JPH02501693A - ハイブリッド冷間溶接を改善するために半導体装置の上に形成された金属コンタクトバンプからの酸化物の除去方法 - Google Patents

ハイブリッド冷間溶接を改善するために半導体装置の上に形成された金属コンタクトバンプからの酸化物の除去方法

Info

Publication number
JPH02501693A
JPH02501693A JP63507305A JP50730588A JPH02501693A JP H02501693 A JPH02501693 A JP H02501693A JP 63507305 A JP63507305 A JP 63507305A JP 50730588 A JP50730588 A JP 50730588A JP H02501693 A JPH02501693 A JP H02501693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bumps
indium
remove
alignment
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63507305A
Other languages
English (en)
Inventor
シュルテ，エリック・エフ
オルソン，エリック・デイ
Original Assignee
サンタ・バーバラ・リサーチ・センター
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サンタ・バーバラ・リサーチ・センター filed Critical サンタ・バーバラ・リサーチ・センター
Publication of JPH02501693A publication Critical patent/JPH02501693A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/13109—Indium [In] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/81801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/81894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01018—Argon [Ar]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01051—Antimony [Sb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01052—Tellurium [Te]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ハイブリッド冷間溶接を改善するために半導体装置の上に形成された金属コンタ クトバンブからの酸化物の除去方法 １、技術分野 本発明は半導体装置のハイブリッド化に関する。特に、それはバンブから酸化物 を除去し、それによってハイブリッド装置の信頼性を改善するために部品装置上 に形成された金属コンタクトバンブをエツチングする方法に関する。
２、議論 半導体装置技術における最近の進展は、単一のハイブリッド装置を形成するため に２つ以上の半導体部品装置を互いに結合する（ここでは“ハイブリッド化する ”という）必要性が高まってきたことを示している。ハイブリッド装置において 高い性能特性を得るためには、ハイブリッド装置の各部品装置の金属コンタクト バンブを共に容易に冷間溶接する性能が製造方法に必要である。“冷間溶接°と いう用語は既知のものであり、高温を与えずに材料を溶接することによってそれ らを結合する方法を示す。高い溶接温度の必要性をなくすることによって冷間溶 接は必然的に部品装置に対する熱による損傷を減少し、潜在的に改善された装置 の特性を実現するものである。
残念ながら、本発明が現れるまで、低い溶接圧力を与えることによって高い信頼 性の下に半導体装置を冷間溶接することは困難であった。特に、低い溶接圧力は しばしば金属コンタクトバンブの溶接境界面上の溶接を妨害する酸化層の出現を 克服することができない。
近年、それぞれ複数の金属コンタクトバンブをその上に形成されている２個の部 品装置を溶接する通常のアプローチは、溶接妨害酸化層を破壊して２個の装置の コンタクトバンブが互いに溶接されるようにするために比較的高い圧力を与える ことである。その方法は、一般的に金属コンタクトバンブとしてインジウムバン ブを有する装置で使用されている。インジウムはそれ自体が良好な冷間溶接を行 う能力により知られている。
残念ながらその技術はいくつかの欠点を有する。特に、薄くて粗い酸化物層が容 易にインジウムバンブの表面上に形成される。酸化物層は溶接に必要な裸のイン ジウムを露出するように層を破壊するための過度の圧力のため低い圧力による良 好な溶接を妨げる傾向がある。しかも、過度の圧力を与えることによりコンタク トバンブの下に存在する敏感な半導体部品装置を損傷することが多い。さらに、 過度の圧力を加えることによってバンブが圧縮されて変形され、それによってバ ンプ高が減少される。上記の問題の結果として、ノ＼イブリッド装置の信頼性は バンブ境界面における抵抗の増加等によって低下し、例えば部品装置の物理的分 離が発生し易い。
溶接の前に酸化層を除去する脱酸剤を含むフラックス化合物を酸化された金属へ 適用することが知られている。同様に、いくつかの非ハイブリッド装置において 形成された酸化層を除去するためにフラックスがインジウムに加えられることが 知られている。しかしながら、文献には上記に論じられている１つ以上の問題を 克服する方法に関する教議は記載されて本発明によって、それぞれが主面上に複 数の金属コンタクトバンブを有する２個の半導体装置を結合する方法が開示され る。その方法は、バンブから酸化物を除去するために装置をエツチングするステ ップを含む。エツチングされた装置は、各装置上のバンブがそれぞれ対向して整 列されるように配置される。その後バンブを互いに結合させるために装置に圧力 が与えられる。
本発明の利点の１つは、比較的低い溶接圧力でより信頼性の高い冷間溶接が実行 されることができることである。低い溶接圧力で形成されたより信頼性の高い冷 間溶接は生産率を向上させハイブリッド装置の性能特性を改善するため、これは 非常に重要な実用上の利点である。
図面の簡単な説明 本発明の種々の利点は以下の詳細な説明および添付図面から当業者に明らかにな るであろう。
第１図乃至第５図は、結合処理の種々のステップの期間中にその主面上に形成さ れた複数の金属コンタクトバンブを有する半導体装置の断面図である。
第６図は、本発明の方法を実行するための好ましいステップを示すフローチャー トである。
好ましい実施例の説明 説明を簡単にするために、本発明の方法は部品半導体装置の１つの組合せのハイ ブリッド化に関連して説明される。しかしながら、形成された金属コンタクトバ ンブを冑する別の半導体装置がこの処理のステップにしたがってハイブリッド化 されることができることが実現されるべきである。第６図のステップ１に表され ているように第１図を参照すると、第１の全体ステップは基体１６の主面１４上 に複数の金属コンタクトバンブを有する半導体部品装置１０を形成することであ る。
コンタクトバンブ１２はインジウムコンタクトバンブであることが好ましい。イ ンジウムバンブ１２は、酸化されて薄く硬い酸化物層１８を形成することが知ら れている。本発明の好ましい適用において、部品装置１０はインジウム−アンチ モン光検出器アレイに溶接されることが望ましい水銀−カドミウム−テルル光検 出器アレイである。別の部品装置は、シリコン集積回路チップに溶接されたシリ コン光検出器アレイを含むこの処理を使用してハイブリッド化されることができ る。
第６図のステップ２に表されているように、第２図を参照すると、薄く硬い酸化 物層１８はインジウムコンタクトバンブをエツチングすることによって除去され る。酸化物層１８の適切な除去を保証するために、半導体部品装置１０はここに 存在する酸化物を除去するために排気することができる室中に位置される。排気 室の中に置かれると、室は約ｉｏ−’　トルの圧力まで排気される。一度排気さ れると、エツチングに適切な第１の反応ガスはインジウムコンタクトバンブ１２ 上に形成された酸化物層１８を除去するために予め定められた時間の長さだけ存 在するように室中に導入される。エツチングが終了すると、そこから第１の反応 エッチガスを除去するために室は再び約１０−’　トルまで排気される。
第６図のステップ３に表されているように第３図を参照すると、保護層２０はエ ツチングされたインジウムコンタクトバンブ１２の面上に付着される。これはイ ンジウムバンブ１２上に保護被覆層２０を形成するのに適切な材料を含むプラズ マを排気された室中に導入することによって得られる。保護層２０は、インジウ ムバンブを冷間溶接する前に酸化が発生することを防止しなければならない。保 護被覆層２０を付着すると、室はアルゴン等の非反応ガスを充填される。
それから室は大気に開かれ、半導体部品装置１０は室から除去される。保護被覆 層２０が存在するため、半導体装置１０は蓄積装置へ移動されるか、もしくはす ぐに冷間溶接用に準備されることができ、被覆されたインジウムバンブが酸化さ れる危険性は比較的低い。
溶接の直前に、同様に処理された２個の部品装置１０および１０’はまた整合／ 整列固定装置の一部分である排気可能な第２の室に移動される。２個の装置は室 に含まれる分離したプラットフォーム上に位置される。プラットフォームは、各 部品装置１０．１０’上のインジウムコンタクトバンブ１２および１２′がそれ ぞれ正確に整列されることができるようにその上に取付けられた装置の傾斜角度 だけでなく水平および垂直方向を制御するためにマニピュレータを具備している 。
したがって、第４図に示され第６図のステップ４に表されたように装置は整列さ れるので、装置ｌＯおよび１０′の各バンプ１２および１２’　は互いに対向す る。それから保護層２０が除去される。保護層の除去を行うために、各半導体装 置を含む整合／整列固定装置中の室は最初に１０−７トルの圧力まで排気される 。インジウムバンプ１２上の保護被覆２０を揮発させる第２の反応ガスが室の中 に導入され、それによって被覆の除去を促進する。
第６図のステップ５および第５図に表されているように、それらのインジウムバ ンブを露出させる整列された装置は、装置に約５０ポンド／平方インチの圧力を 与えることによってハイブリッド化される。圧力は装置がまだ室中にある間に加 えられ、圧力は２個の装置のインジウムバンブ１２を溶接させるのに十分であり 、一方案質的に室温で維持されている。
酸化物層１８は実質的にこのステップの期間中存在しないので、インジウムコン タクトバンブの溶接境界面２２上の増加された面領域は自由に溶接される。これ は溶接の連続的な拡張力を有効に増加し、またそれが溶接されるべきインジウム バンブ面上の硬い酸化物層１８を破壊するために付加的な圧力を加える必要がな いので、溶接が減少された溶接圧力で継続的に実行されることを可能にする。本 発明によると、溶接圧力は従来の冷間溶接技術の下で必要な圧力の１７４の低さ に減少されることができる。
単一のハイブリッド装置２４を形成すると、圧力は２つの装置から取除かれ、ハ イブリッド装置２４が整合／整列固定装置の室から取出される。その後、ハイブ リッド装置２４はチップキャリアに取付けられワイヤボンディングされて完成品 となる。
エツチング処理は気体による方法を使用して実行されることが好ましいが、酸化 物層をエツチングする代わりの方法がウェット化学処理ステップによるエツチン グを使用できることが認識されるべきである。この代わりの方法の下で、インジ ウムコンタクトバンブが有機物の汚れを除去するために最初に溶媒中で洗滌され る。コンタクトバンプは連続的にトルエン、アセトン、メタノールおよびイソプ ロパツールの各溶媒中で約１０秒間洗滌される。
有機汚染を除去すると、装置はインジウムコンタクトバンブから残留酸化物層を 除去するためにエツチング溶液中に浸漬される。好ましいエツチング溶液はエチ レングリコール中で希釈された０、１容積％の塩酸の溶液であり、約２７℃の温 度に維持される。
装置は、酸化物層を除去し、それによってインジウムコンタクトバンブの表面を 露出するために予め定められた約５分の間浸漬されたままである。
インジウムバンブがエツチングによりまだ湿っている間に、バンブを設けられた 装置はハイブリット化するために使用される整合／整列固定装置へ移動される。
酸化物が装置を溶接するステップ中に生じることを防ぐために、インジウムバン ブは処理を通じてエツチング溶液に漬けられたままであることが望ましい。その 後インジウムバンブは各面のインジウムバンブを整列するために整合／整列固定 装置中で方向を定められる。
装置が整列されると、まだエツチング溶液で湿っている装置がそれらのインジウ ムバンブにおいて冷間溶接して単一のハイブリッド装置を形成するように約５０ ポンド／平方インチの圧力が加えられる。冷間溶接を形成した後、圧力が取除か れる。
その後、ハイブリッド装置は整合／整列固定装置から構成される装置は約３０分 の間ハイブリッドギャップを通じてメタノールを含んでいることが好ましい洗浄 溶液を注入することによって実質的に全ての残留エツチング液を除去するために 浄化される。残留溶液を気化するために装置は約１５分の間約６０℃の温度に維 持されている炉の中に位置される。その後、装置は完成品を仕上げるためにチッ プキャリアに接着されワイヤボンディングされる。
本発明にしたがって形成された装置は、溶接された装置の境界面での溶接に利用 できる領域を増加されたことにより改善された張力破壊強度を呈する。溶接を形 成するためにインジウム層を露出するために堅い酸化物層を破壊する必要がない ため、この処理には過度の溶接圧、力が不要である。結果的に、本発明にしたが って溶接されたインジウムバンブは改善された信頼性と向上した性能特性を呈す る。
本発明はここにおいて好ましい一例により説明されているが、本発明の詳細な説 明、図面および以下の請求の範囲の各項を検討した後に当業者にはその他の変形 が明らかになることが理解されるべきである。
ニ】＝℃＝コ、・コ・ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）それぞれその主面上に複数の金属コンタクトバンプを有する２個の半導体 装置を結合する方法において、（ａ）バンプから酸化物層を除去するために装置 をエッチングし、 （ｂ）各装置の上のバンプが互いに対向して整列されるように装置の位置を定め 、 （ｃ）単一の装置を形成するようにバンプを結合させるために装置に圧力を加え ることによって装置を冷間溶接し、それによって低い結合圧力で比較的良好な拡 張力特性を有する結合を生成するステップを含む方法。
  2. （２）ステップ（ａ）は、 １）金属マンタクトバンプから酸化物を除去するためにエッチングガスで装置を エッチングし、 ２）後続する酸化を防ぐためにコンタクトバンプに保護層を付着し、 ３）コンタクトバンプを接合する前に保護層を除去することを含む請求項１記載 の方法。
  3. （３）装置はエッチング溶液中でエッチングされる請求項１記載の方法。
  4. （４）エッチング溶液は装置の位置を定め、装置を結合させる圧力を加えるステ ップを通して装置の上に存在する請求項３記載の方法。
  5. （５）装置は、それらの結合を行なわせるために冷間溶接される請求項１記載の 方法。
  6. （６）金属コンタクトバンプはインジウムコンタクトバンプである請求項１記載 の方法。
  7. （７）それぞれその主面上に複数の金属コンタクトバンプを有する２個の半導体 装置を冷間溶接する方法において、（ａ）溶接された領域から酸化物を除去する ために装置をエッチングし、 （ｂ）整合／整列固定装置に装置を移動し、（ｃ）整合／整列固定装置で２個の 装置のコンタクトバンプを整列させ、 （ｄ）バンプを冷間溶接させて単一の溶接装置を形成するように装置に圧力を加 え、 （ｅ）冷間溶接された装置から圧力を取除き、それによって低い溶接圧力で比較 的良好な拡張力特性を有する溶接を生成するステップを含む方法。
  8. （８）ステップ（ａ）は、 １）金属コンタクトバンプから酸化物を除去するためにエッチングガスで装置を エッチングし、 ２）後続する酸化を防ぐためにコンタクトバンプに保護層を付着することを含む 請求項７記載の方法。
  9. （９）ステップ（ｃ）は、さらにコンタクトバンプから保護層を除去するステッ プを含む請求項８記載の方法。
  10. （１０）装置はエッチング溶液中でエッチングされる請求項７記載の方法。
  11. （１１）エッチング溶液は少なくともステップ（ａ），（ｂ），（ｃ），および （ｄ）を通して装置の上に存在する請求項１０記載の方法。
  12. （１２）金属コンタクトバンプはインジウムコンタクトバンプである請求項７記 載の方法。
  13. （１３）２個の半導体装置は水銀−カドミウム−テルル光検出器アレイおよびイ ンジウム−アンチモン光検出器アレイである請求項７記載の方法。
  14. （１４）それぞれその主面上に複数のインジウムコンタクトバンプを有する２個 の半導体装置を冷間溶接する方法において、（ａ）排気可能な室の中にインジウ ムコンタクトバンプをその上に形成された半導体装置を位置し、（ｂ）酸素を除 去するために室を排気し、（ｃ）室中に第１のエッチングガスを導入し、（ｄ） 形成されていた酸化物を除去するためにガスでインジウムバンプをエッチングし 、 （ｅ）第１の反応エッチングガスを除去するために室を排気し、 （ｆ）後続的な酸化を防ぐためにインジウムバンプ上に保護層を形成する材料を 含むプラズマを室中に導入し、（ｇ）インジウムバンプ上に保護層を形成するた めに前記材料を付着し、 （ｈ）室から装置を取出し、 （ｉ）排気されることができる整合／整列固定装置中の室へ装置を移動し、 （ｊ）整合／整列固定装置中の各装置のインジウムバンプを整列させ、 （ｋ）整合／整列固定装置中の室を排気し、（ｌ）保護層を除去するためにイン ジウムバンプ上の保護被覆を揮発させる第２のエッチングガスを室中に導入し、 （ｍ）装置に圧力を加え、一方単一のハイブリッド装置を形成するために室中で インジウムコンタクトバンプを溶接させ、 （ｎ）ハイブリッド装置に対する圧力を取除き、（ｏ）整合／整列固定装置から ハイブリッド装置を取出し、それによって低い溶接圧力で比較的良好な拡張力特 性を有する溶接を生成するステップを含む方法。
  15. （１５）２個の半導体装置は水銀−カドミウム−テルル光検出器アレイおよびイ ンジウム−アンチモン光検出器アレイである請求項１４記載の方法。
  16. （１６）それぞれその主面上に複数のインジウムコンタクトバンプを有する２個 の半導体装置を溶接する方法において、（ａ）有機汚染を取除くために溶媒中で 半導体装置の上に形成されたインジウムバンプを洗滌し、（ｂ）インジウムコン タクトバンプから酸化物を除去するためにエッチング溶液に装置を浸漬し、（ｃ ）インジウムバンプがエッチング溶液で湿っている間に整合／整列固定装置に装 置を移動し、（ｄ）インジウムバンプがエッチングで湿っている状態で整合／整 列固定装置中の各装置のインジウムバンプを整列させ、 （ｅ）インジウムバンプがエッチングで湿っている状態で単一のハイブリッド装 置を形成するようにそれらのインジウムコンタクトバンプにおいて溶接させるた めに装置に圧力を加え、 （ｆ）溶接されたハイブリッド装置への圧力を取除き、（ｇ）整合／整列固定装 置から溶接されたハイブリッド装置を取出し、 （ｈ）ハイブリッド装置から残留エッチング溶液を除去し、それによって低い溶 接圧力で比較的良好な拡張力特性を有するハイブリッド装置を生成するステップ を含む方法。
  17. （１７）２個の半導体装置は水銀−カドミウム−テルル光検出器アレイおよびイ ンジウム−アンチモン光検出器アレイである請求項１６記載の方法。
  18. （１８）エッチング溶液はエチレングリコール中の０．１容積％の塩酸から成る 請求項１６記載の方法。
  19. （１９）ステップ（ｈ）は、 １）実質的に全ての残留エッチングを除去するためにメタノールを含む溶液中に ハイブリッド装置を浸漬し、２）溶液からハイブリッド装置を取出し、３）実質 的に全ての残留溶液を蒸発させることを含む請求項１８記載の方法。
JP63507305A 1987-09-24 1988-08-19 ハイブリッド冷間溶接を改善するために半導体装置の上に形成された金属コンタクトバンプからの酸化物の除去方法 Pending JPH02501693A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US100,683 1987-09-24
US07/100,683 US4865245A (en) 1987-09-24 1987-09-24 Oxide removal from metallic contact bumps formed on semiconductor devices to improve hybridization cold-welds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02501693A true JPH02501693A (ja) 1990-06-07

Family

ID=22281009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63507305A Pending JPH02501693A (ja) 1987-09-24 1988-08-19 ハイブリッド冷間溶接を改善するために半導体装置の上に形成された金属コンタクトバンプからの酸化物の除去方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4865245A (ja)
EP (1) EP0333803B1 (ja)
JP (1) JPH02501693A (ja)
DE (1) DE3879176T2 (ja)
IL (1) IL87554A (ja)
WO (1) WO1989003122A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003520A (ja) * 2005-06-20 2007-01-11 Immobilien Ges Helmut Fischer Gmbh & Co Kg 較正基準
JP2012169623A (ja) * 2011-02-11 2012-09-06 Nordson Corp 半導体デバイスパッケージング用のパッシベーション層
JP2016018915A (ja) * 2014-07-09 2016-02-01 三菱マテリアル株式会社 半導体装置及びその製造方法

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5188280A (en) * 1989-04-28 1993-02-23 Hitachi Ltd. Method of bonding metals, and method and apparatus for producing semiconductor integrated circuit device using said method of bonding metals
CA2017743C (en) * 1989-06-30 1996-02-06 William C. Hu Ultra-tall indium or alloy bump array for ir detector hybrids and micro-electronics
US5341980A (en) * 1990-02-19 1994-08-30 Hitachi, Ltd. Method of fabricating electronic circuit device and apparatus for performing the same method
US5007163A (en) * 1990-04-18 1991-04-16 International Business Machines Corporation Non-destructure method of performing electrical burn-in testing of semiconductor chips
US5152451A (en) * 1991-04-01 1992-10-06 Motorola, Inc. Controlled solder oxidation process
US5186379A (en) * 1991-06-17 1993-02-16 Hughes Aircraft Company Indium alloy cold weld bumps
EP0635892B1 (en) * 1992-07-21 2002-06-26 Raytheon Company Bake-stable HgCdTe photodetector and method for fabricating same
US5296384A (en) * 1992-07-21 1994-03-22 Santa Barbara Research Center Bake-stable HgCdTe photodetector and method for fabricating same
WO1994017551A1 (en) * 1993-01-19 1994-08-04 Hughes Aircraft Company Intermediate-temperature diffusion welding
JP3194553B2 (ja) * 1993-08-13 2001-07-30 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US6365500B1 (en) * 1994-05-06 2002-04-02 Industrial Technology Research Institute Composite bump bonding
DE19511898C2 (de) * 1995-03-31 1999-09-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Verbindung von Kontaktflächen eines elektronischen Bauelements und eines Substrats
US5646426A (en) * 1995-12-12 1997-07-08 Santa Barbara Research Center Contact metal diffusion barrier for semiconductor devices
US5827771A (en) * 1996-03-19 1998-10-27 Raytheon Company Readout backside processing for hybridization
JP3847494B2 (ja) * 1998-12-14 2006-11-22 シャープ株式会社 二次元画像検出器の製造方法
JP3418134B2 (ja) * 1999-02-12 2003-06-16 ローム株式会社 チップ・オン・チップ構造の半導体装置
US6173887B1 (en) 1999-06-24 2001-01-16 International Business Machines Corporation Method of making electrically conductive contacts on substrates
US6513701B2 (en) 1999-06-24 2003-02-04 International Business Machines Corporation Method of making electrically conductive contacts on substrates
JP3440057B2 (ja) 2000-07-05 2003-08-25 唯知 須賀 半導体装置およびその製造方法
US6712260B1 (en) * 2002-04-18 2004-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Bump reflow method by inert gas plasma
JP4036786B2 (ja) * 2003-04-24 2008-01-23 唯知 須賀 電子部品実装方法
US20090151972A1 (en) * 2004-05-28 2009-06-18 Stellar Microdevices, Inc. Cold weld hermetic mems package and method of manufacture
SG157362A1 (en) * 2004-11-04 2009-12-29 Microchips Inc Compression and cold weld sealing methods and devices
US7135771B1 (en) * 2005-06-23 2006-11-14 Intel Corporation Self alignment features for an electronic assembly
US20100189223A1 (en) * 2006-02-16 2010-07-29 Steller Micro Devices Digitally addressed flat panel x-ray sources
US9324535B2 (en) * 2006-02-16 2016-04-26 Stellarray, Incorporaated Self contained irradiation system using flat panel X-ray sources
US20100189222A1 (en) * 2006-02-16 2010-07-29 Steller Micro Devices Panoramic irradiation system using flat panel x-ray sources
JP4182996B2 (ja) * 2006-08-10 2008-11-19 ソニー株式会社 電子装置及びその製造方法
US7749887B2 (en) 2007-12-18 2010-07-06 Micron Technology, Inc. Methods of fluxless micro-piercing of solder balls, and resulting devices
US8567658B2 (en) * 2009-07-20 2013-10-29 Ontos Equipment Systems, Inc. Method of plasma preparation of metallic contacts to enhance mechanical and electrical integrity of subsequent interconnect bonds
US11134598B2 (en) * 2009-07-20 2021-09-28 Set North America, Llc 3D packaging with low-force thermocompression bonding of oxidizable materials
US8163094B1 (en) 2009-07-23 2012-04-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method to improve indium bump bonding via indium oxide removal using a multi-step plasma process
US8381965B2 (en) * 2010-07-22 2013-02-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thermal compress bonding
US8104666B1 (en) 2010-09-01 2012-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thermal compressive bonding with separate die-attach and reflow processes
US8177862B2 (en) 2010-10-08 2012-05-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Thermal compressive bond head
US20130153645A1 (en) * 2011-11-17 2013-06-20 Princeton Lightwave, Inc. Process for Hybrid Integration of Focal Plane Arrays
US9257276B2 (en) 2011-12-31 2016-02-09 Intel Corporation Organic thin film passivation of metal interconnections
WO2013101243A1 (en) 2011-12-31 2013-07-04 Intel Corporation High density package interconnects
US20150318259A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 KyungOe Kim Integrated circuit packaging system with no-reflow connection and method of manufacture thereof
US10438804B2 (en) 2014-11-12 2019-10-08 Ontos Equipment Systems Simultaneous hydrophilization of photoresist and metal surface preparation: methods, systems, and products
DE102015212571A1 (de) * 2015-07-06 2017-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen einer kühlbaren elektronischen Komponente und Baugruppe mit einer elektronischen Komponente und einem Kühlelement
US10920887B2 (en) 2016-02-10 2021-02-16 Dreco Energy Services Ulc Anti-extrusion seal arrangement and ram-style blowout preventer
US10900313B2 (en) 2016-07-26 2021-01-26 Dreco Energy Services Ulc Method and apparatus for production well pressure containment for blowout
US11035198B2 (en) 2017-01-16 2021-06-15 Dreco Energy Services Ulc Multifunction blowout preventer
US10941628B2 (en) 2017-09-25 2021-03-09 Dreco Energy Services Ulc Adjustable blowout preventer and methods of use
CN110993729B (zh) * 2019-11-20 2022-04-19 中国电子科技集团公司第十一研究所 红外探测器读出电路铟凸点重置方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58143554A (ja) * 1982-02-22 1983-08-26 Nippon Denso Co Ltd 半導体装置の製造方法
JPS61229342A (ja) * 1985-04-03 1986-10-13 Fujitsu Ltd バンプ電極の接続方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245768A (en) * 1978-07-28 1981-01-20 The Unites States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of cold welding using ion beam technology
US4369458A (en) * 1980-07-01 1983-01-18 Westinghouse Electric Corp. Self-aligned, flip-chip focal plane array configuration
US4379218A (en) * 1981-06-30 1983-04-05 International Business Machines Corporation Fluxless ion beam soldering process
WO1985002283A1 (en) * 1983-11-07 1985-05-23 Irvine Sensors Corporation Detector array module-structure and fabrication
US4573627A (en) * 1984-12-20 1986-03-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Indium bump hybrid bonding method and system
JPS629642A (ja) * 1985-07-05 1987-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58143554A (ja) * 1982-02-22 1983-08-26 Nippon Denso Co Ltd 半導体装置の製造方法
JPS61229342A (ja) * 1985-04-03 1986-10-13 Fujitsu Ltd バンプ電極の接続方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003520A (ja) * 2005-06-20 2007-01-11 Immobilien Ges Helmut Fischer Gmbh & Co Kg 較正基準
JP2012169623A (ja) * 2011-02-11 2012-09-06 Nordson Corp 半導体デバイスパッケージング用のパッシベーション層
JP2016018915A (ja) * 2014-07-09 2016-02-01 三菱マテリアル株式会社 半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0333803B1 (en) 1993-03-10
DE3879176T2 (de) 1993-06-17
US4865245A (en) 1989-09-12
DE3879176D1 (de) 1993-04-15
WO1989003122A1 (en) 1989-04-06
IL87554A0 (en) 1989-01-31
EP0333803A1 (en) 1989-09-27
IL87554A (en) 1992-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02501693A (ja) ハイブリッド冷間溶接を改善するために半導体装置の上に形成された金属コンタクトバンプからの酸化物の除去方法
JP4663165B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6869831B2 (en) Adhesion by plasma conditioning of semiconductor chip surfaces
US5534094A (en) Method for fabricating multi-layer thin film structure having a separation layer
US3585461A (en) High reliability semiconductive devices and integrated circuits
US5147822A (en) Plasma processing method for improving a package of a semiconductor device
US4428796A (en) Adhesion bond-breaking of lift-off regions on semiconductor structures
US9418961B2 (en) Apparatus and method of substrate to substrate bonding for three dimensional (3D) IC interconnects
US4866505A (en) Aluminum-backed wafer and chip
US6660624B2 (en) Method for reducing fluorine induced defects on a bonding pad surface
US5573171A (en) Method of thin film patterning by reflow
US6214646B1 (en) Soldering optical subassemblies
JP2684387B2 (ja) 電子装置およびその作製方法
CN1103119C (zh) 用于单掩膜c4焊料凸点制造的方法
US5512780A (en) Inorganic chip-to-package interconnection circuit
US2973569A (en) Semiconductor assembly methods
US20100101840A1 (en) Application of a self-assembled monolayer as an oxide inhibitor
JPH0629294A (ja) 半導体装置の製造方法
US20170345780A1 (en) Surface Conditioning And Material Modification In A Semiconductor Device
TWI267994B (en) Package structure and manufacturing process thereof
JP3267181B2 (ja) 金属突起電極形成装置及び金属突起電極形成方法
JPS63173331A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2727605B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0276249A (ja) 電子装置およびその作製方法
JPH0637139A (ja) 半導体装置の製造方法