包覆型多金属导电凸块结构的制作方法

本技术涉及晶圆级封装行业，更具体涉及一种包覆型多金属导电凸块结构。

背景技术：

1、随着可携式及高性能微电子产品向短、小、轻、薄化方向发展，传统打线方式(wirebonding)作为晶片与各式基材结合的封装技术已不能满足现在消费电子产品的需求，取而代之的凸块封装成为晶圆级封装的关键技术。在凸块封装工艺中，多用电镀的方法进行再布线或形成凸块，较为传统的流程如图1所示，首先进行步骤s101，利用物理气相沉积法(pvd)在晶圆表面形成一层金属/金属化合物的种子层，然后进行步骤s102，直接在上面涂布上光刻胶，通过光刻工艺将布线层的线条显影出来，接着，执行步骤s103，通过电镀工艺，制作出符合厚度要求的金属凸块或重布线层(rdl层)。

2、在上述现有的工艺中由于对晶圆进行photo(光刻)工艺，在pi层之上通过pvd技术溅镀一层金属层，然后再通过photo工艺金属层上制作光阻层，次光阻层有特殊开口，最后通过电镀工艺，在光阻层特殊开口内电镀铜，因此，裸铜结构的凸块易受环境影响而氧化，导致wb(wire bond，焊线)后焊点结合力较差，影响产品可靠性。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供了一种保护铜不被氧化、焊点结合能力好、阻挡金属层扩散以及提高物理特性的包覆型多金属导电凸块结构。

2、根据本实用新型的一个方面，提供了包覆型多金属导电凸块结构，包括衬底、第一保护层、第二保护层、第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，衬底顶部四周环绕设置第一保护层，第一保护层的顶部设有第二保护层，第一种子层设置在衬底和第一保护层上，第二种子层覆盖住第一种子层，第二种子层由下往上依次设有第一金属层、第二金属层和第三金属层，第三金属层的顶面与第二保护层的顶面平齐。

3、在一些实施方式中，第二保护层的外壁与第一保护层的外壁平齐，第二保护层的内壁小于第一保护层的内壁形成台阶，第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层依次设置在台阶上且与第二保护层的内壁以及第一保护层的内壁贴合。

4、在一些实施方式中，第一种子层为钛或钛钨合金，第一种子层厚度为0.28um－0.32um。

5、在一些实施方式中，第二种子层为铜、银、铬、镍、锡、金及其组合的铜合金，第二种子层厚度为0.18um－0.22um。

6、在一些实施方式中，第一金属层为铜，第一金属层厚度为9um－11um。

7、在一些实施方式中，第二金属层为镍，第二金属层厚度为1.5um－2.5um。

8、在一些实施方式中，第三金属层为金，第三金属层厚度为0.4um－0.6um。

9、本实用新型与现有技术相比具有保护铜不被氧化、焊点结合能力好、阻挡金属层扩散以及提高物理特性的有益效果；通过第三金属层保护第一金属层不被氧化进而使焊点结合性好；通过第二金属层来阻挡第一金属层和第三金属层扩散；通过芯片四周包裹的第一保护层和第二保护层提高凸块相关物理特性。

技术特征：

1.包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，包括衬底、第一保护层、第二保护层、第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述衬底顶部四周环绕设置第一保护层，所述第一保护层的顶部设有第二保护层，所述第一种子层设置在衬底和第一保护层上，所述第二种子层覆盖住第一种子层，所述第二种子层由下往上依次设有第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第三金属层的顶面与第二保护层的顶面平齐。

2.根据权利要求1所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第二保护层的外壁与第一保护层的外壁平齐，所述第二保护层的内壁小于第一保护层的内壁形成台阶，所述第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层依次设置在台阶上且与第二保护层的内壁以及第一保护层的内壁贴合。

3.根据权利要求1所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第一种子层为钛或钛钨合金，所述第一种子层厚度为0.28um－0.32um。

4.根据权利要求3所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第二种子层厚度为0.18um－0.22um。

5.根据权利要求1所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第一金属层为铜，所述第一金属层厚度为9um－11um。

6.根据权利要求5所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第二金属层为镍，所述第二金属层厚度为1.5um－2.5um。

7.根据权利要求6所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第三金属层为金，所述第三金属层厚度为0.4um－0.6um。

技术总结
本技术公开了一种包覆型多金属导电凸块结构，包括衬底、第一保护层、第二保护层、第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，衬底顶部四周环绕设置第一保护层，第一保护层的顶部设有第二保护层，第一种子层设置在衬底和第一保护层上，第二种子层覆盖住第一种子层，第二种子层由下往上依次设有第一金属层、第二金属层和第三金属层，第三金属层的顶面与第二保护层的顶面平齐，本技术提供了一种保护铜不被氧化、焊点结合能力好、阻挡金属层扩散以及提高物理特性的包覆型多金属导电凸块结构。

技术研发人员：滕雪刚,程阳
受保护的技术使用者：江苏芯德半导体科技有限公司
技术研发日：20220726
技术公布日：2024/1/11