专利名称：用于一半导体集成电路的导电结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一半导体集成电路的导电结构；特别是涉及一种能防止该导电结 构表面氧化的导电结构。
背景技术：
凸块才支术已广泛应用于孩i电子(microelectronics)及孩支系统(micro system) 等领域，做为半导体集成电路与电路板之间的电性连结介面。以电路板与集成电路 (integrated circuit; IC)芯片的连接为例，集成电路芯片可利用各种方式与电 路板连接，将凸块形成于集成电路芯片中衬垫上的保护层所定义的开口区域内，使 衬垫与电路板的引脚得以电性连接。
于金属类中，金的导电性最好，因此封装制程普遍使用金作为凸块材料，称 为金凸块。请参阅图l,凸块形成于衬垫101上与保护层102上的开口区域，该凸 块由一第一导电层104、 一第二导电层105与一下金属层103共同界定。在此实施 例中，第 一导体层104与第二导体层105的材料皆为金，且以 一体成型的方式形成。 典型金凸块的制程，需要在衬垫101上先形成一下金属层103。下金属层103除了 作为接合凸块与衬垫101的粘着层外，通常亦与一导电层电性连结，以图1而言， 即为第一导体层104，以利用电镀制程形成该等凸块。其中第一导体层l(H基本上 可与下金属层103分别或同时形成、亦可利用相同制程与材料，以于形成凸块后， 共同作为导电媒介之用，使凸块可以顺利形成于下金属层103上方，并通过下金属 层103与衬垫101电性连结。举例而言，下金属层103的材料可选自钛、钨与其合 金。
由于金的单价较高，为减省制造成本，已知技术发展出以金及其他金属制成 的组合凸块。以图1所示的凸块结构为例，第一导体层104与第二导体层105所使 用的材料将不同。根据此改良设计，在本实施例中，第一导体层104占整体凸块的 比例较第二导体层105高，因此可将第一导体层l(M的材料以较金导电性略差的金 属族群替换。在某些情况下，第一导体层104与第二导体层105较容易于固态状态下产生 共金效果，而使得导体层间的导电性变差，进而影响整体凸块的导电性。为了改善 这种情况，已知技术有时会于第一导体层104与第二导体层105间更加入一緩冲导 体层106,请参阅图2。
然而，不论是上述的组合凸块，或是加入緩沖层的组合凸块都有一明显缺点。 当导体层非以金为材料时，其表面将容易发生氧化，进而造成整体凸块导电性下降 甚至破坏整体凸块结构。
有鉴于此，如何使凸块降低成本并且具不易氧化的表面为目前业界引领期盼 所欲解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种用于一半导体集成电路的导电结构。该半 导体集成电路包含一衬垫及一保护层。该保护层局部覆盖该衬垫，以界定出一开口 区域，使得导电结构适可通过该开口区域，与该衬垫呈电性连接。此外，该导电结 构更包含一下金属层、 一第一导体层与一第二导体层，并且这三者共同界定出一基 本凸块结构。其中，第一导体层所占的体积较大第二导体层大，因此该第一导体层 的材料可以选用其他非金的金属族群来降低成本。
本发明的再一目的，在于提供一表面不易氧化的导电结构。除上述特征外， 该导体结构更包含一覆盖导体层，用以覆盖其基本凸块结构。覆盖导体层的材料选 自于不易氧化的金属族群，因而改善先前技术中，组合凸块表面会氧化的问题。
为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以较佳实施 例、配合附图进行详细说明。
图1为已知技术的一示意图2为已知技术的另一示意图3为本发明第一实施例的示意图；以及
图4为本发明第二实施例的示意图。
主要元件符号说明 101、 301:衬垫102、302保护层
103、303下金属层
104、304第一导体层
105、305第二导体层
106、307緩沖导体层
303a:第.一金属层
303b:第-二金属层
306:覆盖导体层Wl:第一纵向尺寸 W2:第二纵向尺寸 W3:第三纵向尺寸
具体实施例方式
图3为本发明的第一实施例，其为一种用于一半导体集成电路的导电结构。 该半导体集成电路包含一衬垫301以及一保护层302。保护层302局部覆盖衬垫 301，以界定出一开口区域，使得导电结构可适当地通过该开口区域与该衬垫301 呈电性连接。 一般而言，该开口区域于半导体集成电路完成时，即已形成，以利后 续形成导电结构。
在本实施例中，导电结构包含一下金属层303、 一第一导体层304、 一第二导 体层305以及覆盖导体层306。需注意者，除覆盖导体层306外，形成导电结构的 方法为熟知此项技术者所理解，例如以电镀方式，利用下金属层303作为导电介质 以形成第一导体层304及第二导体层305等等，在此不再赘言。
下金属层303至少局部形成于该开口区域内，以完全覆盖该开口区域。而该 第一导体层304则形成于下金属层303上并与的呈电性连结，且具有第一纵向尺寸 Wl。第二导体层305形成于第一导体层304上并与的呈电性连接，且具有第二纵向 尺寸W2。其中，第一纵向尺寸Wl基本上不小于第二纵向尺寸W2,此设计考虑于较 大的导体层(即第一导体层304)可应用单价比金低的材料制成，以节省制造成本。 该下金属层303、第一导体层304及第二导体层305共同界定一基本凸块结构，该 覆盖导体层306适以完全覆盖基本凸块结构，包含覆盖下金属层303的侧面，以避 免基本凸块结构产生氧化，同时达到稳固该基本凸块结构的效果。
在本实施例中，该下金属层303更包含第一金属层303a及第二金属层303b。第一金属层303a形成于衬垫301之上，第二金属层303b形成于第一金属层303a 上，两者采用不同的材料。在其他实施例中，该下金属层303亦可仅由一金属层构 成。进一步言，关于第一金属层303a与第二金属层303b的材料选择，需视将形成 于其上的第一导体层304的材料选择而定，详如下文。
关于此实施例中的材料，考虑金的良好导电性，第二导体层305的材料为金， 如前所述，可利用电镀金的方式形成。第一导体层304的材料则选用导电率比金略 差的铜。因此，第一金属层303a可选用钛、鴒与其合金的金属，第二金属层303b 的材料则可与第一导体层304的材料相同，即为铜。
此外，金亦具有不易氧化的特性，因而覆盖导体层306的材料亦可选择为金。 并以无电镀(化学镀)的方式包覆整体凸块表面金属外露的部份。其中，覆盖导体 层306主要用以防止基本凸块结构氧化，且增加覆盖导体层306的厚度并无法基本 上改善凸块结构的导电性，故覆盖导体层306具有基本上1微米的一平均厚度。
藉由上述的揭露，本发明仅需于基本凸块结构的部分选择金作为材料，如上 述实施例的第二导体层305与覆盖导体层306,能够达到降低成本的目的。同时， 在基本凸块结构表面包覆覆盖导体层306，能避免凸块结构表面氧化，进而解决已 知技术的缺点。
请参阅图4，为本发明第二实施例的示意图。与上一实施例比较，主要差异处 为， 一緩冲导体层307形成于第一导体层304与第二导体层305之间，分别与第一 导体层304与第二导体层305电性连接。该緩冲导体层307具有一第三纵向尺寸 W3,并且第一纵向尺寸Wl基本上不小于该第三纵向尺寸W3。
緩沖导体层307的主要目的用以防止第一导体层304与第二导体层305于固 态状态下产生共金效杲，而使得导体层间的导电性变差，进而影响整体凸块的导电 性。此实施例中，緩冲导体层307的材料为镍。第二实施例的其他部份与第一实施 例中具有相同元件标号的部份相同，不再赘述。
类似地，根据本发明的第二实施例，加入緩冲导体层307可避免第一导体层 304与第二导体层305导电性相近于发生共金的现象。同时覆盖导体层306能保护 凸块表面易氧化的部分，进而改善已知技术的缺陷。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征， 并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的 安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。
权利要求
1.一种用于一半导体集成电路的导电结构，其中该半导体集成电路包含一衬垫及一保护层，局部覆盖该衬垫，以界定出一开口区域，该导电结构适可通过该开口区域，与该衬垫呈电性连接，该导电结构包含一下金属层，至少局部形成于该开口区域内；一第一导体层，具有一第一纵向尺寸，形成于该下金属层上，与该下金属层呈电性连结；一第二导体层，具有一第二纵向尺寸，形成于该第一导体层上，与该第一导体层呈电性连接，且其中该第一纵向尺寸基本上不小于该第二纵向尺寸；以及一覆盖导体层；其中该下金属层、第一导体层及第二导体层共同界定一基本凸块结构，该覆盖导体层适以基本上完全覆盖基本凸块结构。
2. 如权利要求1所述的导电结构，其特征在于，该第二导体层的材料为金，该第一导体层的材料一金属，其导电率较金为低。
3. 如权利要求2所述的导电结构，其特征在于，该第一导体层的材料为铜。
4. 如权利要求1所述的导电结构，其特征在于，该覆盖导体层的材料为金。
5. 如权利要求4所述的导电结构，其特征在于，该覆盖导体层具有基本上1微米的一平均厚度。
6. 如权利要求1所述的导电结构，其特征在于，该下金属层包含一第一金属层及一第二金属层，该第一金属层形成于该衬垫之上，该第二金属层形成于该第一金属层上，该第 一金属层的材料与该第二金属层的材料不同。
7. 如权利要求6所述的导电结构，其特征在于，该第一金属层的材料选自钛、鴒与其合金的族群中，该第二金属层的材料与该第一导体层的材料相同。
8. 如权利要求1所述的导电结构，其特征在于，更包含一緩沖导体层，形成该第一导体层与该第二导体层之间，与该第一导体层及该第二导体层呈电性连结，该緩沖导体层具有一第三纵向尺寸，该第一纵向尺寸基本上不小于该第三纵向尺寸。
9. 如权利要求8所述的导电结构，其特征在于，该緩冲导体层的材料为镍。 全文摘要
一种用于一半导体集成电路的导电结构，该半导体集成电路包含一衬垫，以及一局部覆盖该衬垫的保护层，以共同界定出一开口区域。该导电结构适可通过该开口区域，与该衬垫呈电性连接。该导电结构包含一下金属层；一第一导体层，形成于该下金属层上，与该下金属层呈电性连结；一第二导体层，形成于该第一导体层上，与该第一导体层呈电性连结；以及一覆盖导体层。此外，该下金属层、第一导体层与第二导体层共同界定一基本凸块结构，该覆盖导体层适以基本上完全覆盖基本凸块结构。
文档编号H01L23/485GK101515573SQ200810081039
公开日2009年8月26日 申请日期2008年2月22日 优先权日2008年2月22日
发明者苏圣全 申请人:南茂科技股份有限公司;百慕达南茂科技股份有限公司