半導體芯片及其形成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體芯片技術領域，尤其涉及半導體芯片的結構制造領域。
【背景技術】
[0002]激光打孔技術在半導體領域有著廣泛的應用，特別是在半導體芯片的封裝領域。
[0003]請參考圖1以及圖2，圖1為晶圓級半導體芯片結構示意圖，圖2為半導體芯片的封裝結構示意圖，請參考圖1，晶圓100具有多個陣列排布的半導體芯片201，彼此相鄰的多個半導體芯片201之間設置有切割道區域，后續再完成晶圓級封裝和測試之后沿切割道區域將半導體芯片201彼此分離。每一半導體芯片201具有集成電路以及與所述集成電路電連接的多個焊墊202，焊墊202用于與外部電路建立電連接。
[0004]請參考圖2，本例以影像傳感芯片為例，半導體芯片201的第一表面I上具有保護層203，焊墊202位于保護層203內，保護層203上對應感光區域設置有光學器件層207，保護基板200上設置有間隔墻205，當半導體芯片201與保護基板200對位壓合后，光學器件層207位于間隔墻205包圍形成的空腔206內。
[0005]本例中，為了實現焊墊202與外部電路建立電連接，在焊墊202上形成穿透焊墊202的激光孔209，在激光孔209內形成延伸至半導體芯片201第二表面II上的金屬布線層210，然后在第二表面II上形成與金屬布線層210連接的錫球212，通過錫球212實現焊墊202與外部電路電連接。當然，為了避免金屬布線層210與半導體芯片201中的其他電路互相干擾，在半導體芯片201上形成有絕緣層208a以及絕緣層211將金屬布線層與其他電路隔離。
[0006]焊墊的結構以及材質直接影響了激光打孔的質量以及難易程度，因此，如何提高焊墊的激光打孔的質量以及降低激光打孔的難度成為本領域技術人員需要解決的技術問題。

【發明內容】

[0007]本發明通過設計一種新型的焊墊結構，提高了焊墊的激光打孔的質量以及降低了激光打孔的難度。
[0008]本發明提供一種半導體芯片，具有集成電路以及與所述集成電路電連接的焊墊，所述焊墊包括至少兩層金屬層以及位于相鄰金屬層之間的介質層;所述焊墊上具有激光打孔區域，介質層上對應所述激光打孔區域設置開口，在所述開口中設置金屬塞，所述金屬塞的兩端分別與相鄰的金屬層接觸。
[0009]優選的，所述至少兩層金屬層包括第一金屬層以及與所述第一金屬層相鄰的第二金屬層，所述金屬塞包含:與所述第一金屬層以及所述開口的側壁接觸的阻擋層;位于所述阻擋層上的擴散阻擋層;位于所述擴散阻擋層上且填充所述開口的填充金屬。
[0010]優選的，所述填充金屬的材質為鎢。
[0011]優選的，所述阻擋層的材質為鈦，所述擴散阻擋層的材質為氮化鈦。
[0012]優選的，所述介質層中開口之外的區域具有多個導電塞，所述導電塞的兩端分別與相鄰的金屬層電連接。
[0013]優選的，所述導電塞的材質與所述金屬塞的材質相同。
[0014]優選的，所述激光打孔區域內設置有激光孔，所述激光孔穿透所述金屬層以及所述金屬塞。
[0015]本發明還提供一種上述半導體芯片的形成方法，包含如下步驟:提供晶圓，所述晶圓具有多個陣列排布的半導體芯片;在所述半導體芯片上形成集成電路;在所述半導體芯片上形成與所述集成電路電連接的焊墊;所述焊墊包括至少兩層金屬層以及位于相鄰金屬層之間的介質層;所述焊墊上具有激光打孔區域，所述介質層上對應所述激光打孔區域設置開口，在所述開口中設置金屬塞，所述金屬塞的兩端分別與相鄰的金屬層接觸。
[0016]優選的，在形成所述金屬塞的同時在所述介質層中開口之外的區域形成多個導電塞，所述導電塞的兩端分別與相鄰的金屬層電連接。
[0017]優選的，形成金屬塞的步驟包括:采用刻蝕工藝在所述介質層上形成開口；采用沉積工藝在所述開口的底部以及所述開口的側壁形成阻擋層;采用沉積工藝在所述阻擋層上形成擴散阻擋層;采用沉積工藝在所述擴散阻擋層上形成填充所述開口的填充金屬。
[0018]本發明的有益效果是提高了焊墊的激光打孔的質量且降低了激光打孔的難度，激光作用于金屬物質上而避免與介質層接觸，能夠有效防止介質層熱變形，防止激光孔的內壁上產生裂紋，且，由于激光孔側壁全部是金屬，提高了焊墊的導電性能。
【附圖說明】
[0019]圖1為現有技術晶圓的結構不意圖。
[0020]圖2為現有技術影像傳感芯片封裝結構示意圖。
[0021]圖3(a)為本發明優選實施例半導體芯片結構示意圖。
[0022]圖3(b)為本發明優選實施例半導體芯片的剖視圖。
[0023]圖4為本發明優選實施例焊墊的剖視圖。
[0024]圖5為本發明優選實施例金屬層的結構示意圖。
[0025]圖6為本發明優選實施例設置在介質層中金屬塞的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下將結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。
[0027]需要說明的是，提供這些附圖的目的是為了有助于理解本發明的實施例，而不應解釋為對本發明的不當的限制。為了更清楚起見，圖中所示尺寸并未按比例繪制，可能會做放大、縮小或其他改變。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0028]請參考圖3(a)以及圖3(b)，半導體芯片301具有集成電路(圖3(a)中未繪示)以及與所述集成電路電連接的多個焊墊31，焊墊31用于與外部電路建立電連接。本發明不限定集成電路的具體結構與功能，此處集成電路作廣義的理解，即所謂的集成電路是把一定數量的常用電子元件，如電阻、電容、晶體管等，以及這些元件之間的連線，通過半導體工藝集成在一起的具有某種功能的電路。在半導體芯片301的其中一個表面設置有保護層32，焊墊31設置于保護層32內。
[0029]焊墊31上具有激光打孔區域310，在后續的激光打孔工藝中，激光孔設置在激光打孔區域且激光打孔區域的面積大于激光孔的面積，為了簡便激光打孔操作，方便激光孔定位至激光打孔區域，將激光打孔區域設置于焊墊31的中心位置，如此，在激光打孔操作中只要將激光對準焊墊31的中心位置而不需要增設激光對準標記。
[0030]于本實施例中，激光打孔區域310的形狀為正方形，本發明不具體限定激光打孔區域310的形狀，其形狀也可以是圓形的，只要保證激光孔位于激光打孔區域內且激光孔的側壁與激光打孔區域310的側壁之間具有一定的間隔。
[0031]圖4為焊墊31的剖視圖，于此實施例中，焊墊31具有四層金屬層，分別是第一金屬層311、第二金屬層312、第三金屬層313以及第四金屬層314，第一金屬層311與第二金屬層312之間具有第一介質層315，第二金屬層312與第三金屬層313之間具有第二介質層316，第三金屬層313與第四金屬層314之間具有第三介質層317。
[0032]每一介質層對應激光打孔區域310設置開口，并在開口中設置金屬塞，對應圖4中第一金屬塞325、第二金屬塞326以及第三金屬塞327