方法，包括:
[0022]提供具有若干互连金属层形成的叠层，相邻所述互连金属层之间具有通孔，所述若干互连金属层至少包含一互连金属层，其中所述互连金属层分为焊垫区域和非焊垫区域；
[0023]在所述互连金属层上形成层间介电层，在对应所述非焊垫区域的所述层间介电层中形成若干顶部通孔；
[0024]在对应所述焊垫区域的所述层间介电层内形成暴露所述互连金属层的第一开P ；
[0025]在所述层间介电层的表面和所述第一开口的侧壁和底部形成顶部金属层，并图案化所述顶部金属层，其中，位于所述第一开口底部的所述顶部金属层与所述互连金属层相接触组成叠层结构，共同作为焊垫；
[0026]在所述顶部金属层上形成钝化层，蚀刻部分所述钝化层形成暴露所述焊垫的第二开口。
[0027]进一步，所述第二开口呈上宽下窄形状。
[0028]进一步，所述第二开口的宽度为所述焊垫宽度的I?2倍。
[0029]进一步，所述蚀刻具有钝化层对所述顶部金属层高的选择蚀刻比。
[0030]进一步，所述顶部金属层的材料选用金属铝或铜铝合金。
[0031]进一步，适用于CMOS图像传感器的焊垫结构的制作。
[0032]综上所述，本发明的焊垫结构实现了在不增加顶部金属层厚度的前提下，使顶部金属层与其下方的互连金属层的叠层结构共同作为焊垫，增加了焊垫的厚度，解决了 Au球键合不牢的问题，进而提高了器件的可靠性。
【附图说明】
[0033]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0034]附图中:
[0035]图1示出了现有的CIS芯片的板上芯片封装结构的示意图；
[0036]图2示出了现有技术的焊垫结构的剖视图；
[0037]图3示出了本发明实施例二中焊垫结构的剖视图；
[0038]图4A-4D示出了本发明一个实施方式来制作焊垫结构的工艺过程中相关步骤所获得的器件的剖视图；
[0039]图5示出了根据本发明一个实施方式来制作焊垫结构的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0040]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0041]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0042]应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接至IJ”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0043]空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0044]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0045]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还