一種焊墊結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及特別涉及一種焊墊結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CMOS圖像傳感器(CIS)正在以其價格低、功耗低、速度快、集成度高、圖像質(zhì)量好等方面上的優(yōu)勢，逐漸取代CCD圖像傳感器，被廣泛應(yīng)用于手機、電腦、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品中。
[0003]板上芯片(Chip On Board，簡稱COB)封裝是CIS芯片的主要封裝形式之一。如圖1所示，在COB封裝中，采取的是打線鍵合(Wire Bonding)方式，既金焊線(Au Wire) 104的一端通過Au球105壓合在CIS芯片101的鋁焊墊103 (Al Pad)上，另一端壓合在基板100的引腳102上。
[0004]如圖2所示，目前的焊墊結(jié)構(gòu)(假設(shè)該芯片有三層金屬層):包括第一金屬層Ml、第二金屬層M2以及頂部金屬層M3,上下金屬層Ml和M2、M2和M3之間為介電層,在介電層中規(guī)律地排列多個鎢插塞Vial和Via2。頂部金屬層M3上方為保護(hù)層(Passivat1n) 20，在某些特定區(qū)域(如圖2中對應(yīng)焊墊區(qū)域)對保護(hù)層20進(jìn)行蝕刻，形成焊盤開口 21，露出部分頂部金屬層M3，形成焊墊。
[0005]然而，為了使光線更好地被光敏器件吸收，CIS芯片后段的介電層和金屬層一般都做的比較薄，包括Al焊墊(Pad)。而較薄的Al焊墊則有可能會導(dǎo)致Au球壓合不牢，容易發(fā)生剝離，造成斷路。如果直接加厚頂部金屬層，來增加焊墊的厚度，則會影響光線的吸收，從而影響芯片的成像質(zhì)量。
[0006]因此，確實需要提供一種新的焊墊結(jié)構(gòu)，以提高焊墊的可靠度和打線的良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0008]為了克服目前存在的問題，本發(fā)明實施例一提供一種焊墊結(jié)構(gòu)，包括:
[0009]互連金屬層、位于所述互連金屬層上的層間介電層以及位于所述層間介電層中的若干頂部通孔，其中所述互連金屬層分為焊墊區(qū)域和非焊墊區(qū)域；
[0010]在所述層間介電層中形成有暴露位于所述焊墊區(qū)域的所述互連金屬層的第一開P ；
[0011]在所述層間介電層的表面上和所述第一開口的側(cè)壁和底部形成有頂部金屬層，位于所述第一開口底部的頂部金屬層與所述互連金屬層相接觸組成疊層結(jié)構(gòu)，共同作為焊墊；
[0012]在所述頂部金屬層的上方形成有具有第二開口的鈍化層，所述第二開口暴露所述焊墊。
[0013]進(jìn)一步，在所述互連金屬層的下方還形成有若干互連金屬層和通孔交替組成的疊層。
[0014]進(jìn)一步，位于所述非焊墊區(qū)域的所述頂部金屬層通過所述若干頂部通孔與下方的所述互連金屬層相電連接。
[0015]進(jìn)一步，所述頂部金屬層的材料選用金屬鋁或銅鋁合金。
[0016]進(jìn)一步，所述第二開口呈上寬下窄形狀。
[0017]進(jìn)一步，所述第二開口的寬度為所述焊墊寬度的I?2倍。
[0018]進(jìn)一步，所述鈍化層選自PESIN層、PETEOS層、SiN層和TEOS層中的一種或者多種。
[0019]進(jìn)一步，所述頂部通孔為鎢栓塞。
[0020]進(jìn)一步，所述焊墊結(jié)構(gòu)適用于CMOS圖像傳感器。
[0021]本發(fā)明實施例二提供一種焊墊結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0022]提供具有若干互連金屬層形成的疊層，相鄰所述互連金屬層之間具有通孔，所述若干互連金屬層至少包含一互連金屬層，其中所述互連金屬層分為焊墊區(qū)域和非焊墊區(qū)域；
[0023]在所述互連金屬層上形成層間介電層，在對應(yīng)所述非焊墊區(qū)域的所述層間介電層中形成若干頂部通孔；
[0024]在對應(yīng)所述焊墊區(qū)域的所述層間介電層內(nèi)形成暴露所述互連金屬層的第一開P ；
[0025]在所述層間介電層的表面和所述第一開口的側(cè)壁和底部形成頂部金屬層，并圖案化所述頂部金屬層，其中，位于所述第一開口底部的所述頂部金屬層與所述互連金屬層相接觸組成疊層結(jié)構(gòu)，共同作為焊墊；
[0026]在所述頂部金屬層上形成鈍化層，蝕刻部分所述鈍化層形成暴露所述焊墊的第二開口。
[0027]進(jìn)一步，所述第二開口呈上寬下窄形狀。
[0028]進(jìn)一步，所述第二開口的寬度為所述焊墊寬度的I?2倍。
[0029]進(jìn)一步，所述蝕刻具有鈍化層對所述頂部金屬層高的選擇蝕刻比。
[0030]進(jìn)一步，所述頂部金屬層的材料選用金屬鋁或銅鋁合金。
[0031]進(jìn)一步，適用于CMOS圖像傳感器的焊墊結(jié)構(gòu)的制作。
[0032]綜上所述，本發(fā)明的焊墊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了在不增加頂部金屬層厚度的前提下，使頂部金屬層與其下方的互連金屬層的疊層結(jié)構(gòu)共同作為焊墊，增加了焊墊的厚度，解決了 Au球鍵合不牢的問題，進(jìn)而提高了器件的可靠性。
【附圖說明】
[0033]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0034]附圖中:
[0035]圖1示出了現(xiàn)有的CIS芯片的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0036]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的焊墊結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0037]圖3示出了本發(fā)明實施例二中焊墊結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0038]圖4A-4D示出了本發(fā)明一個實施方式來制作焊墊結(jié)構(gòu)的工藝過程中相關(guān)步驟所獲得的器件的剖視圖；
[0039]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式來制作焊墊結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0040]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0041]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0042]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在…上”、“與…相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在…上”、“與…直接相鄰”、“直接連接至IJ”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0043]空間關(guān)系術(shù)語例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“在…下面”和“在…下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。
[0044]在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說明書中使用時，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目的任何及所有組合。
[0045]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)及步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還