具有特殊结构的跨接导线的半导体布置结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体布置结构和一种用于制造这种半导体布置结构的方法，具有两个设置在一个壳体内的集成电路（ＩＣ１、ＩＣ２），它们通过跨接导线（１０）相互导电连接。至少一个跨接导线（１０）利用其最好球形的第一末端（１２）连接在第一集成电路（ＩＣ１）的连接区上。跨接导线（１０）另一个设计成楔形的末端（１４）与第二集成电路（ＩＣ２）的连接区（６）通过同样最好球形的中间件（２０）连接。中间件（２０）由比跨接导线（１０）更软的材料组成。优选跨接导线（１０）由铜或者铜合金和中间件（２０）由金或者金合金组成。优点：降低集成电路的材料成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的半导体布置结 构，具有至少两个设置在一个壳体内的集成的电路，所述电路通过一(焊点)跨接导线(Bondleitung )相互电连接，以及涉及一种用于制 造这种半导体布置结构的方法。
技术介绍
跨接导线或者焊线在制造集成电路方面早已公知。这种跨接导线 一方面用于在集成电路中将壳体外部可见的接线端(也称为"引脚 (pin)，，)与壳体内部的芯片连接。芯片为此具有电连接区，即所谓的 "焊点岛"或者"Pads"。利用跨接导线在实际的集成电路与电子电路的 接线载体之间产生导电连接。 一般情况下，跨接导线从芯片的连接区/ 连接焊盘分布到接线端的内部并机械和导电连接在两个部位上。公知 所谓的热超声联接(焊接)和超声波联接(焊接)。联接之后，将集成 电路密封地浇注(封装)到一壳体内，最好是塑料壳体。在微电子制 造技术和连接技术中，跨接导线大多由金或者金合金组成。也已知铝 制成的跨接导线。但跨接导线不仅用于将处于壳体内的芯片与壳体上的外部的接线 端导电连接。跨接导线也用于将壳体内部的芯片相互导电连接。为此 处于壳体内的集成电路分别具有与这种跨接导线导电连接的连接区。 按照 G. G. Harman 的"Wire Bonding in Microelectronics"， McGraw-Hill, 1997，第1-10页、第67页及以下几页和第203页及 以下几页，在公知的球形一楔形方法中，焊线借助于也称为 Free-Air-Ball (FAB)的燃烧的球体联接在第一集成电路的连接区上 并在另一端上被挤压成楔形和与第二集成电路的连接区连接。在这种球一楔法中的问题是对第二集成电路的压力负荷，也就是对焊线进行挤压并多数借助于超声波辅助将其压装在第二集成电路连 接区上的电路。为了降低第二集成电路的压力负荷，已知设有由可导 电材料制成的所谓球形中间件，其安放在第二集成电路的连接区上。 跨接导线楔形展平的第二末端压装在该球形中间件上。该中间件用于 进行压力卸荷。跨接导线多数由金组成，尽管其与铜和银相比具有较差的电和机 械特性。其原因在于启动特性，也就是在于与氧接触的情况下铜会氧 化。由于铜的这种氧化，由铜组成的跨接导线失去其可联接性。因此在使用铜制成的跨接导线时，联接/焊接(bonden)通常在保护气体中 进行，以防止铜氧化。迄今为止，由金制成的跨接导线在芯片与芯片 的连接中已经得到最佳的验证。但对于金制成的跨接导线问题是金价 很高。由于集成电路的不断改进的特性和壳体内部不断提高的组装密 度，半导体布置结构内需要大量的跨接导线。可能需要数百直至上千条这种跨接导线。在使用金的跨接导线时，这在成本上占了很大的比 重。因此已知这样的尝试，即通过更有利的材料替代昂贵的金跨接导线。为比金线节省成本，US 2003/0113574 Al提出了用金包裹的4艮或 者钯线。此外，由DE 10 2005 011028 Al已知，使用铜金合金。铜金合金 的特征在于比金明显更高的硬度。但这种硬度对于跨接线来说是不希 望的，因为由于对集成电路的连接区上的跨接线或跨接导线的挤压可 能会损坏集成电路。在挤压连接区时，铜线上的金铜合金会导致集成 电路的硅芯片中的裂缝，由此集成电路可能报废。此外，DE 10 2005 011028 Al提出一种铜的跨接导线，在其表面 上含有少量的金。在所述公开文献中特别优选地建议了一种由铜制成 的、在表面中积聚/富含一定量的金的跨接导线，如果金可以作为层均 匀地在线上构成，所述金的量相当于最大50，特别是最大50nm的外壳。当将这种金涂层铜线作为跨接导线时，问题在于这种情况，即这 种金涂层铜线的制造较为复杂，由此同样增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于，提供一种具有跨接导线的半导体布置结 构，该跨接导线与迄今为止的跨接导线相比明显更为经济。该目的通过一种具有权利要求1特征的半导体布置结构得以实现。该半导体布置结构的改进方案是各从属权利要求的内容。 用于制造这种半导体布置结构的方法为权利要求11的内容。该方法具有以下步骤提供具有至少一个第一连接区(3)的第一集成电路(IC1)， 提供具有至少一个第二连接区(6)的第二集成电路(IC2)， 提供用于使第一连接区(3)和第二连接区(6)电连接的跨接导线，将第一可导电的中间件这样安装在第二集成电路(IC2)的连接 区(6)上，即，使可导电的中间件(20)与第二集成电路(IC2)的 连接区(6)导电连接，将跨接导线(10)的第一末端(12)机械地固定在第一集成电路 (IC1)的连接区(3)上，将跨接导线(10 )楔形的第二末端(14 )机械地固定在中间件(20 ) 上，其中，中间件(20)的材料选择成比跨接导线(10)的材料软。 该方法权利要求的改进方案在权利要求12和13中给出。 根据本专利技术的半导体布置结构的特征在于，可以使用由比金明显 更为有利的统一的材料制成的跨接导线。本专利技术无需使用例如用金涂 层的、制造复杂的跨接导线。这一点由此实现，即例如由铜或者铜合 金组成的跨接导线的楔形末端不是直接安置在集成电路的例如由铝或，而是跨接导线的该楔形末端放置在一坐靠 在集成电路的连接区上的中间件上并在这里接通。该中间件优选设计 成球形或者近似球形并由比跨接导线软的材料组成。中间件优选由金、 金合金或掺杂金组成。通过将中间件定位在跨接导线的楔形末端与集成电路的连接区之 间，在压紧跨接导线的楔形末端时，压力不是直接传递到集成电路的 半导体本体内，而是首先由中间件截获。集成电路的机械负荷因此与 楔形末端直接压在集成电路连接区上的传统方法相比明显降低。在本专利技术的范围内，跨接导线触点接通设置在一个共用壳体内的 两个集成电路的连接区。两个集成电路可以并排或者重叠设置。跨接导线的直径最好为20-30 nm和维氏硬度S70。 附图说明下面接合参照附图的实施例对根据本专利技术的半导体布置结构及其制造方法进行详细说明。其中图1示出具有并排设置在一个壳体内利用跨接导线相连接的两个 集成电路IC1、 IC2的第一实施例；图2示出同样通过跨接导线相互导电接通的两个重叠设置在一个 壳体内的集成电路；以及图3示出图l和图2跨接导线楔形末端的区域内图l或图2跨接 导线的电子扫描显微镜容納处。在后面的附图中，只要没有其他说明，相同的附图标记就表示具 有相同意义的相同部件。具体实施例方式图1示出集成半导体布置结构的壳体1。壳体内并排设置两个集 成电路IC1、 IC2。第一集成电路IC1具有一带有连接区3的第一半 导体本体2，其中，从图1可以看出一个这种连接区3。半导体本体2 例如由硅组成并在其表面上具有可以由铝或者铝合金组成的连接区。第二集成电路IC2具有第二半导体本体5,在其上表面上同样可以看 到一连接区6。两个集成电路IC1、 IC2的连接区3或6根据半导体布 置结构的电的要求通过跨接导线IO相互导电连接。图1示出这些跨接 导线10的一个。跨接导线10由比金明显更为经济的材料组成。例如 铜或者铜合金适于用作用于跨接导线10的材料。跨接导线10按照已知的球一楔法(球一楔联接)与第一集成电路 IC1连接。同样也可以采用其他连接方法。在球一楔联接中，借助适 用的工具在烧结金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体布置结构，具有至少两个设置在一壳体（１）内的集成电路（ＩＣ１、ＩＣ２），这些集成电路通过跨接导线（１０）相互导电连接，其中，跨接导线（１０）中的至少一个以一个末端（１２）导电连接在第一集成电路（ＩＣ１）的一第一连接区（３）上，并以一楔形渐缩的第二末端（１４）与一安装在第二集成电路（ＩＣ２）的连接区（６）上的并且导电的中间件（２０）导电连接，其特征在于，跨接导线（１０）由与中间件（２０）不同的材料组成，并且中间件（２０）的材料比跨接导线（１０）的材料软。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P施通普夫，
申请(专利权)人：迈克纳斯公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]