CN1941338A

CN1941338A - 芯片结构与晶片结构

Info

Publication number: CN1941338A
Application number: CN 200510107803
Authority: CN
Inventors: 蔡孟錦; 王启宇; 罗健文; 傅绍文
Original assignee: Advanced Semiconductor Engineering Inc
Current assignee: Advanced Semiconductor Engineering Inc
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-04

Abstract

一种芯片结构，其包括基板、线路单元、多个焊垫、第一钝化层以及重分布层。其中，线路单元设置于基板上，而焊垫设置于线路单元上。另外，第一钝化层设置于线路单元上并暴露出焊垫，而由下而上依次为钛层、铜层及钛层多层结构的重分布层设置于第一钝化层上，且与焊垫相互电连接。前述钛层、铜层及钛层多层结构的重分布层具有良好的导电性，使得芯片结构的电气特性可有效提高。

Description

芯片结构与晶片结构

技术领域

本发明涉及一种芯片结构(chip structure)以及一种晶片结构(wafer structure)，且特别涉及一种具有良好电气特性的芯片结构及晶片结构。

背景技术

在高度信息化社会的今天，多媒体应用的市场不断地迅速扩张着。集成电路封装技术也需配合电子装置的数字化、网络化、区域连接化以及使用人性化的趋势发展。为达成上述的要求，必须强化电子元件的高速处理化、多功能化、集成化、小型轻量化及低价化等多方面的要求，于是集成电路封装技术也跟着朝向微型化、高密度化发展。所谓集成电路封装密度所指的是单位面积所含有引脚(pin)数目多少的程度。对于高密度集成电路封装而言，缩短集成电路与封装基板间配线的长度，将有助信号传递速度的提升，因此通过凸块(bump)作为信号传递的覆晶封装技术已渐成为高密度封装的主流。

以最常见的引线接合芯片(wire bonding chip)为例，其上的焊垫(bonding pad)通常为周围分布型态(peripheral type)，经由引线电连接至封装基板上的引线接合垫；而覆晶芯片(flip chip)上的焊垫则通常是以阵列方式(array type)排列，通过凸块电连接至封装基板上的凸块接合垫。由于覆晶封装技术已渐渐成为主流趋势，故越来越多的产品将改采用覆晶技术的方式进行封装。然而，为了封装型态的改变而一并更改既有产品的芯片设计，并不符合经济原则。因此，在此过渡时期发展出焊垫重分布的技术，通过在原来引线接合芯片表面设置重分布层(Re-Distributing Layer，RDL)，将引线接合芯片焊垫的周围分布型态进行重分布，使其成为覆晶芯片焊垫的阵列分布的型态，以设置覆晶封装所需的凸块。

然而，公知的重分布层由铝单层结构形成。由于铝的导电性较差，因此使用铝做为重分布层的材料，芯片的电气特性也较差。

发明内容

基于上述，本发明的目的就是在提供一种芯片结构，其具有良好的电气特性。

本发明的另一目的就是在提供一种晶片结构，其具有良好的电气特性。

本发明提出一种芯片结构，其包括基板、线路单元、多个焊垫、第一钝化层以及重分布层。其中，线路单元设置于基板上，而焊垫设置于线路单元上。另外，第一钝化层设置于线路单元上并暴露出焊垫，而由钛层、铜层及钛层组合而成的重分布层设置于第一钝化层上，且与焊垫相互电连接。

依照本发明的较佳实施例所述，上述的芯片结构例如还包括第二钝化层，其设置于第一钝化层与重分布层上，并暴露出部分重分布层。其中，第二钝化层的材料例如是聚酰亚胺(polyimide，PI)或苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)。

依照本发明的较佳实施例所述，芯片结构例如还包括多个球底金属层以及多个凸块，其中球底金属层设置于第二钝化层所暴露出的重分布层上，且每一个球底金属层例如是由铝层、镍-钒合金层、铜层所组成。此外，每一个凸块分别设置于其中的一个球底金属层上。

依照本发明的较佳实施例所述，上述的第一钝化层的材料例如是二氧化硅或氮化硅。

本发明另提出一种晶片结构，其包括基板、多个线路单元、多个焊垫、第一钝化层以及重分布层。其中，线路单元设置于基板上，而焊垫分别设置于线路单元其中的一个之上。此外，第一钝化层设置于线路单元上，并将焊垫暴露出来。另外，重分布层设置于第一钝化层上，其与焊垫电连接，且重分布层为钛层、铜层及钛层多重结构。

依照本发明的较佳实施例所述，上述的晶片结构还包括第二钝化层，其设置于第一钝化层与重分布层上，并暴露出部分的重分布层。而此第二钝化层的材料例如是聚酰亚胺(polyimide，PI)或苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)。

依照本发明的较佳实施例所述，上述的晶片结构例如还包括多个球底金属层以及多个凸块，其中球底金属层设置于第二钝化层所暴露出的重分布层上，而每一个凸块分别设置于球底金属层其中的一个之上。此外，每一个球底金属层例如是由铝层、镍-钒合金层、铜层或镍-钒合金层、铜层多层结构所组成。

本发明采用钛层、铜层及钛层多层结构作为重分布层，由于铜金属层的上下表面皆被钛金属层所包覆住，使得铜金属层不易受到水气影响，以减缓铜受水气氧化的情形。此外，由于铜的导电性较铝为佳，因此可以增加芯片的电气特性。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的晶片示意图。

图2为本发明一实施例的芯片结构示意图。

主要元件标记说明

100：晶片

200：芯片结构

210：基板

220：线路单元

230：焊垫

240：第一钝化层

250：重分布层

260：第二钝化层

270：球底金属层

280：凸块

具体实施方式

图1为本发明一实施例的晶片示意图。请参考图1，一般而言，晶片的形成通常是使用三氯硅烷以热分解法以形成棒状的结晶硅。或者，将高纯度的碎粒状多结晶硅热熔为液状，再利用浮熔区法(Floating Zone)或柴式法(Czochralski)以形成棒状的结晶硅。然后，再利用例如线切割法将棒状的结晶硅切割成片状的晶片。之后，晶片100会经过形成集成电路的前期处理，再将晶片100予以切割，以形成多个芯片结构200。

图2为本发明一实施例的芯片结构示意图。请参考图2，芯片结构200包括基板210、线路单元220、多个焊垫230、第一钝化层240以及重分布层250。其中，线路单元220设置于基板210上，而焊垫230设置于线路单元220上。此外，第一钝化层240设置于线路单元220上，且第一钝化层240并不会完全将焊垫230覆盖住，而会暴露出焊垫230的部分区域。另外，重分布层250设置于第一钝化层240上，且重分布层250与焊垫230电连接。本实施例中，重分布层250由下而上依次为钛层、铜层及钛层多层结构所组成。更详细地来说，铜金属层设置于重分布层250的中间，而铜金属层的上下表面皆有钛金属层将其包覆住。而在一较佳实施例中，第一钝化层240例如是由二氧化硅、氮化硅、高分子材料或是其它绝缘材质所构成。

承上述，在本实施例中，重分布层250由钛层、铜层及钛层多层结构所组成，以取代公知技术所使用的钛层、铝层及钛层多层结构。由于铜的导电性较铝为佳，因此可以提高芯片的电气特性。

值得注意的是，在本实施例中，还可以在重分布层250与第一钝化层240之上，设置一层第二钝化层260，且此第二钝化层260不会完全将重分布层250覆盖住，而会使部分的重分布层250暴露出来。在一较佳实施例中，此第二钝化层260例如是由聚酰亚氨(polyimide，PI)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)或其它绝缘材质所构成。

承上述，在本发明的芯片结构200中，芯片结构200还包括多个球底金属层270以及多个凸块280，其中球底金属层270设置于第二钝化层260所暴露出的重分布层260上，而每一个凸块280分别设置于每一个球底金属层270之上。在一较佳实施例中，球底金属层270例如是由铝层、镍-钒合金层、铜层多层结构所组成。更详细地来说，铝金属层设置在球底金属层270中的最下层，而镍-钒合金设置于铝之上，铜则设置于镍-钒合金之上。由于球底金属层270会直接与第二钝化层260直接接触，而铝适于与第二钝化层260接触附着，因此使用铝作为黏着层。

值得注意的是，铜金属在遇到水气时，很容易被氧化。而在本实施例中，由于铜金属层的上下表面由钛金属层将其包覆住，以形成重分布层250，因此钛可以阻绝水气侵入重分布层250中，避免铜被氧化。

综上所述，本发明的重分布层由下而上依次由钛层、铜层及钛层多层结构所组成，以取代公知的铝单层结构。由于在重分布层中，铜金属层的上下表面由钛金属层包覆住，因此可以改善铜易受水气氧化的情形。此外，由于铜的导电性较铝为佳，因此由钛层、铜层及钛层多层结构所组成的重分布层，可以增加芯片的电气特性。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种芯片结构，其特征在于包括：

基板；

线路单元，设置于该基板上；

多个焊垫，设置于该线路单元上；

第一钝化层，设置于该线路单元上，并暴露出上述焊垫；

重分布层，设置于该第一钝化层上，其中该重分布层与上述焊垫电连接，且该重分布层由下而上依次为钛层、铜层及钛层。

2.根据权利要求1所述的芯片结构，其特征在于还包括第二钝化层，设置于该第一钝化层与该重分布层上，并暴露出部分该重分布层。

3.根据权利要求2所述的芯片结构，其特征在于该第二钝化层的材料包括聚酰亚胺(polyimide，PI)或苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)。

4.根据权利要求1所述的芯片结构，其特征在于还包括：

多个球底金属层，设置于第二钝化层所暴露出的该重分布层上；以及

多个凸块，每一个上述凸块分别设置于上述球底金属层其中的一个之上。

5.根据权利要求4所述的芯片结构，其特征在于每一个上述球底金属层包括铝层、镍-钒合金层、铜层或镍-钒合金层、铜层。

6.根据权利要求1所述的芯片结构，其特征在于该第一钝化层的材料包括二氧化硅或氮化硅。

7.一种晶片结构，其特征在于包括：

基板；

多数个线路单元，设置于该基板上；

多数个焊垫，分别设置于上述线路单元其中的一个之上；

第一钝化层，设置于上述线路单元上，并暴露出上述焊垫；以及

8.根据权利要求7所述的晶片结构，其特征在于还包括第二钝化层，设置于该第一钝化层与该重分布层上，并暴露出部分该重分布层。

9.根据权利要求8所述的晶片结构，其特征在于该第二钝化层的材料包括聚酰亚胺(polyimide，PI)或苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)。

10.根据权利要求7所述的晶片结构，其特征在于还包括：

多个球底金属层，设置于第二钝化层所暴露出之该重分布层上；以及

11.根据权利要求10所述的晶片结构，其特征在于每一个上述球底金属层包括铝层、镍-钒合金层、铜层或镍-钒合金层、铜层。

12.根据权利要求7所述的晶片结构，其特征在于该第一钝化层的材料包括二氧化硅或氮化硅。