晶片排阻的製程方法

2023-05-15 21:11:51

專利名稱：晶片排阻的製程方法
技術領域：
本發明有關於一種晶片排阻結構與其製程方法，特別是有關於一 種防止電極發生電子遷移現象的晶片排阻結構與其製程方法。
背景技術：
參照圖1A至圖1D為傳統的晶片排阻製程的俯視圖。首先，如圖 1A所示通過厚膜印刷方式將數個成對電極102印刷在氧化鋁基板100 上，然後再印刷上數個電阻104於氧化鋁基板100上而其兩側分別與 成對電極102相接，如圖1B所示。接著，如圖1C所示，印刷一第一 玻璃保護層覆蓋氧化鋁基板100與電極102的部分表面，以及電阻104。 經雷射修整各個電阻達到預設的阻值範圍內，而此經雷射修整區域107 會裸露出部分金屬如銀等，再印刷一第二玻璃保護層108覆蓋氧化鋁 基板IOO與電極102的部分表面，以及第一保護層106，用以保護此激 光修整區域107，如圖1D所示。然後，在氧化鋁基板IOO側邊沾銀膠 形成側邊電極。經切割成粒再鍍上鎳與錫後即為一個個晶片排阻。
現今電子產品的共同趨勢為輕、薄、短、小，並內含的元件更多、 更為密集使得電子產品的功能與效率更為提升，當然對於晶片排阻來 說也無法脫離此趨勢。隨著此一趨勢，晶片排阻內的電阻與電極也變 得更小且更為密集，故相鄰電極間的距離也跟著變小。也因為電阻變 小使得與其相接的成對電極間的距離也跟著變小;相對的電極與電阻上 的雷射修整區域間的距離也變小了。
如前述晶片排阻中的電極102大多使用銀來做為電極材料，這是 因為銀的導電性僅次於金而成本比金低很多。但是銀電極隨著相鄰電 極間距離的縮小，相鄰銀電極102間的電子遷移而變得容易;換言之，
原本因相鄰銀電極的距離所造成電極102間電子遷移的困難度因距離
變小而跟著變小了，因此只要有一些溼氣存在晶片排阻內或是較大的 電流通過，便容易發生電子遷移現象造成晶片排阻在工作時短路。
此外，這並非為晶片排阻的銀電極102發生電子遷移現象的惟一 途徑。由於電阻104變小使得與電阻104兩側連接的成對銀電極102 間距離也跟著變小，使得此成對電極彼此之間容易發生電子遷移現象。 此為晶片排阻中銀電極102發生電子遷移的另一途徑。再者，通常在 製作晶片排阻的時候，利用雷射來調整各個電阻104的阻值達到所要 求的阻值，而在電阻104上雷射調整過後的區域107(雷射調整區域)會 有金屬，如銀，裸露出來。此一裸露金屬的雷射調整區域107因電阻 104變小，而與銀電極102之間的距離變小，使得銀電極102容易與此 雷射調整區域107發生電子遷移現象，此為電子遷移的又一途徑。
因此，如何解決因上述問題所造成電極的電子遷移現象，導致芯 片排阻在工作時短路。此一問題為晶片排阻走向體積變小、密度變大 趨勢所迫切需要解決的。

發明內容
鑑於上述的背景，本發明之一目的是提出一晶片排阻的製程方法， 可形成一屏障層完全覆蓋銀電極，解決晶片排阻在工作時，電極間及 與雷射修整區域發生電子遷移而造成短路。
本發明的另一目的為提出一晶片排阻的製程方法，通過製做發生 電子遷移機率比較小的電極材料取代原本的銀電極來解決電子遷移所 造成的短路問題。
根據上述的目的，本發明實施例之一提供一種晶片排阻的製程方 法，其中在一氧化鋁基板上形成數個電阻與成對電極且彼此連接。覆 蓋一第一保護層於部分電阻上，並且覆蓋一屏障層於各電極上，再通
過雷射調整各個電阻的阻值。然後，覆蓋一層第二保護層，再將其切 割為一個個的晶片排阻。此製成方式用於針對用銀材質作為電極的芯 片排阻，形成的屏障層將完全覆蓋電極以阻止電極發生電極遷移現象。
本發明的另一實施例是提供一種晶片排阻的製程方法，形成發生 電子遷移機率比較小的電極來取代銀電極。首先，在氧化鋁基板上形 成數個電阻並以一第一保護層覆蓋部分電阻。然後再利用濺鍍或蒸鍍
技術形成一種晶層(seedlayer)覆蓋氧化鋁基板、電阻及第一保護層，再 通過微影技術(photolithography)使預定做為電阻區域裸露出種晶層，並 鍍上一鎳或銅的電極層再洗掉光阻層與蝕刻種晶層而形成電極;或是先 利用一金屬罩幕(metal mask)覆蓋氧化鋁基板僅裸露出預定做為電阻 接點(Contact)區域，再利用蒸鍍或濺鍍技術形成一附著層於預定做為電 極區域，然後形成一電極層即形成電極。再經雷射調整各電阻的阻值 後覆蓋一第二保護層，然後切割為一個個的晶片排阻。因為其電極材 質不為銀電極而是以發生電子遷移機率比較小的金屬材質代替，因此， 在晶片排阻工作時不會因電即發生電子遷移現象而導致短路。


圖1A至圖1D為已知的晶片排阻製程方法的俯視圖。
圖2A至圖2E為本發明之一實施例的晶片排阻製程方法的俯視圖。
圖3A至圖3H為本發明的另一實施例的晶片排阻製程方法的俯視圖。
圖4A至圖4G為本發明的又另一實施例的晶片排阻製程方法的俯 視圖。
圖5A至圖5F為本發明的晶片排阻的端面電極製程方法的立體示 意圖。
圖中符號說明 100氧化鋁基板
102電極
104電阻
106第一保護層
108第二保護層
110電極層
112種晶層
114光阻
116金屬罩幕
116a電極預定形成區域
118附著層
1條柱整列
2金屬器具遮蔽塗布
3端面
4端面電極預定區域 1002晶片排阻
具體實施例方式
本發明的一些實施例會詳細描述如下。然而，除了該詳細描述外， 本發明還可以廣泛地在其它的實施例施行。亦即，本發明的範圍不受 限於已提出的實施例，而應本發明提出的申請專利範圍為準。其次， 當本發明的實施例圖標中的各元件或結構以單一元件或結構描述說明 時，不應以此作為有限定的認知，即如下的說明未特別強調數目上的 限制時本發明的精神與應用範圍可推及多數個元件或結構並存的結構 與方法上。再者，在本說明書中，各元件的不同部分並沒有依照尺寸 繪圖。某些尺度與其它相關尺度相比已經被誇張或是簡化，以提供更 清楚的描述和本發明的理解。而本發明所沿用的現有技藝，在此僅做 重點式的引用，以助本發明的闡述。
參照圖2A至圖2E為本發明之一實施例的俯視圖，揭露製作具屏 壁層的晶片排阻的製成方法，此製程所製作的晶片排阻可減低電極發
生電子遷移而導致短路。首先，如圖2A所示，通過厚膜印刷方式將數 個成對電極102印刷於一氧化鋁基板100上。然後，通過厚膜印刷方 式將數個成對電阻104印刷於一氧化鋁基板100上，並且分別與各成 對電極102相接，如圖2B所示。覆蓋一第一保護層106於氧化鋁基板 100與電極102的部分表面，與電阻104上，如圖2C所示。參照圖2D， 在各個電極102上鍍上一層屏壁層110完全覆蓋電極102以防止或降 低其發生電子遷移現象，然後，再以雷射調整各電阻104的阻值而在 第一保護層106上形成一金屬裸露區域即前述的雷射調整區域107。再 覆蓋一第二保護層108於部分氧化鋁基板100、部分電極102與部分第 一保護層106，如圖2E。再經切割與製作端面電極後即完成晶片排阻 的製作。
上述晶片排阻的製程方法中，電極為銀電極，所以具有良好導電 性但容易發生電子遷移。本實施例形成一屏障層110完全覆蓋銀電極 102，使各電極102不暴露於晶片電阻中而截斷其電子遷移的途徑，故 可防止或降低銀電極102發生電子遷移現象。此屏壁層110為銅或鎳 材質層，這些材質具有良好導電性又發生電子遷移的機率比銀低所以 可阻斷或降低銀電極102電子遷移途徑。此外，屏壁層110的形成方 法為將銅或是鎳利用電鍍法或無電鍍法鍍於銀電極層102上，但不以 此為限。其次，第一保護層106與第二保護層108通過厚膜印刷上所 形成的絕緣材質，例如玻璃材質或是環氧化物材質。
參照圖3A至圖3H，為本發明的另一實施例揭露一晶片排阻的制 程方式。首先，將數個電阻104印刷至氧化鋁基板100上，如圖3A所 示。其次，印刷一第一保護層106覆蓋氧化鋁基板100與電阻104的 部分表面，而裸露出電阻104上預定與電極102連接部分，如圖3B所 示。再者，形成一種晶層112覆蓋氧化鋁基板100、電阻104與第一保 護層106，如圖3C所示。再利用微影技術製做出電極102的圖案(即電 極預定形成區域)，包含先覆蓋一光阻114於種晶層112上，如圖3D 所示。再經由曝光與顯影而在電極預定形成區域裸露出種晶層112而 形成電極102的圖案，如圖3E所示。
然後，以導電性良好且發生電子遷移機率比較小的金屬材質，例 如銅或鎳，形成一電極層110覆蓋於電極預定形成區域內所裸露出種 晶層112上，如圖3F所示。將光阻移除並利用蝕刻技術將未被電極層 IIO所覆蓋的種晶層112移除而在預定形成電極位置形成電極，再通過 雷射調整各電阻104的阻值而在第一保護層106上形成雷射調整區域 107，如圖3G所示。印刷一第二保護層108覆蓋部分氧化鋁基板100、 部分電極102與部分第一保護層106，如圖3H。再經切割與製作端面 電極後即完成晶片排阻的製作。
此外，種晶層的形成方式包含先通過濺鍍(sputter)或蒸鍍等方式形 成一附著層(圖中未示)覆蓋氧化鋁基板100、電阻104與第一保護層 106。然後，同樣通過濺鍍(sputter)或蒸鍍等方式形成一金屬層於此附著 層上。由此附著層與金屬層構成種晶層112，其厚度在在100埃至4000 埃(Angstrom; A)範圍。附著層可選自鈦材質層(Ti)、鉻材質層(Cr)、鈦 鎢複合材質層(TiW)、與鎳鉻複合材質層(NiCr)等材質層。至於金屬層 則為銅或是鎳材質層。
再者，電極層是通過濺鍍或蒸鍍方式所形成的銅材質層或鎳材質 層，具良好導電性卻不易在晶片排阻工作時因電極間距離過近與有溼 氣而發生電子遷移。電極層的厚度可因實際的需要在0.05微米至20微 米(P m)範圍。
通過本實施例所揭露的晶片排阻的製程方法，可以製做一晶片排 阻，其電極材質為銅或鎳等導電性佳又不易電子遷移的材質，取代導 電性佳但易電子遷移的銀電極。如此一來，便可根本解決銀電極因發 生電子遷移現象而導致晶片排阻短路的問題。
參照圖4A至圖4G，本發明的又一實施例，揭露另一種形成銅或
鎳電極取代銀電極的晶片排阻製程方式。首先，將數個電阻104通過 厚膜印刷方式印刷至氧化鋁基板100上，如圖4A所示。同樣以厚膜印 刷方式將第一保護層106覆蓋於部分氧化鋁基板100與部分電阻104， 但電阻104預定與電極102連接處為被覆蓋而裸露，如圖4B所示。
覆蓋一具鏤空圖案的金屬遮幕116(metalmask)，此一鏤空圖案定 義出電極預定形成區域116a並裸露出電阻104預定連接電極部分，而 其餘部分則被覆蓋，如圖4C所示。形成一附著層118於電極區域116a 內覆蓋氧化鋁基板IOO與電阻104，如圖4D所示。然後，形成一金屬 層做為電極層IIO覆蓋於附著層118上即完成電極102製做，如圖4E 所示。將金屬遮幕116移除並以雷射調整各電阻104的阻值，如圖4F 所示。印刷一第二保護層108覆蓋部分氧化鋁基板100、部分電極102 與部分第一保護層106，如圖4G。再經切割與製作端面電極後即完成 晶片排阻的製作。
本實施例所揭露的附著層利用濺鍍或蒸鍍等方法形成的金屬或金 屬複合材質層，例如鈦材質層(Ti)、鉻材質層(Cr)、鈦鎢複合材質層 (TiW)、與鎳鉻複合材質層(NiCr)等材質層，其厚度在100埃至4000埃 (Angstrom ; A)範圍。此外，電極層為通過濺鍍或蒸鍍等方法形成的銅 或鎳金屬層其厚度在0.1微米至5微米(u m)範圍。
再者，上述的第一保護層106與第二保護層108通過厚膜印刷上 所形成的絕緣材質，例如玻璃材質或是環氧化物材質，但不以此為限。
此外，本發明對於晶片排阻的端面電極製作，以金屬器具遮蔽然 後利用蒸鍍或濺鍍技術來製作電極的種晶層。首先以上述任一方法制 作晶片排阻1002於氧化鋁基板上，如圖5A所示。接著，將其做條狀、 粒狀的雷射切割後，做條狀剝離成一個個條柱，如圖5B所示。然後， 將條柱堆棧成一整列1後，在此整列1的端面3覆蓋一具有鏤空圖案 的金屬器具遮蔽區域2，使端面電極預定區域3a對準鏤空圖案而裸露
出來，如圖5C所示。再利用濺鍍或是印刷方式製作端面電極5於端面
電極預定區域3a，並移開金屬器具遮蔽罩2，如圖5D所示。並且如圖 5E所示，將條柱分離，待分離後再將條柱施以粒狀剝離成為一個個分 離的晶片排阻，如圖5F所示。最後再施以電鍍鎳與錫加厚電極與檢驗。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的申請 專利範圍。在不脫離本發明的實質內容的範疇內仍可予以變化而加以 實施，此等變化應仍屬本發明的範圍。因此，本發明的範疇由下列申 請專利範圍所界定。
權利要求
1.一種晶片排組的製程方法，包含提供一氧化鋁基板；以及形成數個電阻部分以及數個成對電極於該氧化鋁基板上，該成對電極與部分該電阻相接，且該成對電極具有一屏障層。
2. 如權利要求l所述的晶片排阻的製程方法，更包含一形成該屏 障層步驟。
3. 如權利要求2所述的晶片排阻的製程方法，其中更形成一第一 保護層覆蓋部分該基板、該電阻與部分該成對電極於該形成屏障層步 驟之前。
4. 如權利要求3所述的晶片排阻的製程方法，其中更形成一第二 保護層覆蓋部分該基板、部分該第一保護層與部分該成對電極。
5. 如權利要求2所述的晶片排阻的製程方法，其中更包含形成一 第一保護層覆蓋部分該基板、該電阻於該電阻形成之後，該成對電極 與屏障層步驟之前。
6. 如權利要求5所述的晶片排阻的製程方法，該形成該屏障層步 驟更包含形成一種晶層該氧化鋁基板、該電阻與該第一保護層上。
7. 如權利要求6所述的晶片排阻的製程方法，其中該形成種晶層 步驟更包含形成一附著層於覆蓋該氧化鋁基板、該電阻與該第一保護層;以及 形成一金屬層於該附著層上。
8. 如權利要求7所述的晶片排阻的製程方法，其中該形成附著層 的方法與該形成金屬層的方法選自濺鍍法與蒸鍍法所組成的群組中。
9. 如權利要求7所述的晶片排阻的製程方法，其中所述的附著層 選自於鈦材質層、鉻材質層、鈦鎢複合材質層、與鎳鉻複合材質層所 組成的族群中。
10. 如權利要求7所述的晶片排阻的製程方法，其中所述的金屬 層選自於銅材質層與鎳材質層所組成的族群中。
11. 如權利要求7所述的晶片排阻的製程方法，其中所述的種晶 層的厚度在100埃至4000埃範圍內。
12. 如權利要求6所述的晶片排阻的製程方法，其中該形成數個 成對電極步驟更包含塗蓋一光阻層於該種晶層上；曝光該光阻，其通過一光罩將該光阻層圖案化使電極預定形成區 域內的該種晶層暴露出來；形成一電極層覆蓋於該預定形成該電極區域內的該種晶層上；移除該光阻而暴露出該氧化鋁基板、該第一保護層、該電極與該 種晶層;以及移除裸露的該種晶層。
13. 如權利要求12所述的晶片排阻的製程方法，其中該電極層的 厚度在0.05微米至20微米範圍內。
14.如權利要求1所述的晶片排阻的製程方法，該成對電極的形成 方法，包括覆蓋一具鏤空圖案的金屬遮幕於該氧化鋁基板與該第一保護層， 該鏤空圖案區域為電極預定形成區域；形成一附著層於該預定形成該電極區域； 形成該電極層於該附著層上，其中該成對電極本身即可做為該屏障層；移除該金屬遮幕；以及形成一第二保護層覆蓋部分該基板、部分該第一保護層與部分該 成對電極。
15. 如權利要求14所述的晶片排阻的製程方法，其中該形成附著 層的方法選自濺鍍法與蒸鍍法所組成的群組中。
16. 如權利要求14所述的晶片排阻的製程方法，其中該電極層選 自於銅材質層與鎳材質層所組成的族群中。
17. 如權利要求14所述的晶片排阻的製程方法，其中該電極層的 厚度在0.1微米至5微米範圍內。
18. 如權利要求14所述的晶片排阻的製程方法，其中所述的種晶 層選自於鈦材質層、鉻材質層、鈦鎢複合材質層、與鎳鉻複合材質層 所組成的族群中。
19. 如權利要求14所述的晶片排阻的製程方法，其中所述的種晶 層的厚度在100埃至4000埃範圍內。
20. 如權利要求1所述的晶片排阻的製程方法，該端面電極的制 作方法，包含作條狀、粒狀切割該氧化鋁基板； 作條狀剝離並整列；形成該端面電極的預定間隔距離，通過金屬器具遮蔽罩法； 進行端面著膜通過真空鍍膜法使未經該金屬遮蔽的該端面得以著膜；粒狀剝離； 電鍍;以及 檢驗。
21. 如權利要求20所述的晶片排阻的製程方法，其中該真空鍍膜 法為濺鍍著膜。
22. 如權利要求20所述的晶片排阻的製程方法，其中該金屬器具 遮蔽罩使用的遮蔽材料為金屬材質。
23. 如權利要求20所述的晶片排阻的製程方法，其中該金屬器具 遮蔽法使用的遮蔽塗布材料為陶瓷材質。
全文摘要
本發明提供一種晶片排阻的製程方法，可以解決銀電極因電子遷移導致晶片排阻短路的問題。通過本發明所揭露的製程方法，在銀電極上形成一屏障層完全覆蓋銀電極而防止電子遷移。或是，利用本發明的另一製程方法形成銅或鎳電極取代銀電極來解決銀電極的電子遷移問題。
文檔編號H01L21/60GK101097858SQ20061009571
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月28日 優先權日2006年6月28日
發明者劉子豪, 劉春條, 彭文龍, 林鴻銘, 蕭銘河 申請人:乾坤科技股份有限公司