一种半导体器件及其制作方法与流程

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术：

在半导体技术领域，各种半导体器件的封装工艺流程中，凸块结构的制作是其中一个关键制程，凸块用于提供半导体器件与封装基板之间的电性连接。部分半导体器件在制作完成凸块结构之后还有再布线需求，但是形成再布线层的工艺通常包括较多制程且成本较高。因此需要开发一种半导体器件，能够在不增加再布线制程的前提下实现再布线需求，且工艺简单，成本较低。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种半导体器件及其制作方法，能够利用凸块制作工艺实现半导体器件的再布线需求，且工艺简单，成本较低。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：

提供一种半导体器件，包括：半导体基板，所述半导体基板的第一表面具有多个导电焊盘；图案化的第一金属层，每个所述导电焊盘上方设置有所述第一金属层，且至少两个相邻所述导电焊盘之间跨接有所述第一金属层；多个第二金属凸块，设置于所述第一金属层远离所述半导体基板的一侧表面，且与所述导电焊盘一一对应。

其中，多个所述第二金属凸块的高度相同。

其中，跨接在相邻的两个所述导电焊盘之间的所述第一金属层在所述半导体基板上的正投影呈弯折或者不弯折的条状。

其中，所述条状的径向尺寸为一固定值。

其中，所述条状的径向尺寸小于或等于所述第二金属凸块在所述半导体基板上的正投影的尺寸。

其中，所述第一金属层的材料包括钛钨合金。

其中，所述第二金属凸块的材料包括金。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：

提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供半导体基板，所述半导体基板的第一表面具有多个导电焊盘；在所述第一表面形成第一金属层，所述第一金属层与所述导电焊盘电性连接；在所述第一金属层远离所述半导体基板的一侧表面形成多个第二金属凸块，且每个所述导电焊盘位置处设置有一个所述第二金属凸块；刻蚀去除部分所述第一金属层，保留每个所述第二金属凸块下方的第一金属层以及保留跨接在至少两个相邻所述第二金属凸块之间的所述第一金属层。

其中，所述刻蚀去除部分所述第一金属层，保留每个所述第二金属凸块下方的第一金属层以及保留跨接在至少两个相邻所述第二金属凸块之间的所述第一金属层的步骤包括：在所述第一金属层远离所述半导体基板的一侧表面形成图案化的第一光阻涂层，其中，每个所述第二金属凸块以及跨接在至少两个相邻所述第二金属凸块之间的所述第一金属层被所述第一光阻涂层覆盖；刻蚀去除未被所述第二金属凸块或所述第一光阻涂层覆盖的所述第一金属层；去除所述第一光阻涂层。

其中，所述在所述第一金属层远离所述半导体基板的一侧表面形成多个第二金属凸块，且每个所述导电焊盘位置处设置有一个所述第二金属凸块的步骤包括：在所述第一金属层远离所述半导体基板的一侧表面形成图案化的第二光阻涂层，所述第二光阻涂层包括多个通孔，所述通孔与所述导电焊盘一一对应；在每个所述通孔内形成第二金属凸块；去除所述第二光阻涂层。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的半导体器件包括半导体基板、图案化的第一金属层和多个第二金属凸块，其中，半导体基板的第一表面具有多个导电焊盘，每个导电焊盘上方设置有第一金属层，且至少两个相邻导电焊盘之间跨接有第一金属层，第二金属凸块设置于第一金属层远离半导体基板的一侧表面，且与导电焊盘一一对应。本申请通过将第一金属层跨接在至少两个相邻导电焊盘之间，再在第一金属层上对应于导电焊盘位置处设置第二金属凸块，实现至少两个相邻第二金属凸块之间的互连。进而能够根据半导体器件的再布线需求设计第一金属层跨接导电焊盘的方式，实现第二金属凸块之间的对应于再布线需求的互连方式，从而实现半导体器件的再布线需求，且能够在图案化的第一金属层的制作工艺中实现，不需要引入额外的再布线制程，工艺简单，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本申请半导体器件一实施方式的结构示意图；

图2a为本申请半导体器件另一实施方式的结构示意图；

图2b为图2a中半导体器件的俯视结构示意图；

图3为本申请半导体器件的制作方法一实施方式的流程示意图；

图4a为图3中步骤s11对应的一实施方式的结构示意图；

图4b为图3中步骤s12对应的一实施方式的结构示意图

图4c为图3中步骤s13对应的一实施方式的结构示意图；

图5为图3中步骤s13包括的步骤一实施方式的流程示意图；

图6a为图5中步骤s131对应的一实施方式的结构示意图；

图6b为图5中步骤s132对应的一实施方式的结构示意图；

图7为图3中步骤s14包括的步骤一实施方式的流程示意图；

图8a为图7中步骤s141对应的一实施方式的结构示意图；

图8b为图7中步骤s142对应的一实施方式的结构示意图

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请半导体器件一实施方式的结构示意图，该半导体器件包括：半导体基板11、图案化的第一金属层12和多个第二金属凸块13。具体地，半导体基板11的第一表面具有多个导电焊盘111，半导体基板11可以为已经完成芯片生产工艺但未切割的晶圆，也可以为切割成的单颗芯片，图1中示意性画出包含两个导电焊盘111的单颗芯片的情况。每个导电焊盘111上方设置有第一金属层12，且至少两个相邻导电焊盘111之间跨接有第一金属层12。例如图1中第一金属层12跨接在两个相邻导电焊盘111上方以及之间，并与导电焊盘111电性连接。优选第一金属层12完全覆盖其下方的导电焊盘111，避免导电焊盘111与其他部件出现不必要的导通。多个第二金属凸块13则设置于第一金属层12远离半导体基板11的一侧表面，且与导电焊盘111一一对应，使得跨接在相邻两个导电焊盘111之间的第一金属层12同时也跨接在对应的相邻两个第二金属凸块13之间。即从第一表面往上，依次分布有导电焊盘111、第一金属层12、第二金属凸块13，第一金属层12实现第二金属凸块13与导电焊盘111之间的电性连接，而且能够作为中间层增加第二金属凸块13与导电焊盘111之间的连接强度，使第二金属凸块13不易脱落。

此外，由于第一金属层12跨接在两个相邻导电焊盘111上方以及之间，两个第二金属凸块13对应于两个导电焊盘111设置，则两个第二金属凸块13通过第一金属层12实现互连，相当于将两个第二金属凸块13合并为一个电性连接点，实现了再布线的功能，且能够在图案化的第一金属层12的制作工艺中实现再布线的功能，不需要引入额外的再布线制程，工艺简单，成本较低。

在另一个实施方式中，请参阅图2a和图2b，图2a为本申请半导体器件另一实施方式的结构示意图，图2b为图2a中半导体器件的俯视结构示意图，其中，图2a为图2b中各结构部件投影到半导体基板21的上侧面的剖面结构示意图。本实施方式中半导体器件的结构与上述实施方式中相似，包括：半导体基板21、图案化的第一金属层22和多个第二金属凸块23。其中，半导体基板21的第一表面包括多个导电焊盘211(图2a中示意性画出六个的情况)，每个导电焊盘211上方设置有第一金属层22，且至少两个相邻导电焊盘211之间跨接有第一金属层22。例如图1中左侧三个导电焊盘211之上以及两两之间跨接有第一金属层22，右侧两个相邻导电焊盘211之上以及之间跨接有第一金属层22，中间的第一金属层22仅覆盖中间的导电焊盘211。第一金属层22与对应位置处的导电焊盘211电性连接。多个第二金属凸块23则设置于第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面，且与导电焊盘211一一对应，使得跨接在相邻两个导电焊盘211之间的第一金属层22同时也跨接在对应的相邻两个第二金属凸块23之间。优选地，本实施方式中多个第二金属凸块23的高度相同，便于采用一次电镀工艺制作完成。

优选地，本实施方式中，跨接在相邻的两个导电焊盘211之间的第一金属层22在半导体基板21上的正投影呈弯折或者不弯折的条状，也就是说跨接在相邻的两个第二金属凸块23之间的第一金属层22在半导体基板21上的正投影呈弯折或者不弯折的条状。例如跨接在图2b中最左侧两个第二金属凸块23之间的第一金属层22呈不弯折的条状，跨接在图2b中最右侧两个第二金属凸块23之间的第一金属层22呈弯折的条状。第一金属层22在相邻两个导电焊盘211之间的跨接形式可以依据半导体器件的再布线需求以及半导体基板11的内部结构进行设计，以使相邻的第二金属凸块23之能通过第一金属层22互连，实现半导体器件的再布线需求。

优选地，本实施方式中，上述条状的径向尺寸d1为一固定值，且小于或等于第二金属凸块23在半导体基板11上的正投影的尺寸d2，如此设置可以降低图案化的第一金属层22的制作工艺的难度，提高半导体器件的可靠性。当然，在其他的实施方式中，上述条状的径向尺寸也可以不为固定值，即上述条状可以为矩形、平行四边形、梯形、圆弧形或者其他不规则的形状，本申请对此不作限定。

优选地，本实施方式中第一金属层22的材料包括钛钨合金，第二金属凸块23的材料包括金。当然，在其他实施方式中，也可以为其他材料，如第一金属层的材料为钛铜合金，第二金属凸块的材料为铜。

请参阅图3，图3为本申请半导体器件的制作方法一实施方式的流程示意图，该制作方法对应对上述图2a所述的半导体器件的制作方法，具体包括如下步骤：

s11，提供半导体基板，半导体基板的第一表面具有多个导电焊盘。

半导体基板可以为已经完成芯片生产工艺但未切割的晶圆，也可以为切割成的单颗芯片。具体请参阅图4a，图4a为图3中步骤s11对应的一实施方式的结构示意图，图中半导体基板21为第一表面具有六个导电焊盘211的单颗芯片，该第一表面为芯片的功能面，通过导电焊盘211实现芯片与其他器件的电连接。

s12，在第一表面形成第一金属层，第一金属层与导电焊盘电性连接。

请参阅图4b，图4b为图3中步骤s12对应的一实施方式的结构示意图，在半导体基板21的第一表面形成第一金属层22，该第一金属层22与导电焊盘211电性连接。优选地，该第一金属层22的材料为钛钨合金，可通过溅镀的方式形成，可增加后续形成的第二金属凸块23在半导体基板21上的附着力，使其不易脱落。

s13，在第一金属层远离半导体基板的一侧表面形成多个第二金属凸块，且每个导电焊盘位置处设置有一个第二金属凸块。

请参阅图4c，图4c为图3中步骤s13对应的一实施方式的结构示意图，形成第一金属层22之后，在第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面形成多个第二金属凸块23，每个导电焊盘211位置处设置有一个第二金属凸块23。优选地，本实施方式多个第二金属凸块23的高度相同，该第二金属凸块23的材料为金，可通过一次电镀工艺形成。

s14，刻蚀去除部分第一金属层，保留每个第二金属凸块下方的第一金属层以及保留跨接在至少两个相邻第二金属凸块之间的第一金属层。

请继续参阅图2a，在图4c所示结构的基础上，刻蚀去除部分第一金属层22，且保留每个第二金属凸块23下方的第一金属层22以及保留跨接在至少两个相邻第二金属凸块23之间的第一金属层22。具体地，本实施方式中，如图2a所示，左侧三个第二金属凸块23的两两之间跨接有第一金属层22，右侧两个相邻第二金属凸块23之间跨接有第一金属层22，也就是说，左侧三个第二金属凸块23下方以及两两之间跨接的第一金属层22、右侧两个第二金属凸块23下方以及之间跨接的第一金属层22、中间一个第二金属凸块23下方的第一金属层22均被保留，其余的第一金属层22被刻蚀去除，形成图案化的第一金属层22。

本实施方式通过将图4c中第一金属层22跨接在左侧三个第二金属凸块23的两两之间，以及跨接在右侧两个第二金属凸块23之间，分别实现左侧三个第二金属凸块23、右侧两个第二金属凸块23之间的互连，从而实现半导体器件的再布线需求，且能够在图案化的第一金属层22的制作工艺中实现，不需要引入额外的再布线制程，工艺简单，成本较低。

请参阅图5，图5为图3中步骤s13包括的步骤一实施方式的流程示意图，在第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面形成多个第二金属凸块23，且每个导电焊盘211位置处设置有一个第二金属凸块23的步骤包括：

s131，在第一金属层远离半导体基板的一侧表面形成图案化的第二光阻涂层，第二光阻涂层包括多个通孔，通孔与导电焊盘一一对应。

具体地，请参阅图6a，图6a为图5中步骤s131对应的一实施方式的结构示意图。在图4b所示结构的基础上，在第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面形成图案化的第二光阻涂层24，该第二光阻涂层24包括多个通孔241，通孔241与导电焊盘211一一对应。具体可通过在半导体基板21上涂覆光阻，然后利用曝光工艺将掩膜板上的图案转移至光阻涂层上，再利用显影工艺在第二光阻涂层24对应导电焊盘211的位置处形成通孔241，得到图案化的第二光阻涂层24。之后可以利用去离子水冲洗、氧清洗等工艺将通孔241内可能残留的光阻去除，以充分暴露通孔241内的第一金属层22。

s132，在每个通孔内形成第二金属凸块。

具体地，请参阅图6b，图6b为图5中步骤s132对应的一实施方式的结构示意图。形成图案化的第二光阻涂层24之后，在每个通孔241内形成第二金属凸块23。优选采用电镀的工艺形成第二金属凸块23，得到高度一致的多个第二金属凸块23，其中，第二金属凸块23的材料优选为金。

s133，去除第二光阻涂层。

具体地，请继续参阅图4c，在通孔241内形成第二金属凸块23之后，利用去光阻工艺将第二光阻涂层24去除，形成图4c所示的结构，在第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面对应于每个导电焊盘211的位置处形成有一个第二金属凸块23。

本实施方式通过电镀工艺在第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面形成多个第二金属凸块23，使得第二金属凸块23能够通过第一金属层22与导电焊盘导通，使得本申请半导体器件与其他器件的电连接，工艺简单易实现。

请参阅图7，图7为图3中步骤s14包括的步骤一实施方式的流程示意图，刻蚀去除部分第一金属层22，保留每个第二金属凸块23下方的第一金属层22以及保留跨接在至少两个相邻第二金属凸块23之间的第一金属层22的步骤包括：

s141，在第一金属层远离半导体基板的一侧表面形成图案化的第一光阻涂层，其中，每个第二金属凸块以及跨接在至少两个相邻第二金属凸块之间的第一金属层被第一光阻涂层覆盖。

具体地，请参阅图8a，图8a为图7中步骤s141对应的一实施方式的结构示意图。在图4c所示结构的基础上，在第一金属层22远离半导体基板21的一侧表面形成图案化的第一光阻涂层25，其中，每个第二金属凸块23以及跨接在至少两个相邻第二金属凸块23之间的第一金属层22被第一光阻涂层23覆盖。本实施方式中，图8a左侧三个第二金属凸块23两两之间跨接的第一金属层22、右侧两个第二金属凸块23之间跨接的第一金属层22、以及每个第二金属凸块23均被第一光阻涂层25覆盖。

s142，刻蚀去除未被第二金属凸块或第一光阻涂层覆盖的第一金属层。

具体地，请参阅图8b，图8b为图7中步骤s142对应的一实施方式的结构示意图。形成图案化的第一光阻涂层25之后，如上述步骤s141所述，部分第一金属层22未被第一光阻涂层25覆盖，也未被第二金属凸块23覆盖，此时采用刻蚀的工艺去除这部分未被第二金属凸块23或第一光阻涂层25覆盖的第一金属层22。具体刻蚀的工艺可以为干法刻蚀或者湿法刻蚀。刻蚀之后可以通过显微镜检验的方式确认第一金属层22的刻蚀效果，避免出现未被刻蚀干净的第一金属层22带来不必要的导通，影响半导体器件的性能。

s143，去除第一光阻涂层。

具体地，请继续参阅图2a，在刻蚀去除未被第二金属凸块23和第一光阻涂层25覆盖的第一金属层22之后，利用去光阻工艺将第一光阻涂层25去除，形成图2a所示的结构，即本申请提供的半导体器件。

本实施方式采用刻蚀的工艺保留部分相邻第二金属凸块23之间第一金属层22，使得这部分相邻第二金属凸块23通过第一金属层22实现电性互连，从而实现半导体器件的再布线需求，且能够在图案化的第一金属层22的制作工艺中实现，不需要引入额外的再布线制程，工艺简单，成本较低。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。