半导体器件的制作方法_3

文档序号:9827213阅读:来源:国知局
的周缘120c中,所以第一端子焊盘140的侧壁140s的延长线ELl不会遇到第一电容器结构120。因此,第一端子焊盘140的侧壁140s的延长线ELl可以与第一电容器结构120分开。
[0106]在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件I中,在中间层间绝缘层114中,在第一端子焊盘140的周缘140c与第一通孔120h的周缘120c之间可以没有设置其中下电极、电容器绝缘层和上电极被顺序地层叠的电容器结构。
[0107]在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件I中,在层间绝缘层110中可以没有设置与第一端子焊盘140交叠的电容器结构。
[0108]钝化层130可以设置在层间绝缘层110和第一端子焊盘140上。钝化层130可以包括暴露第一端子焊盘140的一部分的第一开口 130t。
[0109]钝化层130可以包括例如聚酰亚胺(PI)、感光聚酰亚胺(PSPI)、光致抗蚀剂(PR)、聚苯乙烯、苯并环丁烯(BCB)、硅氮化物、硅氧化物、硅氮氧化物、硅碳氮化物、硅碳氮氧化物和正硅酸乙酯(TEOS)中的至少一种,但是不限于此。
[0110]第一导电粘合层145可以形成在钝化层130和第一端子焊盘140上。第一导电粘合层145可以形成为接触第一端子焊盘140。第一导电粘合层145可以插置在第一外部端子150和第一端子焊盘140之间。第一导电粘合层145可以沿着钝化层130和第一开口130t共形地形成。
[0111]第一导电粘合层145可以是所谓的凸块下金属(UBM),其用作粘合层、扩散防止层和/或浸润层。具体地,当第一外部端子150直接形成在暴露的第一端子焊盘140上时,应力会集中在由不同材料制成的第一端子焊盘140和第一外部端子150之间。结果,可能发生第一外部端子150没有附着到第一端子焊盘140上的现象。也就是,由于焊料材料或凸块材料对于第一端子焊盘140不浸润,所以第一端子焊盘140和第一外部端子150不会附着到彼此。
[0112]虽然第一端子焊盘140和第一外部端子150附着到彼此,但是应力会集中在第一端子焊盘140和第一外部端子150的附接表面上。当应力集中在该附接表面上时,第一端子焊盘140和第一外部端子150的附接表面可能在半导体器件持续运行时分开,容易发生机械故障。
[0113]在第一导电粘合层145中,各种金属包括例如铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛钨(TiW)、镍钒(NiV)等可以形成为多层结构。作为一个示例,第一导电粘合层145可以形成为 Ti/Cu、Cr/Cr-Cu/Cu, TiW/Cu、Al/NiV/Cu 或 Ti/Cu/Ni 的结构,但是不限于此。
[0114]只是为了容易描述在图2和图3中示出在第一导电粘合层145上的第一外部端子150。因此,第一外部端子150可以不被包括在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件I中。
[0115]在图3中,示出第一外部端子150是具有球形的端子,但是不限于此。也就是,第一外部端子150可以是具有柱形的凸块。
[0116]第一外部端子150可以通过第一开口 130t与第一端子焊盘140连接。
[0117]在下文,将描述可通过根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件获得的各效果之一。
[0118]当电力或电信号通过第一外部端子150反复地输入到外部设备中或从外部设备输出时,从第一外部端子150等产生焦耳热。
[0119]产生的焦耳热可以辐射到外部,但是由于产生的焦耳热使电容器结构受到热机械应力。也就是,由于电容器结构具有大杨氏模量的金属电极,所以电容器结构受到热机械应力。
[0120]由于产生的焦耳热,热机械应力在第一端子焊盘140的边缘处具有最大值。也就是,在与第一端子焊盘的侧壁140s的延长线ELl相遇的电容器结构中,热机械应力以最大值施加到电容器结构。
[0121]因此,在电容器结构的施加有最大值的热机械应力的部分处,由于热机械应力容易发生缺陷等。例如,由于热机械应力,电容器结构的电容器绝缘层可能破裂或者包括在电容器结构中的各个层可能裂开。也就是,会发生半导体器件的可靠性问题。
[0122]因此,电容器结构不安置在电容器结构的施加有最大值的热机械应力的部分处,以防止由于热机械应力而发生缺陷。
[0123]参照图4,将描述根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件。为了容易描述,将主要描述与参照图2和图3的描述的差异。
[0124]图4是用于描述根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的图示。
[0125]参照图4,根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件2还可以包括第二电容器结构125。
[0126]更具体地,第二电容器结构125可以设置在层间绝缘层110中的中间层间绝缘层114中。第二电容器结构125可以在基板100的一个表面上设置在与第一电容器结构120相同的水平面上。也就是,从基板100的一个表面到第一电容器结构120的上表面的高度可以与从基板100的所述一个表面到第二电容器结构125的上表面的高度基本上相同。
[0127]第二电容器结构125的至少一部分可以与第一端子焊盘140交叠。
[0128]在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件2中,整个第二电容器结构125可以与第一端子焊盘140交叠。换句话说,从平面图视角,第二电容器结构125可以设置在第一端子焊盘140的周缘140c内。
[0129]第一端子焊盘140的侧壁140s的延长线ELl不会遇到(或延伸到)第二电容器结构125。因此,第一端子焊盘140的侧壁140s的延长线ELl可以与第二电容器结构125分开。
[0130]第二电容器结构125可以设置在第一通孔120h中。也就是,第二电容器结构125可以设置在第一通孔120h的周缘120c内。
[0131]在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件2中,第二电容器结构125可以例如与下布线结构115和/或上布线结构117电连接。也就是,第一电容器结构120和第二电容器结构125可以例如分别与下布线结构115和/或上布线结构117电连接。
[0132]第二电容器结构125可以包括顺序地层叠在下层间绝缘层112上的第二下电极126、第二电容器绝缘层127和第二上电极128。
[0133]第二下电极126可以包括导电材料并可以包括例如从导电金属氮化物(例如,钛氮化物、钽氮化物或钨氮化物)、金属(例如,钌、铱、钛或钽)、和导电金属氧化物(例如,铱氧化物)中选择的至少一个。
[0134]第二电容器绝缘层127可以包括例如硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、和高介电常数材料中的至少一个。第二电容器绝缘层127可以包括例如铪氧化物、铪硅氧化物、镧氧化物、镧铝氧化物、锆氧化物、锆硅氧化物、钽氧化物、钛氧化物、钡锶钛氧化物、钡钛氧化物、锶钛氧化物、钇氧化物、铝氧化物、铅钪钽氧化物和铌酸铅锌中的至少一个,但是不限于此。
[0135]第二上电极128可以包括例如从导电金属氮化物(例如,钛氮化物、钽氮化物或钨氮化物)、金属(例如,舒、铱、钛或钽)和导电金属氧化物(例如,铱氧化物)中选择的至少一个。
[0136]由于第一电容器结构120和第二电容器结构125可以在相同的制造工艺中形成,所以第一下电极121和第二下电极126可以包括相同的材料,第一电容器绝缘层122可以包括与第二电容器绝缘层127相同的材料,第一上电极123可以包括与第二上电极128相同的材料。
[0137]在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件2中,第二电容器结构125可以与第一端子焊盘120分开。也就是,第一下电极121可以与第二下电极126分开,第一上电极123可以与第二上电极128分开,第一电容器绝缘层122可以与第二电容器绝缘层127分开。
[0138]因此,在中间层间绝缘层114中,其中下电极、电容器绝缘层和上电极顺序层叠的电容器结构可以不设置在第一电容器结构120和第二电容器结构125之间。
[0139]参照图5,将描述根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件。为了容易描述,将主要描述与参照图5的描述的差异。
[0140]图5是用于描述根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的图示。
[0141]参照图5,在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件3中,第二电容器结构125的一部分可以与第一端子焊盘140交叠,第二电容器结构125的其余部分可以不与第一端子焊盘140交叠。第二电容器结构125的长度可以大于或等于所述第一端子焊盘140的长度。
[0142]从平面图视角,第一端子焊盘140的周缘140c可以位于第二电容器结构125中。也就是,第二电容器结构125的一部分可以设置在第一端子焊盘140的周缘140c内,第二电容器结构125的其余部分可以设置在第一端子焊盘140的周缘140c之外。因此,第一端子焊盘140的侧壁140s的延长线ELl可以遇到(或延伸到)第二电容器结构125。
[0143]然而,第二电容器结构125可以设置在第一通孔120h中。也就是,在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件3中,第二电容器结构125可以设置在第一通孔120h的周缘120c内。
[0144]在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件3中,第二电容器结构125可以例如不与下布线结构115和/或上布线结构117电连接。第二电容器结构125可以例如与下布线结构115和/或上布线结构117电绝缘。也就是,第二电容器结构125可以是不作为电路中的电容器运行的虚设电容器。
[0145]换句话说,第一电容器结构120可以与下布线结构115和/或上布线结构117电连接,但是第二电容器结构125可以不与下布线结构115和/或上布线结构117电连接。
[0146]参照图6,将描述根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件。为了容易描述,将主要描述与参照图4的描述的差异。
[0147]图6是用于描述根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的图示。
[0148]参照图6,在根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件4中,第一电容器结构120和第二电容器结构125可以不彼此分开。
[0149]更具体地,第一电容器结构120的第一上电极123和第二电容器结构125的第二上电极128可以彼此分开。
[0150]然而,第一电容器绝缘层122和第二电容器绝缘层127可以通过连接绝缘层122p来连接,第一下电极121和第二下电极126可以通过连接导体121p来连接。
[0151]因此,第一电容器结构120和第二电容器结构125可以通过连接绝缘层122p和连接导体121p而彼此连接。
[0152]第二上电极128可以例如不与下布线结构115和/或上布线结构117电连接。
[0153]连接绝缘层122p可以包括与第一电容器绝缘层122和第二电容器绝缘层127相同的材料,连接导体121p可以包括与第一下电极121和第二下电极126相同的材料。
[0154]如在关于图2和图3的部分中描述的,热机械应力在第一端子焊盘140的边缘处具有最大值。也就是,如果电容器结构遇到(或延伸到)第一端子焊盘140的侧壁140s的延长线ELl,则最大值的热机械应力被施加到电容器结构。
[0155]因此,由于连接导体121p和连接绝缘层122p位于其中热机械应力具有最大值的部分处,所以热机械应力会通过连接导体121p和连接绝缘层122p产生
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