DE10063914A1

DE10063914A1 - Kontakthöckeraufbau zur Herstellung eines Verbindungsaufbaus zwischen Substratanschlussflächen

Info

Publication number: DE10063914A1
Application number: DE10063914A
Authority: DE
Inventors: Elke Zakel
Original assignee: Pac Tech Packaging Technologies GmbH
Current assignee: Pac Tech Packaging Technologies GmbH
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-07-25
Also published as: AU2002234489A1; WO2002050889A3; US20040051116A1; US7007834B2; EP1352419A2; WO2002050889A2

Abstract

Kontakthöckeraufbau (27) sowie Verfahren zur Herstellung eines Kontakthöckeraufbaus zur Ausbildung erhöhter Kontaktstellen auf Anschlußflächen (22) eines Substrats (21), insbesondere Chipanschlußflächen, mit einer Distanzmetallisierung (28) zur Erzielung einer definierten Höhe des Kontakthöckeraufbaus, wobei die Distanzmetallisierung (28) zumindest anteilig aus getempertem Kupfer besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kontakthöckeraufbau zur Ausbildung erhöh ter Kontaktstellen auf Anschlußflächen eines Substrats, insbesondere Chiparischlußflächen, entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10 sowie einen Verbindungsaufbau zwischen Anschlußflächen von mit einander unter Verwendung des Kontakthöckeraufbaus kontaktierten Substraten entsprechend den Ansprüchen 4 und 18.

Insbesondere zur Kontaktierung von Chips im sogenannten Flip-Chip- Verfahren sowie zur Kontaktierung von relativ großflächigen Substraten mit einer häufig als Area-Array, bspw. Ball-Grid-Array, ausgeführten Anschlußflächenverteilung hat sich ein Direktkontaktierungsverfahren durchgesetzt, bei dem erhöhte Kontaktmetallisierungen, die fachsprach lich als "Bumps" bezeichnet werden, zur Verbindung einander gegenü berliegender Anschlußflächen miteinander zu kontaktierender Substrate verwendet werden. Mit steigender Anschlußflächendichte ergeben sich erhöhte Anforderungen an einen Tolerenzausgleich, der zum einen Lage abweichungen der einander zugeordneten Anschlußflächen der Substrate und zum anderen Höhendifferenzen der Kontakthöcker bildenden Bumps kompensiert, um eine fehlerhafte Kontaktierung oder die Betriebssicherheit der elektronischen Bauteile beeinträchtigende mechanische Spannun gen in den Bauteilen weitestgehend zu verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kontakthöckeraufbau vorzuschlagen, der einen Toleranzausgleich bei Höhendifferenzen der Bumps beziehungsweise Lageabweichungen der miteinander zu kontaktierenden Anschlußflächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Kontakthöckeraufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der vorstehenden ersten Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe weist der erfindungsgemäße Kontakthöckeraufbau eine auf den Anschlußflächen des Substrats vorgesehene Distanzmetallisierung zur Erzielung einer definierten Höhe des Kontakthöckeraufbaus auf, die zumindest anteilig aus getempertem Kupfer besteht.

Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung wird somit ein Kontakthöckerauf bau zur Verfügung gestellt, der eine metallische Struktur aus Kupfer aufweist, wobei die Kupferstruktur aufgrund der Temperung, also einer Wärmebehandlung, über ein sogenanntes Rekristallisationsgefüge mit einer relativ groben Gefügestruktur verfügt, die insgesamt eine Nachgie bigkeit des Kontakthöckeraufbaus bei Druckbeanspruchung ermöglicht. Somit ist es möglich, daß selbst eine Vielzahl von Bumps, die auf einer Kontaktseite eines Substrats verteilt angeordnet sind und im Ursprungs zustand im Rahmen einer herstellungstechnisch nicht zu vermeidenden Höhentoleranz voneinander abweichende Höhen aufweisen, bedingt durch den Kontaktdruck bei einer Kontaktierung mit einem weiteren Substrat auf ein einheitliches Maß zusammengestaucht werden. Damit kann wei testgehend ausgeschlossen werden, daß es aufgrund voneinander differie render Kontakthöhen einzelner Bumps zu Fehlkontaktstellen oder zu Bauteilverspannungen infolge einer Kontaktierung kommen kann.

Für den Fall einer aufgrund der Materialpaarung zwischen der Distanz metallisierung aus Kupfer und der Anschlußflächenmetallisierung des Substrats unzureichenden Haftung kann zur mittelbaren Verbindung der Distanzmetallisierung mit der Anschlußfläche eine Zwischenmetallisie rung vorgesehen werden. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteil haft, wenn die Zwischenmetallisierung abweichend von der Distanzme tallisierung nicht aus Kupfer, sondern beispielsweise aus Aluminium besteht. Für die Zwischenmetallisierung hat sich die Verwendung eines Ni-Au-Schichtlagenaufb aus auf der Anschlußflächenmetallisierung beziehungsweise die Anordnung einer Ni/Au-Legierung auf der Anschlußflächenmetallisierung als vorteilhaft erwiesen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zwischenmetallisierung oder auch die Distanzmetallisierung stromlos abgeschieden wird. Ergebnis der stromlosen Kupferabscheidung mit nachfolgender Temperung ist ein plastisch verformbarer, von inneren Spannungen freier Bump ("low stress electroless bump").

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit einer unter Verwendung des erfin dungsgemäßen Kontakthöckeraufbaus geschaffenen Verbindung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Distanzmetallisierung mit einer als Oxidationssperre wirkenden Beschichtung zu versehen. Bei einer derarti gen Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine Ni/Au, Sn- oder eine Sn/Pb-Legierung handeln.

Ein unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kontakthöckeraufbaus ausgewählter Verbindungsaufbau zwischen Anschlußflächen von mitein ander kontaktierten Substraten weist eine auf einer Anschlußfläche eines ersten Substrats angeordnete Distanzmetallisierung auf, die zumindest anteilig aus getempertem Kupfer besteht.

Zur Herstellung des Verbindungsaufbaus können beispielsweise bekannte Thermokompressionsverfahren oder auch Klebetechniken mit insbesonde re nichtleitendem Kleber eingesetzt werden; also Techniken, bei denen es nicht unbedingt erforderlich ist, eine zusätzliche Verbindungsmasse zu verwenden.

Ebenso ist es jedoch möglich, zwischen der Distanzmetallisierung und einer zugeordneten Anschlußfläche eines zweiten Substrats eine Verbin dungsmasse vorzusehen.

Die Verbindungsmasse, die zur Herstellung einer stoffschlüssigen, elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der auf der Anschlußfläche des ersten Substrats angeordneten Distanzmetallisierung und der zuge ordneten Anschlußfläche des zweiten Substrats dient, besteht gemäß einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform aus einem anisotropen Klebermaterial. Die Kombination des anisotropen Klebermaterials als Verbindungsmasse mit der Distanzmetallisierung aus getempertem Kupfer ermöglicht - insbesondere wegen der relativ guten plastischen Verform barkeit des getemperten Kupfers - den besonderen Vorteil einer Kontak tierung der beiden Substrate ohne wesentliche Temperaturbeaufschlagung und somit ohne mögliche Beeinflussung der Gefügestruktur der Distanz metallisierung. Darüber hinaus erfolgt gleichzeitig mit der zur Herstel lung einer leitfähigen Kontaktierung notwendigen Druckbeaufschlagung des Klebermaterials die gewünschte Egalisierung der Höhen der Distanz metallisierungen bei einer Vielzahl von in einer gemeinsamen Kontakt ebene angeordneten Bumps.

Grundsätzlich ermöglicht jedoch auch der erfindungsgemäße Verbin dungsaufbau die Verwendung eines Lotmaterials als Verbindungsmasse.

Wie schon unter Bezugnahme auf den erfindungsgemäßen Kontakthöcker aufbau ausgeführt, ergeben sich auch für den Verbindungsaufbau bei Anordnung einer Oxidationssperre auf der Distanzmetallisierung und/oder Anordnung einer Zwischenmetallisierung zur mittelbaren Verbindung der Distanzmetallisierung mit der Anschlußfläche entsprechende Vorteile.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kontakthö ckeraufbaus auf Anschlußflächen von Substraten, bei dem auf die Anschlußflächen oder eine auf den Anschlußflächen angeordnete Zwi schenmetallisierung zur Ausbildung einer Distanzmetallisierung stromlos Kupfer abgeschieden wird, wird erfindungsgemäß in einem dem Abschei devorgang nachfolgenden Verfahrensschritt eine Rekristallisation des abgeschiedenen Kupfers durch Wärmebeaufschlagung mit einer Tempe ratur oberhalb der Temperatur beim Abscheidevorgang durchgeführt.

Mit der nachfolgenden Wärmebehandlung des zuvor beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 60°C stromlos abgeschiedenen Kupfers erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur < 100°C eine Gefügeumwandlung des Kupfers. Diese Gefügeumwandlung von einem durch den Abscheidevor gang eher amorph ausgebildeten Gefüge zu einem vergleichsweise grob strukturiertem, kristallinen Gefüge führt zu einer Härtereduzierung des Kupfergefüges mit der Folge einer Erhöhung der plastischen Verformbar keit des Kupfers.

Gemäß einer weiteren Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird ein Kontakthöckeraufbau zur Ausbildung erhöhter Kontakt stellen auf Anschlußflächen eines Substrats gemäß Anspruch 10 vorge schlagen, der einen Distanzkörper aus einen Dielektrikum aufweist, dessen zumindest teilweise elektrisch leitfähige Oberfläche über einen elektrischen Leiter mit der zugeordneten Anschlußfläche des Substrats verbunden ist, wobei der Leiter zumindest teilweise als auf der Oberflä che des Distanzkörpers angeordneter Oberflächenleiter ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Kombination aus nicht leitendem Distanzkörper und Oberflächenleiter zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung der Ober fläche des Distanzkörpers mit der Anschlußfläche des Substrats ermög licht auf einfachste Art und Weise eine Umverteilung und/oder Vergröße rung der Anschlußflächen ohne den bislang üblichen vielschichtigen Lagenaufbau auf der Kontaktseite eines Substrats.

Mit dem erfindungsgemäßen Kontakthöckeraufbau können Abweichungen in der regelmäßigen Flächenverteilung von Anschlußflächen, sogenannte "Pitch-Fehler", ausgeglichen werden, so daß selbst bei Vorliegen derarti ger Abweichungen eine zuverlässige Kontaktierung zwischen Substraten möglich ist.

Bei einer Anordnung des Distanzkörpers in einer Überdeckungslage mit der zugeordneten Anschlußfläche ist die Ausbildung einer elektrisch leitfähigen Kontaktoberfläche des Distanzkörpers mit elektrisch leitfähi ger Verbindung zur Anschlußfläche des Substrats mittels einer teilweisen Ausbildung des Leiters als Durchkontaktierung möglich, die sich durch ein Durchgangsloch im Distanzkörper erstreckt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Distanzkörper auch unter Zwischenlage des Leiters auf der Anschlußfläche angeordnet sein, und der Leiter kann sich um zumindest einen Teilumfang des Distanzkör pers herum bis auf die Oberseite des Distanzkörpers erstrecken.

Wenn der Distanzkörper mit einem Teilbereich auf einer ersten Teilfläche der Anschlußfläche angeordnet ist und sich im übrigen über die Anschlußfläche hinaus erstreckt, wobei sich der Leiter von einer zweiten Teilfläche der Anschlußfläche auf die Oberfläche des Distanzkörpers erstreckt, ist eine Umkontaktierung, also eine Umverteilung der wirksa men Anschlußflächen, besonders einfach realisierbar.

Zur Erzielung einer dauerhaft elektrisch zuverlässigen Verbindung zwischen der Anschlußfläche und der elektrisch leitfähigen Oberseite des nicht leitenden Distanzkörpers erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Leiter zumindest in den Bereichen außerhalb der Anschlußfläche eine Haftvermittlerschicht als Träger für eine Kontaktmetallisierung des Leiters aufweist.

Die Ausbildung einer solchen Haftvermittlerschicht kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die entsprechenden Oberflächenbereiche der elektrisch nicht leitenden Oberfläche, also beispielsweise der Passivie rung eines Chips, mit Palladium bekeimt werden, so daß einerseits auf Grund der geringen Selektivität von Palladium auch eine Abscheidung auf nichtmetallische Oberflächen möglich ist, und andererseits abge schiedene Palladiumpartikel als Keime für eine nachfolgende Metallab scheidung von beispielsweise Kupfer oder einer Cu/Ni-Legierung dienen können.

Zur Erhöhung der Haftung zwischen dem Leiter und der Anschlußfläche und/oder Oberfläche des Distanzkörpers kann die Anschlußfläche mit einer Ni und Au enthaltenden Kontaktmetallisierung versehen sein.

Ein unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kontakthöckeraufbaus zwischen Anschlußflächen von miteinander kontaktierten Substraten hergestellter Verbindungsaufbau weist erfindungsgemäß einen auf einer Anschlußfläche eines ersten Substrats angeordneten Distanzkörper zur Erzielung einer definierten Höhe des Verbindungsaufbaus und eine zwischen dem Distanzkörper und einer zugeordneten Anschlußfläche eines zweiten Substrats angeordnete Verbindungsmasse auf, wobei der Distanzkörper aus einem Dielektrikum besteht, dessen zumindest teilwei se elektrisch leitfähige Oberfläche über einen elektrischen Leiter mit der Anschlußfläche des ersten Substrats verbunden ist.

Je nach Ausführung der Distanzkörper ermöglicht der erfindungsgemäße Verbindungsaufbau nicht nur einen Ausgleich von Pitch-Fehlern bei einer Verbindung zwischen zwei Substraten, sondern auch eine relative Ver größerung der Anschlußflächen und/oder eine Umverteilung der Anschlußflächen.

Insbesondere die derart ermöglichte Vergrößerung der Anschlußflächen ermöglicht eine bevorzugte Verwendung eines anisotropen Klebermateri als als Verbindungsmasse.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungformen eines Kontakthöcker aufbaus sowie von unter Verwendung von Kontakthöckeraufbauten ausgeführten Verbindungsaufbauten unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kontakthöckeraufbau in einer ersten Ausfüh rungsform mit Zwischenmetallisierung;

Fig. 2 einen Kontakthöckeraufbau in einer zweiten Ausfüh rungsform ohne Zwischenmetallisierung:

Fig. 3 einen Verbindungsaufbau zwischen zwei Substraten unter Verwendung des in Fig. 2 dargestellten Kontakt höckeraufbaus;

Fig. 4 eine vergrößerte Einzeldarstellung eines Verbindungs aufbaus;

Fig. 5 einen Anschlußflächenbereich eines Substrats mit Zwi schenmetallisierung und Oberflächenleiterschicht;

Fig. 6 den in Fig. 4 dargestellten Anschlußflächenbereich mit einer Dielektrikumschicht;

Fig. 7 den in Fig. 5 dargestellten Anschlußflächenbereich mit einem aus Dielektrikum gebildeten Distanzkörper;

Fig. 8 den in Fig. 6 dargestellten Anschlußflächenbereich mit einer weiteren Ausführungsform eines Kontakthöcker aufbaus;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Kontakthöcker aufbaus mit Distanzkörper;

Fig. 10 einen unter Verwendung einer weiteren Ausführungs form eines Kontakthöckeraufbaus mit Distanzkörper hergestellten Verbindungsaufbau zwischen zwei Sub straten;

Fig. 11 einen Eckbereich eines mit einer Mehrzahl von Kon takthöckeraufbauten entsprechend Fig. 8 versehenen Substrats;

Fig. 12 einen Eckbereich eines mit einer Mehrzahl von Kon takthöckeraufbauten entsprechend Fig. 9 versehenen Substrats.

Fig. 1 zeigt einen Anschlußflächenbereich 20 eines Substrats 21 mit einer im vorliegenden Fall aus Aluminium gebildeten Anschlußfläche 22, die mit einer zweilagigen Zwischenmetallisierung 23 aus einer Nickellage 24 und Goldlage 25 versehen ist. Mit Ausnahme des Anschlußflächenbe reichs 20 ist das Substrat 21, beispielsweise ein Chip, mit einer soge nannten Passivierung 26 versehen.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Ausbildung eines Kontakthöckeraufbaus 27 auf der Anschlußfläche 22 die Zwischen metallisierung 23 mit einer Distanzmetallisierung 28 aus Kupfer verse hen. Auf ihrer Oberfläche ist die Distanzmetallisierung 28 zur Verhinde rung einer Flächenoxidation mit einer Beschichtung 29 versehen, die beispielsweise aus Gold, einer Nickel/Gold-Legierung, Zinn oder einer Zinn/Blei-Legierung gebildet sein kann. Mittels der Beschichtung 29 können insbesondere Mikrorauhigkeiten auf der Oberfläche der Distanz metallisierung 28 ausgeglichen werden.

Wie in Fig. 1 angedeutet, weist die Distanzmetallisierung 28 aus Kupfer eine relativ grobe, kristalline Gefügestruktur auf, die das Ergebnis einer der Anordnung der Distanzmetallisierung 28 auf der Zwischenmetallisie rung 23 nachfolgenden Wärmebehandlung ist. Zur Anordnung der Dis tanzmetallisierung 28 wird nachfolgend einer stromlosen Abscheidung von Nickel und Gold auf der Anschlußfläche 22 zur Ausbildung der Zwischenmetallisierung 23 stromlos Kupfer auf der Zwischenmetallisie rung 23 abgeschieden. Nickel und Gold werden beispielsweise bis zur Erzielung von Schichtdicken von 5 bis 20 Mikrometer und 0,1 bis 0,5 Mikrometer abgeschieden. Insbesondere der chemische Abscheidungsvor gang des Kupfers erfolgt bei einer Temperatur unter 100°C, beispielswei se bei etwa 60°C. Das Ergebnis des stromlosen Abscheidevorgangs ist eine Kupferschicht mit nahezu amorphem Gefüge. Durch eine nachfol gende Wärmebehandlung mit einer Temperatur < 100°C wird eine Re kristallisation des Kupfergefüges eingeleitet mit einem im Ergebnis vergleichsweise groben, kristallinen Gefüge, das gegenüber dem Aus gangsgefüge eine deutliche Härtereduktion aufweist.

Fig. 2 zeigt einen auf einer Anschlußfläche 31 eines Substrats 32 ausge bildeten Kontakthöckeraufbau 33, bei dem die Distanzmetallisierung 28 unmittelbar, also ohne Zwischenmetallisierung 23, auf die Anschlußflä che 31 aus Kupfer durch stromlose Abscheidung aufgebracht ist.

Fig. 3 zeigt einen Verbindungsaufbau 34 zwischen zwei Substraten 32 und 35 unter Verwendung von Kontakthöckeraufbauten 33, wie in Fig. 2 dargestellt. Zur Herstellung der in Fig. 3 dargestellten Kontaktierung wird zunächst das mit Anschlußflächen 36 versehene Substrat 35 bereit gestellt, und die Anschlußflächen 36 werden mit einer Verbindungsmasse aus anisotropem Kleber 37 versehen.

Die Kontaktierung des mit Kontakthöckeraufbauten 33 versehenen Sub strats 32 erfolgt in sogenannter "Flip-Chip-Technik", bei der das Substrat 32 mit gegen die Anschlußflächen 36 des Substrats 35 gerichteten Kon takthöckeraufbauten 33 zur Anlage mit den Anschlußflächen 36 gebracht und unter definiertem Verbindungsdruck angedrückt wird. Hierdurch erfolgt zum einen eine elektrisch leitfähige Kontaktierung der Kontakthö ckeraufbauten 33 mit den Anschlußflächen 36 über die im anisotropen Kleber 37 angeordneten Leitpartikel. Zum anderen erfolgt eine plastische Deformation der Distanzmetallisierungen 28 der Kontakthöckeraufbauten 33 derart, daß die im unbelasteten Ausgangszustand (gestrichelter Li nienverlauf) unterschiedliche Höhen h₁ bis h₄ aufweisenden Kontakthö ckeraufbauten 33 bis zur Ausbildung einer einheitlichen Höhe H der Kontakthöckeraufbauten 33 deformiert werden. Daraus ergibt sich bei sämtlichen zwischen den Substraten 32 und 35 ausgebildeten Verbin dungsaufbauten ein zuverlässiger mechanischer und elektrischer Kontakt mit einheitlicher Kontakthöhe mit im wesentlichen paralleler, von Kör perspannungen freier Anordnung der Substrate 32 und 35.

Die plastische Deformation der Distanzmetallisierungen 28 während der Flip-Chip-Kontaktierung ermöglicht auch eine Anpassung der Oberflä chenkontur der Distanzmetallisierungen 28 an die Oberflächenkontur der Anschlußflächen 36, wie beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Der hierdurch ermöglichte großflächige Oberflächenkontakt erweist sich insbesondere im Zusamenhang mit Verbindungstechniken als vorteilhaft, bei denen keine Verbindungsmasse zwischen den Kontaktpartnern verwendet wird, die Abweichungen der Oberflächenkonturen der Kontaktpartner aus gleicht, wie bspw. beim Thermokompressionsverfahren oder einer Ver bindung mit nichtleitendem Kleber, bei der der Kleber im wesentlichen in der Peripherie des Verbindungsaufbaus angeordnet ist.

In den Fig. 5 bis 8 ist nachfolgend die Herstellung eines Kontakthöcker aufbaus 38 im Anschlußflächenbereich 39 eines Substrats 40 dargestellt.

Fig. 5 zeigt den Anschlußflächenbereich 39 mit einer Anschlußfläche 41 und einer mit Ausnahme der Anschlußfläche 41 durch eine Passivierung 42 abgedeckten Oberfläche des Substrats 40. Die Anschlußfläche 41 besteht im vorliegenden Fall aus Aluminium und ist mit einer Zwischen metallisierung 23 umfassend eine Nickellage 24 und eine Goldlage 25 versehen. Der gesamte Anschlußflächenbereich 39 ist mit einer Oberflä chenleitschicht 43 als Oberflächenleiter abgedeckt, die im vorliegenden Fall als Kontaktmetallisierung eine Kupfer/Nickel-Legierung auf einem vorzugsweise Palladium enthaltenen Schichtträger aufweist. Mittels des Schichtträgers kann bei Bedarf die gewünschte Haftung zwischen der Kontaktmetallisierung der Oberflächenleitschicht 43 und einem nichtme tallischen Untergrund, also etwa der Passivierung 42, erreicht werden.

Fig. 6 zeigt die Anordnung eine elektrisch nicht leitfähigen Dickschicht 44 aus einem Dielektrikum auf dem Anschlußflächenbereich 39 sowie eine auf der Dickschicht 44 angeordnete Fotomaske 45, die eine Struktu rierung eines Distanzkörpers 46 aus der Dickschicht 44 im Ätzverfahren oder ähnlichem ermöglicht.

Wie Fig. 7 zeigt, kann ein Ätzverfahren zur Strukturierung des Distanz körpers 46 gleichzeitig zur Entfernung der Oberflächenleitschicht 43 im Umgebungsbereich des Distanzkörpers 46 verwendet werden.

Fig. 8 zeigt schließlich den fertiggestellten Kontakthöckeraufbau 38 mit sich über die Außenkontur des Distanzkörpers 46 erstreckender Oberflä chenleitschicht 43, die eine Oberseite 47 des Distanzkörpers 46 elektrisch leitfähig mit der Anschlußfläche 41 verbindet.

Sowohl bei der in Fig. 8 als auch den in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen der Kontakthöckeraufbauten sind die Anschlußflä chen aus Aluminium ausgeführt, so daß zur weiteren Kontaktierung der Anschlußflächen eine Zwischenmetallisierung der vorbeschriebenen Art sinnvoll ist. Für den Fall der Ausführung der Anschlußflächen aus Kupfer ist natürlich auch eine Kontaktierung ohne Zwischenmetallisierung möglich.

Fig. 9 zeigt in einer weiteren Ausführugnsform einen Kontakthöckerauf bau 48 mit einem Distanzkörper 49, der in einer Überdeckungslage mit einer Anschlußfläche 50 eines Substrats S 1 angeordnet und mit einem Durchgangsloch 52 versehen ist. Der Distanzkörper 49 ist sowohl auf seiner Unterseite 53 als auch auf seiner Oberseite 54 mit einer Oberflä chenleitschicht 43 versehen, die eine elektrisch leitfähige Verbindung von der Oberseite 54 über eine Lochwandung 55 des Durchgangslochs 52 bis zur Unterseite 53 und über die Zwischenmetallisierung 23 zur Anschlußfläche 50 ermöglicht.

Abweichend von der Darstellung in Fig. 9 ist es auch möglich, auf die Anordnung der Oberflächenleitschicht 43 auf der Oberseite 54 des Dis tanzkörpers 49 zu verzichten und zur Herstellung eines Verbindungsauf baus mittels einer geeigneten Verbindungsmasse einen unmittelbaren Kontakt zu der auf der Unterseite 53 bzw. auf der Zwischenmetallisierung 23 angeordneten Oberflächenleitschicht 43 herzustellen.

Fig. 10 zeigt einen Verbindungsaufbau 56 zwischen zwei Substraten 57 und 58 unter Verwendung einer weiteren Ausführungsform eines Kon takthöckeraufbaus 59. Der Kontakthöckeraufbau 59 umfaßt einen Dis tanzkörper 60, der sich mit einem linken Teilbereich 61 in einer Überde ckungslage mit einer Teilfläche 79 einer Anschlußfläche 62 des Substrats 57 befindet. Die Anschlußfläche 62 besteht im vorliegenden Fall aus Aluminium und ist mit einer Zwischenmetallisierung 23 umfassend eine Nickellage 24 und. eine Goldlage 25 versehen. Zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Oberseite 63 des Dis tanzkörpers 60 und einer zweiten Teilfläche 80 der Anschlußfläche 62 über die Zwischenmetallisierung 23 erstreckt sich von der Oberseite 63 über einen Umfangsbereich 64 des Distanzkörpers 60 bis über die Zwi schenmetallisierung 23 eine Oberflächenleitschicht 65.

Zur Kontaktierung zwischen der mit der Oberflächenleitschicht 65 verse henen Oberseite 63 des Distanzkörpers 60 und einer Anschlußfläche 66 des Substrats 58 ist als Verbindungsmasse ein anisotroper Kleber 67 vorgesehen.

Aus der Darstellung des Verbindungsaufbaus 56 zwischen den Substraten 57 und 58 wird deutlich, daß mittels des Kontakthöckeraufbaus 59 umfas send den Distanzkörper 60 eine Umverteilung oder Umverdrahtung der Kontaktflächenstruktur des Substrats 57 zur Anpassung an die Kontaktflächenstruktur bzw. Kontaktflächenverteilung des Substrats 58 möglich ist.

Fig. 11, die in Draufsicht einen Eckbereich eines Substrats 68 zeigt, dessen Anschlußflächen 69 unter Verwendung von Distanzkörpern 70, 71 und 72 mit Kontakthöckeraufbauten 73, 74, 75 versehen sind, macht deutlich, daß die Distanzkörper 70, 71, 72 entsprechend der Wahl ihrer Geometrie eine erhebliche Vergrößerung des Kontaktflächenbereichs aufgrund ihrer im Vergleich zu den Kontaktflächen 69 erheblich vergrö ßerten Kontaktoberseiten 76, 77, 78 ermöglichen. Die Kontakthöckerauf bauten 73, 74, 75 können im vorliegenden Fall beispielsweise nach Art des in Fig. 8 dargestellten Kontakthöckeraufbaus 38 ausgebildet sein.

Durch Differenzierung in der Geometrie der einzelnen Distanzkörper 70, 71, 72 ist es möglich, Kontaktoberseiten 76, 77, 78 unterschiedlicher Flächenform mit übereinstimmender Flächengröße zu schaffen. Derartig vergrößerte Kontaktflächen ermöglichen nicht nur eine Umkontaktierung bzw. Anpassung an eine Kontaktflächenverteilung eines in Fig. 10 nicht dargestellten Gegensubstrats, sondern auch durch die vergrößerten Kontaktflächen einen Ausgleich von toleranzbedingten Abweichungen in der Kontaktflächenverteilung zwischen Substrat und Gegensubstrat. Darüber hinaus bilden die vergrößerten Kontaktflächen der Kontaktober seiten 76, 77, 78 eine besonders sichere Basis für Verbindungsaufbauten zwischen Substraten, die mit dem Kleber kontaktiert sind.

Fig. 12 zeigt in Draufsicht einen Eckbereich eines Substrats 81 dessen Anschlußflächen 82 im Unterschied zu dem in Fig. 11 dargestellten Substrat 68 mit Kontakthöckeraufbauten 83, 84 nach Art des in Fig. 9 dargestellten Kontakthöckeraufbaus 48 versehen sind.

Claims

1. Kontakthöckeraufbau zur Ausbildung erhöhter Kontaktstellen auf Anschlußflächen eines Substrats, insbesondere Chipanschlußflächen, mit einer Distanzmetallisierung zur Erzielung einer definierten Höhe des Kontakthöckeraufbaus, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzmetallisierung (28) zumindest anteilig aus getemper tem Kupfer besteht.

2. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur mittelbaren Verbindung der Distanzmetallisierung (28) mit der Anschlußfläche (41) eine Zwischenmetallisierung (23) vorgesehen ist.

3. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzmetallisierung (28) mit einer als Oxidationssperre wirkenden Beschichtung (29) versehen ist.

4. Verbindungsaufbau zwischen Anschlußflächen von miteinander kontaktierten Substraten mit einer auf einer Anschlußfläche eines ersten Substrats angeordneten Distanzmetallisierung zur Erzielung einer definierten Höhe des Verbindungsaufbaus, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzmetallisierung (28) zumindest anteilig aus getemper tem Kupfer besteht.

5. Verbindungsaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Distanzmetallisierung (28) und einer zugeordneten Anschlußfläche (36) eines zweiten Substrats eine Verbindungsmasse angeordnet ist.

6. Verbindungsaufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmasse aus einem anisotropen Kleber (37) be steht.

7. Verbindungsaufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmasse aus Lotmaterial besteht.

8. Verbindungsaufbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzmetallisierung (28) mit einer als Oxidationssperre wirkenden Beschichtung (29) versehen ist.

9. Verbindungsaufbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur mittelbaren Verbindung der Distanzmetallisierung (28) mit der Anschlußfläche (41) eine Zwischenmetallisierung (23) vorgesehen ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Kontakthöckeraufbaus auf Anschlußflächen von Substraten, insbesondere Chipanschlußflächen, bei dem auf die Anschlußflächen oder eine auf den Anschlußflächen angeordnete Zwischenmetallisierung zur Ausbildung einer Distanz metallisierung stromlos Kupfer abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dem Abscheidevorgang nachfolgenden Verfahrensschritt eine Rekristallisation des abgeschiedenen Kupfers durch Wärmebe aufschlagung mit einer Temperatur oberhalb der Temperatur beim Ab scheidevorgang erfolgt.

11. Kontakthöckeraufbau zur Ausbildung erhöhter Kontaktstellen auf Anschlußflächen eines Substrats, insbesondere Chipanschlußflächen, mit einem Distanzkörper, dessen zumindest teilweise elektrisch leit fähige Oberfläche über einen elektrischen Leiter mit der zugeordneten Anschlußfläche des Substrats verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (46, 49, 60, 70, 71, 72) aus einem Dielektrikum gebildet ist, und der Leiter zumindest teilweise als auf der Oberfläche des Distanzkörpers angeordneter Oberflächenleiter (43, 65) ausgebil det ist.

12. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (49) mit einem Durchgangsloch (52) versehen ist, das in einer Überdeckungslage mit der Anschlußfläche (50) ange ordnet ist, und der Oberflächenleiter (43) teilweise als Durchkontak tierung ausgebildet ist.

13. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (46) unter Zwischenlage des Oberflächenleiters (43) auf der Anschlußfläche (41) angeordnet ist, und der Oberflächen eiter sich um zumindest einen Teilumfang des Distanzkörpers herum bis auf eine Oberseite (47) des Distanzkörpers erstreckt.

14. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (60) mit einem Teilbereich (61) auf einer ers ten Teilfläche (79) der Anschlußfläche (62) angeordnet ist und sich im übrigen über die Anschlußfläche hinaus erstreckt, und der Ober flächenleiter (65) sich von einer zweiten Teilfläche (80) der Anschlußfläche auf eine Oberseite (63) des Distanzkörpers erstreckt.

15. Kontakthöckeraufbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenleiter (43, 65) zumindest in den Bereichen außer halb der Anschlußfläche (41, 50, 62, 69) eine Haftvermittlerschicht als Träger für eine Kontaktmetallisierung des Leiters aufweist.

16. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht Palladium aufweist.

17. Kontakthöckeraufbau nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmetallisierung Kupfer oder eine Cu/Ni-Legierung aufweist.

18. Kontakthöckeraufbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfläche (41, 50, 62, 69) und/oder die Oberfläche des Distanzkörpers (46, 49, 60, 70, 71, 72) mit einer Ni und Au enthal tenden Kontaktmetallisierung (23) versehen ist.

19. Verbindungsaufbau zwischen Anschlußflächen von miteinander kontaktierten Substraten mit einem auf einer Anschlußfläche eines ersten Substrats angeordneten Distanzkörper zur Erzielung einer defi nierten Höhe des Verbindungsaufbaus und einer zwischen dem Dis tanzkörper und einer zugeordneten Anschlußfläche eines zweiten Sub strats angeordneten Verbindungsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (46, 49, 60, 70, 71, 72) aus einem Dielektrikum besteht, dessen zumindest teilweise elektrisch leitfähige Oberfläche über einen elektrischen Oberflächenleiter (43, 65) mit der Anschlußfläche (41, 50, 62, 69) des ersten Substrats verbunden ist.

20. Verbindungsaufbau nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmasse aus einem anisotropen Kleber (67) besteht.