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      電子部件、半導(dǎo)體封裝件和電子器件的制作方法

      文檔序號(hào):6887488閱讀:293來源:國知局

      專利名稱::電子部件、半導(dǎo)體封裝件和電子器件的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及一種包含在電極片(electrodepad)上的阻擋金屬層的電子部件、半導(dǎo)體封裝件和電子器件。
      背景技術(shù)
      :近年來與更高性能的電子器件相關(guān)的是,在半導(dǎo)體封裝件中日益需要更高密度的裝配。在用于提供這種高密度的半導(dǎo)體封裝件的方法的一個(gè)實(shí)例中,在LSI芯片的表面的電極片上形成焊料凸起,并且使用倒裝法連接,將LSI芯片與插入式(interposer)基板或母板如積層(build-up)基板和柔性基板連接,或者與另一個(gè)LSI芯片連接。通常,當(dāng)在倒裝法連接中使用由例如SnPb、SnAg、SnCu、SnAgCu、SnZn、SnZnBi和Snln制成的焊料凸起時(shí),主要制成焊料凸起的Sn在回流和結(jié)合處理、修復(fù)過程中,或者當(dāng)產(chǎn)品在高溫下使用時(shí),擴(kuò)散到由LSI芯片的A1或Cu制成的電極片和布線中,從而在一些情況下導(dǎo)致電的問題。為了防止擴(kuò)散,在電極片和焊料凸起之間使用在防止焊料擴(kuò)散方面非常有效的UBM(下凸起金屬)(阻擋金屬層)。作為具有阻擋能力的UBM的一個(gè)典型實(shí)例,通常使用通過電解鍍敷形成的Ni或通過無電鍍敷形成的NiP。這是因?yàn)榕cSn相比,Ni不太可能擴(kuò)散,使得即使在高溫下存儲(chǔ)之后也可以保持阻擋特性。然而,因?yàn)镹i不具有良好的潤濕性(粘附性),因此通常通過電解電鍍或置換電鍍在Ni或NiP的表面上形成與焊料具有良好的潤濕性的Au,以確保焊料潤濕性。近年來,CSP(芯片小心/尺寸封裝)和BGA(球柵陣列)越來越多地用于在印刷布線基板上以高密度裝配半導(dǎo)體封裝件,并且將焊料凸起用于半導(dǎo)體封裝件中的二次連接。在這些情況下,插入式基板和印刷布線基板典型地使用Cu布線和CU電極。為了防止因在回流操作中產(chǎn)生的熱量,而在焊料中的組分?jǐn)U散到Cu布線中所導(dǎo)致的電問題,通常在CU電極片和焊料凸起之間設(shè)置UBM,而所述UBM是由在其上通過電解電鍍形成Au膜的Ni膜或者在其上通過無電電鍍形成Au膜的NiP膜所形成的。在相關(guān)技術(shù)的連接結(jié)構(gòu)中,當(dāng)使用厚度約為l(im的銅作為在電極片和焊料凸起之間的中間金屬層時(shí),在回流操作過程中大部分銅擴(kuò)散到焊料凸起中,從而不利地導(dǎo)致在中間金屬層和焊料凸起之間的粘附性降低的問題,因而導(dǎo)致可靠性的降低。此外,當(dāng)通過濺射或其它方法在中間金屬層中形成磁性材料的鎳時(shí),出現(xiàn)工作效率降低的問題。人們已經(jīng)嘗試了通過使用由特殊的合金制成的UBM來解決上述問題。這樣的UBM的實(shí)例可以包括如在日本專利公開06-084919所述的Ni、NiP、大的膜厚度的Cu、禾PCuNi。圖14是其中由CuNi合金制成的阻擋金屬層(UBM)將電極片與焊料凸起連接的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。在示于圖14中的連接結(jié)構(gòu)中,阻擋金屬層(UBM)105使用CuNi合金。與在典型的真空氣相沉積中獲得的那些相比,這樣的UBM105不僅防止在中間金屬層104和焊料凸起106之間的粘附性的降低,而且增加膜均勻性、膜強(qiáng)度、成膜效率和可靠性,并且降低成本。日本專利公開2002-203925提出了其中在作為UBM的NiP膜上設(shè)置Au膜的連接結(jié)構(gòu),或者其中在NiCuP膜上設(shè)置Au膜的連接結(jié)構(gòu)。圖15是其中由NiP合金或NiCuP合金制成的UBM將電極片與焊料凸起連接的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。在該連接結(jié)構(gòu)中,在金屬布線108上形成NiP層(或NiCuP層)109,并且進(jìn)一步形成高的P-Ni層(或NiCu層)IIO和NiSn合金層(或NiCuSn合金層)lll,以將金屬布線108與焊料凸起112連接。這種防止Kirkendall孔隙產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)粘合強(qiáng)度。
      發(fā)明內(nèi)容(在相關(guān)技術(shù)中的問題)(a)在常規(guī)的LSI芯片和布線基板如印刷基板和柔性基板中,在Al或Cu電極片上,形成其中在電解Ni膜上設(shè)置了Au膜的UBM或者在無電鍍NiP膜上設(shè)置了Au膜的UBM。UBM用于連接電極片和由例如SnAg、SnAgCu、SnCu和SnPb制成的焊料凸起。然而,當(dāng)使用這樣的UBM時(shí),可能在在焊料凸起和阻擋金屬層(UBM)之間的界面上,形成Ni-富含合金,如針狀Ni3Sn4或(Ni,Cu)3Sn4。在其中形成這樣的Ni-富含合金的連接結(jié)構(gòu)中,當(dāng)應(yīng)力或沖擊被施加到結(jié)合界面上時(shí),Ni-富含合金層通常斷裂,因此結(jié)合強(qiáng)度降低。特別是,當(dāng)焊料固有地根本不含Qi時(shí),或者在焊料中的Cu的量小時(shí),合金層越來越趨向于斷裂,因此結(jié)合強(qiáng)度降低。除上述那些以外,還可以想到其它的電子部件,其中,在焊料中的Cu含量較高(約0.5至1%),并且在UBM和焊料之間的界面上的合金層中形成由例如Oi6Sn5、(Cu,Ni)6Sn5、Cu3Sn、(Cu,Ni)3Sn制成的Cu-富含合金層。然而,即使也在這種情況下,當(dāng)電子部件在高溫環(huán)境中長時(shí)間使用時(shí),在焊料凸起中的Cu也被耗盡。結(jié)果,在UBM和焊料凸起之間的界面中的Cu含量降低,并且逐漸形成Ni-富含的(Ni,Cu)3Sn4或Ni3Sn4金屬間化合物,從而導(dǎo)致在形成這種金屬間化合物的這部分中發(fā)生斷裂,從而降低結(jié)合強(qiáng)度的現(xiàn)象的發(fā)生。即,當(dāng)預(yù)定組成的UBM的組合物導(dǎo)致在連接界面上的幾乎全部的Cu-富含合金轉(zhuǎn)化為Ni-富含合金并且Cu-富含合金不存在時(shí),發(fā)生結(jié)合強(qiáng)度降低現(xiàn)象。為了防止上述問題,必需使用防止在UBM和焊料凸起之間的界面僅被針狀的Ni-富含合金覆蓋的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中使用的Ni-富含合金指在UBM和焯料之間的界面形成含Cu/Ni的合金,并且該含Cu/Ni的合金具有高于Cu的含量的Ni含量,即Ni/Cu〉l(基于原子數(shù)計(jì))的。相反地,將滿足Ni/Cu《l(基于原子數(shù)計(jì))的合金定義為Cu-富含合金。(b)在小的面積內(nèi)包含大量電極片的高密度LSI芯片和布線基板中,即使在沒有電鍍引線(leadwire)或晶種子層存在作為UBM材料時(shí),也通常使用在其上的Au膜能夠以低成本形成UBM的無電鍍NiP膜。然而,在其上形成有通過無電鍍形成的Au膜的NiP膜中,當(dāng)將NiP膜連接到焊料凸起上時(shí),在UBM中的Ni擴(kuò)散到焊料凸起中,并且在一些情況下,在焊料凸起和UBM之間的界面上形成P-富含層,如P-富含CuNiP層和P-富含NiP層(主要由Ni3P構(gòu)成的層)。在上述層之中特別硬而脆的P-富含NiP7層中可能出現(xiàn)裂紋,并且當(dāng)施加熱應(yīng)力沖擊、落錘沖擊或其它沖擊時(shí),發(fā)生P-富含層更早斷裂的問題。因此,必需采用抑制UBM和焊料凸起之間的界面上形成P-富含NiP層或其它層以防止結(jié)合強(qiáng)度降低的結(jié)構(gòu)。(c)此外,當(dāng)在LSI中的電極片由Al制成時(shí),在焊料凸起和A1之間沒有提供足夠的結(jié)合強(qiáng)度,因此采用UBM作為中間層。在這種情況下,當(dāng)所用的阻擋金屬層(UBM)由具有差的阻擋特性的材料如Cu制成,并且在高溫條件下使用時(shí),UBM完全熔化,從而導(dǎo)致阻擋特性的損失。因此,存在Al與焊料凸起直接接觸,并且在Al和焊料凸起之間的界面的強(qiáng)度顯著降低的問題。此外,在印刷基板、柔性基板和其它基板中,沒有使用UBM,而是將焊料凸起直接連接到Cu電極上。然而,Cu在本性上可能顯著地?cái)U(kuò)散到Sn中。因此,在雙面裝配處理、修復(fù)處理過程中或在高溫環(huán)境中長時(shí)間使用基板時(shí),在電極中的Cu擴(kuò)散到焊料凸起中,并且可能在已經(jīng)滲透到Cii布線中的Sn合金部分中出現(xiàn)斷裂。為了預(yù)先防止這種情況,并且提供優(yōu)異的長期結(jié)合可靠性,必需再次在Cu電極和焊料凸起之間使用具有高結(jié)合強(qiáng)度和優(yōu)異的阻擋特性的UBM。此外,在近來的LSI中,在一些情況下,使用Cu代替Al作為布線和電極片的材料。然而,在LSI上的Cu膜的厚度典型地非常(significantly)小,例如約liim。因此,存在的問題是當(dāng)在回流或其它操作中Cu膜與焊料凸起接觸時(shí),在電極中的全部Cu擴(kuò)散到焊料中。為了避免這種問題,必需在Cu電極上形成具有優(yōu)異的阻擋和結(jié)合特性的UBM。如上所述,還必要的是,即使在高溫條件中長時(shí)間存儲(chǔ)時(shí),UBM也必須保持其阻擋特性。(d)當(dāng)使用在其上形成Au膜的常規(guī)Ni膜或者在其上形成Au膜的常規(guī)NiP合金UBM時(shí),在一些情況下,被用于提高UBM與焊料的潤濕性的Au在與焊料凸起連接的界面上形成脆性的SnAu合金。這是因?yàn)锳u和Sn形成脆性的金屬間化合物,因此在施加應(yīng)力或沖擊時(shí),發(fā)生在AuSn合金上開始的斷裂。為了避免這種問題,適宜的是不使用Au電鍍UBM表面。然而,實(shí)際上,Au電鍍是必需的,因?yàn)槌R?guī)的UBM材料與焊料和Ni的潤濕性差。為了抑制因使用Au電鍍而形成AuSn合金,在實(shí)踐上,將Au膜的厚度設(shè)定為小值。然而,不能完全抑制形成脆性的AuSn合金。另一方面,日本專利公開06-084919禾n2002-203925報(bào)道了由CuNi合金和CuNiP合金制成的UBM。然而,對于在上面(a)至(d)中所述的問題,當(dāng)UBM的組成不是最佳時(shí),最初的結(jié)合強(qiáng)度足夠,但是在該結(jié)構(gòu)暴露于如上所述的高溫環(huán)境下之后,在UBM和焊料凸起之間的界面的組成變化,因此在一些情況下結(jié)合強(qiáng)度顯著降低。換言之,由CuNi合金或CuNiP合金制成的UBM的應(yīng)用并沒有確保在整個(gè)組成變化的長時(shí)期內(nèi),具有足夠的焊料結(jié)合強(qiáng)度。(l)當(dāng)形成焊料凸起時(shí),(2)當(dāng)將LSI連接到插入式基板上時(shí),以及(3)當(dāng)將半導(dǎo)體封裝件連接到母板上時(shí),將被典型地用于LSI的UBM進(jìn)行三種回流操作。考慮到雙面裝配過程、修復(fù)過程和其它過程,將UBM進(jìn)行總共5個(gè)以上的回流過程。當(dāng)長時(shí)間使用被加熱的LSI時(shí),對其中將UBM連接到焊料凸起上的這部分施加的熱量促進(jìn)了在UBM和焊料凸起之間的界面處的組成變化,因此進(jìn)一步降低了結(jié)合強(qiáng)度。因此需要在高溫下保持之后其結(jié)合強(qiáng)度不降低的UBM。根據(jù)由本發(fā)明人進(jìn)行的研究,下列因素是在如上所述將該結(jié)構(gòu)在高溫保持之后造成結(jié)合強(qiáng)度的降低的原因。需要可以解決上述問題的UBM。(a)Ni-富含(Ni,Cu)3Sn4的形成和生長(b)P-富含層的生成和生長(c)焊料凸起與電極片由于完全熔化的UBM而接觸(d)結(jié)合強(qiáng)度由于形成AuSn合金而降低本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行廣泛的研究,并且發(fā)現(xiàn)了最佳的UBM組成,在該組成,即使在多次回流過程并且在高溫環(huán)境中長時(shí)間使用之后,結(jié)合強(qiáng)度也不降低。即,本發(fā)明提供下列構(gòu)造以解決上述問題。1.一種電子部件,其包括電極片,所述電極片是在基板或半導(dǎo)體元件上形成的;和阻擋金屬層,所述阻擋金屬層為覆蓋所述電極片而被形成,其中所述阻擋金屬層在與所述電極片相反的一側(cè)上包含CuNi合9金層,所述CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni。2.—種電子部件,其包括電極片,所述電極片是在基板或半導(dǎo)體元件上形成的;和阻擋金屬層,所述阻擋金屬層為覆蓋所述電極片而被形成,其中所述阻擋金屬層在與所述電極片相反的一側(cè)上包含CuNiP合金層,所述CuNiP合金層含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P。3.—種電子部件,其包括電極片,所述電極片是在基板或半導(dǎo)體元件上形成的;和阻擋金屬層,所述阻擋金屬層為覆蓋所述電極片而被形成,其中所述阻擋金屬層在與所述電極片相反的一側(cè)上包含CuNiP合金層,所述CuNiP合金層含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni,和8至16原子e/。的P,同時(shí)Ni含量至少為P含量的2.5倍。4.一種半導(dǎo)體封裝件,其包括多個(gè)電子構(gòu)件,所述電子構(gòu)件由基板和半導(dǎo)體元件中的至少一個(gè)形成;電極片,所述電極片形成在每一個(gè)所述電子構(gòu)件上;阻擋金屬層,所述阻擋金屬層為覆蓋所述電極片而被形成;CuNiSn合金層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率,形成所述CuNiSn合金層以覆蓋所述阻擋金屬層;和焊料凸起,形成所述焊料凸起,以經(jīng)由所述阻擋金屬層和所述CuNiSn合金層將形成于不同的電子構(gòu)件上的所述電極片相互電連接,其中所述阻擋金屬層包含與所述CuNiSn合金層接觸的CuNi合金層,所述CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni。5.—種半導(dǎo)體封裝件,其包括多個(gè)電子構(gòu)件,所述電子構(gòu)件由基板和半導(dǎo)體元件中的至少一個(gè)形成;電極片,所述電極片形成在每一個(gè)的所述電子構(gòu)件上;10阻擋金屬層,所述阻擋金屬層為覆蓋所述電極片而被形成;CuNiSn合金層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率,并且被形成用于覆蓋所述阻擋金屬層;含p的p-富含層,所述含p的p-富含層形成在所述阻擋金屬層和所述CuNiSn合金層之間;和焊料凸起,形成所述焊料凸起,以經(jīng)由所述阻擋金屬層、所述CuNiSn合金層和所述P-富含層將形成于不同的電子構(gòu)件上的所述電極片相互電連接,其中所述阻擋金屬層包含與所述P-富含層接觸的CuNiP合金層,所述CuNiP合金層含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni,和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P。6.—種半導(dǎo)體封裝件,其包括多個(gè)電子構(gòu)件,所述電子構(gòu)件由基板和半導(dǎo)體元件中的至少一個(gè)形成;電極片,所述電極片形成在每一個(gè)所述電子構(gòu)件上;阻擋金屬層,所述阻擋金屬層為覆蓋所述電極片而被形成;CuNiSn合金層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率,并且被形成用于覆蓋所述阻擋金屬層;和含P的P-富含層,所述含P的P-富含層形成在所述阻擋金屬層和所述CuNiSn合金層之間;和焊料凸起,形成所述焊料凸起,以經(jīng)由所述阻擋金屬層、所述CuNiSn合金層和所述P-富含層將形成在不同的電子構(gòu)件上的所述電極片相互電連接,其中所述阻擋金屬層包含與所述P-富含層接觸的OiNiP合金層,所述CuNiP合金層含有44至60原子%的Cu、29至40原子°/。的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni的含量至少為P的含量的2.5倍。在本說明書中,"原子%"表示原子數(shù)的百分比,并且還可以被描述為"原子的%"。在上面描述的"5"和"6"描述的"含P的P-富含層"包括第一P-富含層和第二P-富含層。艮P,在本發(fā)明的電子部件、半導(dǎo)體封裝件等中,作為UBM,具體地使用(l)含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni的CuNi合金層,(2)含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P的CuNiP合金層,或(3)含有44至60原子%的Cu、29至40原子°/。的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni的含量至少為P的含量的2.5倍的CuNiP合金層,以將電極片連接到焊料凸起上。"CuSn合金層"是通過將焊料凸起材料沉積在UBM上,然后進(jìn)行熱處理,自動(dòng)形成在UBM和焊料凸起之間的層。通過使用SEM(掃描電子顯微鏡)或者組合使用SEM和EDX(能量色散X射線分析),可以清楚地證實(shí)本發(fā)明的UBM、CuNiSn合金層、P-富含層、焊料凸起。在上述(1)至(3)中描述的任意UBM組成可以提供長期結(jié)合可靠性優(yōu)異,并且解決下列4個(gè)問題的連接部分,這4個(gè)問題都己經(jīng)成為了在包含Ni、NiP和Cu的UBM中的問題(a)結(jié)合強(qiáng)度由于Ni-富含金屬間化合物的生長而降低(b)結(jié)合強(qiáng)度由于P-富含NiP或CuNiP層的形成而降低(c)結(jié)合強(qiáng)度由于阻擋特性的損失而降低(d)結(jié)合強(qiáng)度由于AuSn合金的形成而降低當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的由CuNi合金(l)制成的UBM連接到含有Sn的焊料凸起上時(shí),與Ni相比,在UBM中的Cu優(yōu)先擴(kuò)散到焊料凸起中,由此在UBM和焊料凸起之間的界面中的Cu的濃度變高,從而防止了引起結(jié)合強(qiáng)度降低的針狀Ni-富含金屬間化合物(a)的生長。當(dāng)在UBM中的Cu為15至60原子%時(shí),明顯表現(xiàn)出這種效果。當(dāng)使用含有15至60原子%的Cu的UBM時(shí),在組成界面的合金中的Cu濃度變得足夠高,因此可以抑制Ni-富含合金的形成。此外,在由CuNiP合金(2)制成的UBM中,Cu的含量等于或高于15原子%,并且在由CuNiP合金(3)制成的UBM中,Cu的含量為44至60原子%。Cu的這種含量可以被認(rèn)為是高水平。因此,同樣在這些UBM的每一種中,與Ni相比,在UBM中的CU優(yōu)先擴(kuò)散到焊料凸起中,從而防止了引起結(jié)合強(qiáng)度降低的針狀Ni-富含金屬間化合物(a)的生長。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的由CuNiP合金(2)制成的UBM時(shí),UBM含有等于或高于15原子%的Cu。在由CuNiP合金(3)制成的UBM中,Cu的含量為44至60原子。/。。因此,與使用不含Cu的NiP合金的情況相比,在上述UBM中可能發(fā)生UBM和焊料凸起之間的相互擴(kuò)散。因此,當(dāng)將上述UBM的任一個(gè)連接到含有Sn的焊料凸起上時(shí),盡管在界面形成的P-富含NiSnP或NiCuSnP層(b)變厚,但是可以顯著地抑制P-富含NiP或CuNiP層的形成。當(dāng)本發(fā)明的CuNi合金層(l)或CuNiP合金層(2)含有等于或高于40原子。/。的Ni時(shí),可以顯著地改善阻擋特性(c),而在由含有少量Ni的CuNi合金制成的UBM中,阻擋特性(c)己成為問題。當(dāng)Ni的含量低于40原子%時(shí),在該結(jié)構(gòu)被保持在高溫下之后,電極片可以根據(jù)UBM的組成,與焊料凸起接觸,因此結(jié)合強(qiáng)度可能顯著地降低。然而,當(dāng)Ni的含量等于或高于40原子%時(shí),即使在UBM膜的厚度為5pm的實(shí)際值的情況下,在該結(jié)構(gòu)經(jīng)歷回流或者在高溫環(huán)境中使用之后,阻擋特性也不損失或者結(jié)合強(qiáng)度也不降低。當(dāng)使用本發(fā)明的由CuNiP合金(3)制成的UBM時(shí),在焊料凸起和UBM之間的界面形成的P-富含層抑制了在焊料凸起和UBM之間的相互擴(kuò)散。因此,即使在Ni的含量等于或低于40原子%并且膜厚度等于或小于5pm時(shí),在該結(jié)構(gòu)經(jīng)歷回流或在高溫環(huán)境中使用之后,在UBM中的阻擋特性(c)也得到提高,并且連接可靠性也得到保證。此外,在由Ni或NiP合金制成的常規(guī)UBM中,如果不在表面上電鍍Au,則與焊料的潤濕性差。然而,因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的CuNi合金層(l)或CuNiP合金層(2)或(3)含有Cu,從而具有優(yōu)異的與焊料的潤濕性,與焊料的潤濕性比在M或NiP合金中的與焊料的潤濕性好。因此,可以在不進(jìn)行Au電鍍的情況下,容易將焊料凸起連接到電極片上。對于等于或低于60原子%的Cu含量,Cu對于提高與焊料的潤濕性的效果得到良好保持。因?yàn)闆]有電鍍Au,因此在連接到焊料凸起上時(shí),在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中沒有形成脆性的AuSn層,可以完全消除在AuSn層(d)上開始的結(jié)合斷裂的危險(xiǎn),并且提供了良好的連接可靠性。在本發(fā)明中,在電極片上形成(l)由CuNi合金制成的UBM,所述CuNi合金含有15至60原子。/。的Cu和40至85原子%的Ni;(2)由CuNiP合金制成的UBM,所述CuNiP合金含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P;或(3)由CuNiP合金制成的UBM,該CuNiP合金含有44至60原子%的Cu、29至40原子。/。的Ni,和8至16原子。/。的P,同時(shí)Ni含量(基于原子數(shù)計(jì))至少為P含量(基于原子數(shù)計(jì))的2.5倍。以這種方式,當(dāng)將UBM連接到含有Sn的焊料凸起上時(shí),可以抑制Ni-富含合金的形成和P-富含的NiP或CuNiP層的產(chǎn)生,同時(shí)在UBM和焊料凸起之間的結(jié)合界面上保持高的阻擋特性。還可以防止在焊料凸起和電極片之間的結(jié)合強(qiáng)度由于AuSn合金的形成而降低。結(jié)果,提供了一種高度可靠的電子部件,該電子部件的焊料結(jié)合強(qiáng)度即使在高溫下長期使用之后也降低很少。在本發(fā)明中,將電極片電連接到一個(gè)或多個(gè)基板或半導(dǎo)體元件(電子構(gòu)件)上。在每一個(gè)電極片上形成(l)由CuNi合金層形成的UBM,所述CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni;(2)由CuNiP合金層形成的UBM,所述CuNiP層合金含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P;或(3)由CuNiP合金層形成的UBM,該CuNiP合金層含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni,禾P8至16原子%的P,同時(shí)Ni含量(基于原子數(shù)計(jì))至少為P含量(基于原子數(shù)計(jì))的2.5倍。當(dāng)形成含有Sn的焊料凸起以電連接形成在不同的電子構(gòu)件上的兩個(gè)以上的UBM時(shí),在每一對的UBM和焊料凸起之間形成平均Ni/Cu比率等于或低于2.3的CuNiSn合金層。結(jié)果,可以抑制Ni-富含CuNiSn合金和P-富含的NiP或CuNiP層的產(chǎn)生,同時(shí)保持高的阻擋特性。此外,可以在不進(jìn)行的Au電鍍的情況下,實(shí)現(xiàn)相對優(yōu)異的與焊料的潤濕性,并且不產(chǎn)生脆性的AuSn合金層,由此提供高的結(jié)合強(qiáng)度。因此,提供了一種14高度可靠的半導(dǎo)體封裝件,所述半導(dǎo)體封裝件的焊料結(jié)合強(qiáng)度即使在高溫下長期使用之后也降低很少。附圖簡述圖1是本發(fā)明的示例性電子部件的橫截面圖2是本發(fā)明的示例性電子部件的橫截面圖,其中在每一個(gè)UBM上形成焊料凸起;圖3是本發(fā)明的示例性電子部件的放大橫截面圖,其中在由CuNi合金制成的UBM上形成焊料凸起;圖4是本發(fā)明的示例性電子部件的放大橫截面圖,其中在由CuNiP合金制成的UBM上形成焊料凸起;圖5顯示了在UBM中的Cu含量百分比和在CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率之間的相互關(guān)系;圖6是其中由NiP合金制成的常規(guī)UBM被連接到SnAgCu焊料凸起上的連接部分的橫截面圖7是其中將本發(fā)明的由CuNiP合金制成的UBM連接到SnAgCu焊料凸起上的連接部分的橫截面圖8顯示了在UBM中的Ni含量百分比和熔化的UBM膜的厚度之間的相互關(guān)系;圖9是顯示本發(fā)明的UBM的最佳組成范圍的相圖IO是本發(fā)明的示例性電子部件的橫截面圖,其中在UBM和電極片之間形成中間層;圖ll是本發(fā)明的示例性電子部件的橫截面圖,其中在由CuNi合金制成的UBM和電極片之間形成中間層;圖12是本發(fā)明的示例性電子部件的橫截面圖,其中在由CnNiP合金制成的UBM和電極片之間形成中間層;圖13顯示了本發(fā)明的示例性半導(dǎo)體封裝件;圖14是其中由CuNi合金制成的常規(guī)UBM被連接到焊料凸起上的連接部分的橫截面圖;圖15是其中由NiP合金或CuNiP合金制成的常規(guī)UBM被連接到焊料凸起上的連接部分的橫截面圖;和圖16是顯示本發(fā)明的UBM的最佳組成范圍的相圖。符號(hào)說明1:電子部件2:電極片3:UBM4:鈍化5:焊料凸起6:CuNiSn合金層7:第一P-富含層8:第二P-富含層9:中間層21:母板22:插入式基板23:半導(dǎo)體芯片24:用于初次連接的焊料凸起25:用于二次連接的焊料凸起26:印刷基板的電極片27:用于插入式基板的二次連接的電極片28:用于插入式基板的初次連接的電極片29:半導(dǎo)體芯片的電極片30:在印刷基板的電極片上的UBM31:在用于插入式基板的二次連接的電極片上的UBM32:在用于插入式基板的初次連接的電極片上的UBM33:在用于半導(dǎo)體芯片的電極片上的UBM34:底部填充(underfill)樹脂35:模塑樹脂101:半導(dǎo)體芯片102:在半導(dǎo)體芯片的面朝下的結(jié)合表面上的金屬電極(鋁電極)103:SiN絕緣膜l(H:鈦膜(在中間金屬層中的一層)105:由銅-鎳合金膜形成的中間金屬層106:焊料凸起107:陶瓷(絕緣)基板108:布線(金屬圖案)109:NiP(或NiCuP)層110:高P-NiP(或NiCuP)層lll:NiSn(或NiCuSn)層112:焊料凸起實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面將參考附圖,基于本發(fā)明的實(shí)施方案更詳細(xì)地描述本發(fā)明。(第一實(shí)施方案)如在圖1中所示,在根據(jù)本發(fā)明的電子部件1的一個(gè)實(shí)例中,在基板或半導(dǎo)體元件上形成的由例如Al、Cu和Ag制成的電極片2上,形成UBM(阻擋金屬層)3。將電極片電連接到在基板或半導(dǎo)體元件中的布線上。UBM3具有至少在與電極片接觸的一側(cè)相反的一側(cè)上形成下列合金層中的任何一個(gè)(l)含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni的CuNi合金層,(2)含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni,和高于0原子%并且等于或低于25原子°/。的P的CuNiP合金層,或(3)含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni,禾n8至16原子%的P,同時(shí)Ni含量(基于原子數(shù)計(jì))至少為P含量(基于原子數(shù)計(jì))的2.5倍的CuNiP合金層。艮卩,CuNiP合金層(2)需要含有等于或高于15原子%的Cu和等于或高于40原子。/。的Ni。例如,當(dāng)P含量為x(原子。/。)時(shí),Cu/Ni組合物含有高于或等于15原子%但是低于或等于(60-力原子%的Cu,以及高于或等于40原子%但是低于或等于(85《)原子%的Ni(含有Cu、Ni和P,同時(shí)元素的原子數(shù)為Cu:Ni:P=15至60:40至85:0(不包括O)至25(包括25)。CuNiP合金層(3)含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子。/。的P,同時(shí)Ni含量至少為P含量的2.5倍。如圖16中所示,滿足上述條件的UBM是在被Cu44-Ni40-P16、Cu60-Ni29-Pl1、Cu60-Ni32-P8和Cu52-Ni40-P8所限定的矩形包圍的組成范圍內(nèi)的那些。當(dāng)使用制造UBM的電解鍍敷或無電鍍敷使P共沉積在UBM中時(shí),Ni的含量至少為P含量的約2.5倍,原因是在P含量約為Ni含量的40%或更低時(shí)Ni和P共沉積。UBM可以部分地由CuNi合金層或CuNiP合金層形成,或者可以全部由CuNi合金層或CuNiP合金層形成,但是必需至少在與電極片接觸的一側(cè)相反的一側(cè)上,形成UBM形式的CuNi合金層或CuNiP合金層。在CuNi合金層(l)中的平均Ni/Cu比率優(yōu)選為0.67至5.7。在CuNiP合金層(2)中的平均Ni/Cu比率優(yōu)選為0.60至5.5。在CuNiP合金層(3)中的平均Ni/Cu比率優(yōu)選為0.48至0.91。在CuNi合金層(l)或在CuNiP合金層(2)或(3)中的平均Ni/Cu比率在熱處理如回流過程之后變化很少,并且可以通過使用與圖5(將稍后描述)中所示的測量方法相同的方法測量該比率。在UBM3中使用的CuNi合金和CuNiP合金分別不限于二元合金和三元合金。CuNi合金和CuNiP合金可以是一種或多種含有多種元素的將少量Ag、Pd、Sn、Pb或其它元素加入其中以提高與焊料的潤濕性,或者將少量的Co、Fe、Pd、Pt、W、Ti或Cr加入其中以提高阻擋特性的三元或四元材料。然而,本發(fā)明的UBM3必需具有包括如下的組成(1)15至60原子°/。的Cu和40至85原子%的Ni;(2)等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni,和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P;或者(3)44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni的含量至少為P的含量的2.5倍。如圖2中所示,將焊料凸起5放置在圖1中所示的UBM3上,它們之間具有CuNiSn合金層6。焊料凸起5主要由Sn,如SnPb、SnAg、SnCu、18SnAgCu、Snln、SnZn禾BSnZnBi制成。存在于結(jié)合界面上的CuNiSn合金層6中的平均Ni/Cu比率等于或低于2.3。在將焊料凸起材料放置在UBM上之后,在焊料凸起的形成過程中,在UBM和焊料凸起之間形成CuNiSn合金層。因此,平均Ni/Cu比率表示在UBM上形成焊料凸起,并且形成CuNiSn合金層之后,CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率。CuNiSn合金層由含有Cu-富含(Cu,Ni)6Sns或Cu-富含(Cu,Ni)3Sn的合金制成。有時(shí)所述層的一部分含有Ni-富含(Ni,Cu)3Sn4或Ni-富含(Ni,Cu)3Sn4。即使在含有這種Ni-富含合金時(shí),在CuNiSn合金層6中的平均Ni/Cu比率也等于或低于2.3。盡管上述合金的實(shí)際組成比率可能略偏離精確的金屬間化合物的那些,但是基于SEM-EDX的組成分析顯示了下列結(jié)果-Cu-富含(Cu,Ni)6Sn5:含有24至55原子%的Cu,0至24原子%的Ni和40至50原子%的Sn的CuNiSn合金-Cu-富含(Cu,Ni)3Sn:含有35至75原子%的Cu,0至35原子%的Ni和20至30原子%的Sn的CuNiSn合金-Ni-富含(Ni,Cu)3Sn4:含有20至45原子%的Ni,0至20原子%的Cu和55至65原子%的Sn的CuNiSn合金圖3是其中由CuNi合金層(l)制成的UBM3、CuNiSn合金層和焊料凸起被結(jié)合的界面附近的區(qū)域的放大橫截面圖。圖4是其中由CuNiP合金層(2)或(3)制成的UBM3、CuNiSn合金層和焊料凸起被結(jié)合的界面附近的區(qū)域的放大橫截面圖。如圖3中所示,當(dāng)使用CuNi合金層(l)作為UBM3時(shí),在UBM3和焊料凸起5之間形成CuNiSn合金層6。因?yàn)閁BM3不含P,因此CuNiSn合金層6的組成在形成層之后不變化。另一方面,如圖4中所示,當(dāng)UBM3由CuNiP合金(2)或(3)制成時(shí),在CuNiSn合金層6和UBM3之間形成主要由NiSnP合金或NiCuSnP合金形成的第一P-富含層7。第一P-富含層7通過Cu和Sn的相互擴(kuò)散形成,并且比在周圍區(qū)域中具有略高的P含量。第一P-富含層7的組成變化,但是典型地含有約30至50原子%的Ni、20至40原子%的Sn、10至30原19子%的P和5至15原子°/。的Cu。在第一P-富含層7和UBM3之間,形成由P-富含NiP合金(主要由Ni3P制成的合金)、CuNiP合金或其它P-富含合金制成的第二P-富含層8。在第二P-富含層中的CuNiP合金含有45至80原子°/。的Ni、0至30原子%的Cu和15至30原子%的P。本發(fā)明的特征在于第二P-富含層8比在其中使用由NiP制成的常規(guī)UBM的情況下明顯更薄。在使用本發(fā)明的CuNiP合金(2)或(3)時(shí)形成的P-富含層包含第一P-富含層7和第二P-富含層8,并且這些P-富含層比在UBM和焊料凸起中具有略大的P濃度值。下面將描述本發(fā)明的有利效果。(a)防止Ni-富含金屬間化合物的生長在本發(fā)明中,(l)CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子。/。的Ni,(2)CuNiP合金層含有等于或高于15原子。/。的Cu、等于或高于40原子%的Ni,和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P;或者(3)CuNiP合金層含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子o/。的P,同時(shí)Ni的含量至少為P的含量的2.5倍。因此,可以大幅抑制在高溫環(huán)境中使用之后,由Ni-富含(Ni,Cu)3Sn4和Ni3Sn4組成的合金層的產(chǎn)生。還可以促進(jìn)Cu-富含(Cu,Ni)6Sn5合金層的形成,并且提高在高溫下使用之后在UBM和焊料凸起之間的結(jié)合強(qiáng)度,原因是當(dāng)使用CuNi合金層或CuNiP合金層作為UBM時(shí),Cu比Ni優(yōu)先擴(kuò)散到焊料凸起中,艮P,因?yàn)樵诟邷叵卤3衷摻Y(jié)構(gòu)之后,在UBM和焊料凸起之間的界面上形成的CuNiSn合金層中的Cu濃度變高,并且導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度的降低的針狀Ni-富含合金的形成和生長得到抑制。在CuNi合金層或者CuNiP合金層含有預(yù)定量的Cu并且Ni含量等于或低于85原子°/。時(shí),明顯地表現(xiàn)出Cu對抑制Ni-富含CuNiSn合金的形成的影響。當(dāng)Ni的含量高于85原子。/。時(shí),在重復(fù)回流操作之后,Ni-富含CuNiSn合金可能在形成于UBM和焊料凸起之間的界面上的CuNiSn合金層中形成。"Ni-富含CuNiSn合金"是指在CuNiSn合金中的Ni/Cu比率大于1.0,并且"Cu-富含CuNiSn合金"是指在CuNiSn合金中的Ni/Cu比率小20于或等于1.0。幾乎所有形成在界面上的CuNiSn合金層都由Ni-富含CuNiSn合金制成時(shí),具體而言,當(dāng)在CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率大于約2.3時(shí),由于熱歷史所致的結(jié)合強(qiáng)度的降低變得顯著。因此CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率必需小于或等于2.3。另一方面,當(dāng)Ni-富含CuNiSn合金和Cu-富含CuNiSn合金一起存在時(shí)(當(dāng)平均Ni/Cu比率在約0.7<Ni/Ci^2.3的范圍內(nèi)),由Ni-富含CuNiSn合金層的斷裂所致的結(jié)合強(qiáng)度降低很少被觀察至1J。此外,當(dāng)僅僅Cu-富含CuNiSn合金在CuNiSn合金層中占優(yōu)勢時(shí)(當(dāng)平均Ni/Cu比率小于或等于約0.7時(shí)),結(jié)合強(qiáng)度很少降低。(在UBM中的Cu組成和結(jié)合強(qiáng)度之間的關(guān)系以及在CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率和結(jié)合強(qiáng)度之間的關(guān)系)圖5作為實(shí)例地顯示了當(dāng)UBM由CuNiP合金制成并且焊料凸起由SnAgCu制成時(shí),在CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率與UBM中的Cu含量之間的關(guān)系。在圖5中,按如下進(jìn)行樣品制備和特性測量。樣品制備方法使用含有Ni離子、Cu離子和次磷酸鈉的鍍敷溶液進(jìn)行無電電鍍。在該方法中,該Ni離子、Cu離子和次磷酸鈉的濃度,以形成由含有不同量的Cu的CuNiP合金制成的UBM。-回流條件通過在最高300。C、氮?dú)夥罩惺褂弥蹌?,使用回流爐,將固定在UBM上的SnAgCu(=96.5:3:0.5)焊料凸起熔化,并且將焊料凸起連接到UBM上。當(dāng)制備出已經(jīng)經(jīng)歷第八次回流操作的樣品時(shí),回流操作被重復(fù)了8次。-用于測量UBM中的Cu含量的方法切割焊料凸起與UBM結(jié)合的界面,以使其暴露。通過SEM-EDS對UBM進(jìn)行組成分析,并且測量Cu含量。-在CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率的測量切割焊料凸起與UBM結(jié)合的界面,以使其暴露。通過SEM-EDS對與CuNiSn合金層相應(yīng)的部分進(jìn)行UBM的組成分析,并且測量平均Ni/Cu比率。通過對厚度2pmx寬度50|am的區(qū)域進(jìn)行基于SEM-EDX的區(qū)域組成分析,計(jì)算并且確定平均Ni/Cu值。然而,當(dāng)CuNiSn合金層薄,并且由此難以進(jìn)行區(qū)域分析時(shí),通過使用點(diǎn)分析,在CuNiSn合金層中的10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量,并且將它們平均化,從而確定平均Ni/Cu值。當(dāng)將回流操作重復(fù)8次時(shí),觀察到CuNiSn層的組成變化,但是UBM和焊料凸起的組成根本沒有變化,或變化很少。當(dāng)使用上述UBM和焊料凸起時(shí),在UBM和焊料凸起之間的界面上形成CuNiSn合金層。CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率隨著UBM中的Cu含量的降低而增加,并且當(dāng)UBM中的Cu含量達(dá)到約15原子%時(shí),平均Ni/Cu比率的增加比率急劇變高。即,在UBM中的Cu含量高于或等于15原子%的區(qū)域中,即使在最高300。C重復(fù)8次回流操作的極端苛刻的溫度下,平均Ni/Cu比率也是小的,并且CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率隨著UBM中的Cu含量變化的比率(在圖5中的每條線的斜率)是小的。在UBM中的Cu含量高于或等于15原子%的區(qū)域中,可以看到在UBM和焊料凸起之間的結(jié)合界面上幾乎不形成有助于降低結(jié)合強(qiáng)度的Ni-富含合金層,而是形成含有Cu-富含CuNiSn合金的合金層。艮P,可以看到,在UBM中的Cu含量is高于或等于15原子%的區(qū)域中,經(jīng)歷第一次回流操作的CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率小于或等于2.3,并且已經(jīng)經(jīng)歷8次回流操作的CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率也是如此。進(jìn)一步證實(shí),當(dāng)存在于結(jié)合界面上的CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率小于或等于0.7時(shí),CuNiSn合金由Cu-富含CuNiSn合金制成;當(dāng)平均Ni/Cu比率大于0.7但是小于或等于2.3時(shí),CuNiSn合金同時(shí)包含Cu-富含CuNiSn合金和Ni-富含CuNiSn合金;并且當(dāng)平均Ni/Cu比率大于23時(shí),幾乎所有CuNiSn合金由Ni-富含CuNiSn合金制成。表1顯示了在已經(jīng)經(jīng)歷第一次回流操作的CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率和凸起拉拔強(qiáng)度(bumppullstrength)之間的關(guān)系,而表2顯示了對于已經(jīng)經(jīng)歷第8次操作的CuNiSn合金層的同樣的關(guān)系。以下列方式測22量凸起拉拔強(qiáng)度。-用于測量凸起拉拔強(qiáng)度的方法在其中形成于直徑為130pm的Al電極上的厚度約為5pm的UBM上,形成直徑為150pm的SnAgCu(=96.5:3:0.5)焊料凸起的樣品,使用來自DageHoldingsLimited的冷拉拔強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測量凸起拉拔強(qiáng)度。[表1]在第一次回流之后<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在第八次回流之后<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在表l中所示的結(jié)果表明,對于每一種UBM組成,在第一次回流之后,凸起拉拔強(qiáng)度都等于或高于llOg。然而,其中形成結(jié)合部分的典型條件不像表1中所示的那些一樣是適中的,而是對應(yīng)表2中所示的第八次回流操作之后的那些。在表2中所示的結(jié)果表明,當(dāng)CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率小于或等于2.3時(shí),凸起拉拔強(qiáng)度為110g或更高,而當(dāng)平均Ni/Cu比率大于2.3(3.4,4.39)時(shí),Ni-富含CuNiSn合金開始在UBM和焊料凸起之間的界面上占優(yōu)勢,并且凸起拉拔強(qiáng)度顯著降低??梢员砻?,在CuNiSn合金中的平均Ni/Cu比率趨向于增加,因此凸起拉拔強(qiáng)度趨向于隨著回流操作的次數(shù)增加而降低。然而,當(dāng)Cu含量高于或等于15原子%時(shí),平均Ni/Cu比率隨著回流操作的次數(shù)增加而增加的比率小,因此CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率保持在低的值。因此,即使長時(shí)間在高溫環(huán)境中,凸起拉拔強(qiáng)度的降低量也可以是小的。如上所述,當(dāng)CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率小于或等于2.3曰寸,CuNiSn合金層可以含有Cu-富含CuNiSn合金,并且可以將UBM和焊料凸起之間的結(jié)合強(qiáng)度保持在高的值,只要阻擋特性不受損害即可。因此,作為UBM的CuNi合金層的最佳組成含有15至60原子%的Cu和40至85原子。/。的Ni,此時(shí)CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率可以被保持在2.3或更小,因此即使在產(chǎn)品在高溫環(huán)境中長時(shí)間使用時(shí),焊料結(jié)合強(qiáng)度也不降低。類似地,作為UBM的CuNiP合金的最佳組成含有(2)等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40的Ni,以及高于0原子%并且等于或低于25原子%的P,或(3)44至60原子%的Cu、29至40原子°/。的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni的含量至少為P的含量的2.5倍。(b)抑制P-富含層的產(chǎn)生和生長在使用常規(guī)的無電鍍NiP的UBM中,存在結(jié)合強(qiáng)度降低的問題,原因是在焊料凸起結(jié)合過程中,UBM中的Ni擴(kuò)散到焊料凸起中,使得形成P-富含NiP層(主要由Ni3P制成的層)等,并且在施加應(yīng)力或沖擊時(shí),P-富含NiP層斷裂。然而,在本發(fā)明中,由于UBM含有快速擴(kuò)散到焊料中的大量Cu,因此在悍料凸起中含有的Sn容易在某種程度上擴(kuò)散到UBM中。因此,可以大幅抑制不含有Sn的P-富含NiP層或其它P-富含層的生成,并且防止結(jié)合強(qiáng)度的降低。圖6顯示了在當(dāng)由NiP合金制成的常規(guī)UBM與SnAgCu焊料凸起使用在它們之間的CuNiSn合金層進(jìn)行連接時(shí),在UBM和SnAgCu焊料凸起之間的界面的橫截面SEM圖像。圖7顯示了當(dāng)由本發(fā)明的CuNiP合金制成的UBM與到SnAgCu焊料凸起使用在它們之間的CuNiSn合金層進(jìn)行連接時(shí),在UBM和SnAgCu焊料凸起之間的界面的橫截面SEM圖像,所述本發(fā)明的CuNiP合金含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P。在圖6中,在UBM和焊料凸起之間的界面上形成厚的P-富含NiP層(第二P-富含層)。另一方面,在圖7中所示的使用CuNiP合金的UBM中,P-富含NiP層(主要由Ni3P制成的層第二P-富含層)遠(yuǎn)比在使用由NiP合金制成的UBM時(shí)獲得的層更薄,從而表明P-富含NiP層的生成被大幅抑制。在圖7中所示的使用CuNiP合金的UBM中,P-富含NiP層(主要由Ni3P制成的層)是薄的,而形成了厚的P-富含NiSnP層(NiCuSnP,g卩,典型地組成為約30至50原子°/。的Ni、20至40原子%的Sn、10至30原子%的P和5至15原子%的Cu的層P:第一P-富含層)。作為結(jié)合強(qiáng)度評價(jià)的結(jié)果,在使用CuNiP合金層的結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)中沒有觀察到由P-富含層所引起的斷裂形式,而僅僅觀察到焊料凸起斷裂形式,并且結(jié)合強(qiáng)度沒有降低。在本發(fā)明中,在多次回流操作之后的阻擋特性可以通過提高在UBM中的P濃度來提高。因此,適宜的是根據(jù)應(yīng)用適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)在UBM中的P含量。此外,例如,即使在P含量高達(dá)約25原子。/。時(shí),但是在UBM含有等于或高于15原子%的Cu和等于或高于40原子%的Ni時(shí),大幅抑制了P-富含NiP層或其它層的生成和其中的斷裂,因此沒有造成特殊問題。此外,即使在形成含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni含量(基于原子數(shù)計(jì))為P含量(基于原子數(shù)計(jì))的至少2.5倍的CuNiP合金層(3)時(shí),如在上述情況下,可以抑制P-富含NiP層(第二P-富含層)或其它層的形成。作為結(jié)果,可以保持在電極片和焊料凸起之間的高結(jié)合強(qiáng)度。(C)防止由阻擋特性的損失而引起的結(jié)合強(qiáng)度的降低(在UBM中的Ni組成和結(jié)合強(qiáng)度之間的關(guān)系)在本發(fā)明中,在UBM中使用阻擋特性比Cu高的(l)含有40至85原子%的Ni的CuNi合金層,或者使用阻擋特性比Cu高的(2)含有等于或高于40原子o/。的Ni的CuNiP合金層,以確保該結(jié)構(gòu)被保持在高溫之后,對焊料的阻擋特性,并且防止結(jié)合強(qiáng)度的降低。作為實(shí)例,圖8顯示了對由根據(jù)本發(fā)明形成的CuNiP合金制成的UBM所得到的SnAgCu焊料凸起的阻擋特性。圖8顯示了在UBM中的Ni含量的百分比與在回流后熔化UBM膜的厚度之間的關(guān)系。本文中使用的熔化膜厚度表示在成形之前的厚度與在成形之后的厚度之間的厚度降低量。以下列方式測量在圖8中的特性值。-回流條件通過在最高300。C、氮?dú)夥罩惺褂弥蹌?,使用回流爐將固定在UBM上的SnAgCi^96.5:3:0.5)焊料凸起熔化,并且將焊料凸起連接到UBM上。為了制備經(jīng)歷了第8次操作的樣品,將回流操作重復(fù)八次。-用于測量在UBM中的Ni含量的百分比的方法將其中焊料凸起與UBM結(jié)合的界面切割,以使其暴露出來。通過SEM-EDS對UBM進(jìn)行組成分析,并且測量Ni含量。-用于測量熔化的UBM膜的厚度的方法使用SEM在相同的樣品中觀察,其上形成有焊料凸起的電極片,以及其上沒有形成焊料凸起的電極片。測量在這兩種UBM膜之間的厚度的實(shí)際差別以確定烙化的UBM膜的厚度。在IO個(gè)點(diǎn)測量熔化的膜厚度,并且將10個(gè)測量值平均,以確定熔化的膜厚度。圖8顯示了熔化的UBM膜的厚度隨著在UBM中具有優(yōu)異的阻擋特性的Ni含量的增加而大幅降低。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在Ni含量高于或等于40原子%的區(qū)域中,熔化的膜厚度小于或等于5pm,并且實(shí)際厚度為5^im的UBM即使在其經(jīng)歷第8次回流操作之后也不熔化,由此在使用典型的電子器件26的范圍內(nèi),可以保持足夠的阻擋特性。表3顯示了由各種CuNiP合金制成的UBM在第八次回流操作之后的結(jié)合強(qiáng)度。在與表1和2中使用的那些相同的條件下,測量凸起拉拔強(qiáng)度。在表3中所示的結(jié)果表明,含有低于40原子%的Ni的UBM具有低達(dá)92g或更低的凸起拉拔強(qiáng)度值。然后發(fā)現(xiàn),在膜厚度約為5pm時(shí),阻擋層斷裂,并且Al/焊料凸起界面的分離急劇降低結(jié)合強(qiáng)度。另一方面,發(fā)現(xiàn)在由含有高于40原子%的Ni的CuNiP合金制成的UBM中,凸起拉拔強(qiáng)度值高達(dá)120g或更高,并且保持了阻擋特性,由此即使在高溫環(huán)境中儲(chǔ)存之后,也與上述實(shí)例不同,結(jié)合強(qiáng)度并沒有急劇降低。因此,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在由CuNi合金或CuNiP合金制成的UBM中,Ni含量必需等于或高于40原子。/。(Cu含量必需等于或低于60原子%)。在第八次回流之后UBM組成(原子%)CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率(-)凸起拉拔強(qiáng)度(g)CuNiP623260.3928553960.48924445110,691423949120.691313353140.731552060200.971301968131.55120在CuNiP合金層中的阻擋特性不僅取決于Ni含量,而且取決于P含量,并且在UBM中的P含量越高,阻擋特性越好。特別是,當(dāng)P含量高于或等于8原子%時(shí),即使在Cu含量略高而Ni含量略低時(shí),也可以保持阻擋特性。因此,P含量必需等于或高于8原子。/。。此外,本發(fā)明人所進(jìn)行的研究表明,即使在Ni含量低于40原子。/。時(shí),27等于或高于8原子%的P含量也確保良好的阻擋特性和長期結(jié)合的可靠性。表4顯示了在第8次回流操作后,熔化的UBM膜的厚度,平均Ni/Cu比率,以及P含量等于或高于8原子%并且Ni含量等于或低于40原子%的CuNiP合金的結(jié)合強(qiáng)度。在與表1和2中所用的那些相同的條件下,測量凸起拉拔強(qiáng)度。根據(jù)樣品的組成,在表3中所示的含有低于8原子%的P的樣品不能在第8次操作之后確保足夠的結(jié)合強(qiáng)度,而表4表明,即使在Ni含量等于或低于40原子%時(shí),也可以使用含有高于或等于8原子%的P和低于或等于60原子%的Cu的UBM,以保持阻擋特性和120g以上的高結(jié)合強(qiáng)度。注意在表4中所示的Ni含量始終至少為P含量的2.5倍。<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>(d)防止由于形成AuSn合金而引起的結(jié)合強(qiáng)度的降低由根據(jù)本發(fā)明的CuNi合金(l)或CuNiP合金(2)或(3)制成的UBM含有等于或高于15原子%的Cu,與由Ni或NiP合金制成的常規(guī)UBM不同的是,其具有良好的潤濕性。因此,當(dāng)在由任一種上述合金制成的UBM上形成焊料凸起,同時(shí)它們之間具有CuNiSn合金層時(shí),所得到的與焊料的潤濕性類似于由已經(jīng)經(jīng)歷Au電鍍的常規(guī)CuNi膜或已經(jīng)經(jīng)歷Au電鍍的常規(guī)NiP膜形成的UBM的與焊料的潤濕性。即使在Cu含量不高于或等于60原子%時(shí),也可以提供Cu對提高與焊料的潤濕性的這種效果。可能在CuNi合金層或者CuNiP合金層的表面上形成氧化物膜,并且適宜地通過使用具有強(qiáng)活性的助熔劑移除氧化物膜。還可以將典型的助熔劑用于移除,并且可以將CuNi合金層或者CuNiP合金層連接到具有足夠強(qiáng)度的焊料上,原因是具有良好的與焊料的潤濕性的Cu被加入合金層中。如上所述,當(dāng)不對CuNi合金層或者CuNiP合金層的表面進(jìn)行Au處理時(shí),在高溫下儲(chǔ)存之后,將不在結(jié)合界面上形成脆性合金,如AuSn。因此,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),由具有較高Ni含量的CuNi合金或CuNiP合金制成的UBM還可以保持高的結(jié)合強(qiáng)度。如上所述,在本發(fā)明中,即使在高溫環(huán)境中使用之后,也可以抑制Ni-富含CuNiSn合金、P-富含NiP層和CuNiP層的形成,確保阻擋特性,并且保持高的結(jié)合強(qiáng)度。為此,CuNiP(2)和(3)的優(yōu)選組成表示為由下列范圍限定的區(qū)域如圖9中所示,15原子%^1^<60原子%,40原子。/?!禢k85原子%,以及0原子。/cKPS25原子。/。;以及由下列范圍限定的區(qū)域如圖16中所示,44原子%^"60原子%,29原子。/c^N^40原子%,以及8原子%^^16原子%。(第二實(shí)施方案)除上述結(jié)構(gòu)以外,本發(fā)明的電子部件還可以具有含兩層以上的結(jié)構(gòu)如圖10中所示,由Al、CU、Ag或其它元素制成的電極片2,以及CuNi合金層或CuNiP合金層3,電極片2和合金層3之間具有中間層9。在這種情況下,連接到CuNiSn合金層上的頂部阻擋金屬層的組合物必需是CuNi合金或CuNiP合金。中間層9的材料的實(shí)例可以包括Ni、Cu、Pd、Pt、Fe、Co、Cr和Ti,以及含有上述任何一種金屬的NiP合金、NiB合金和CoP合金。在中間層中的上述合金具有下列組成-NiP合金含有2至25原子%的P的NiP合金-NiB合金含有1至10原子%的B的NiB合金-CoP合金含有2至25原子°/。的P的CoP合金使用中間層9的一個(gè)原因是可以進(jìn)一步提高CuNi或CuNiP合金層和電極片2之間的粘合強(qiáng)度。在極端條件使用過程中,由CuNi合金或CuNiP合金制成的阻擋層可能局部地?cái)嗔?。在這種情況下,由Al或其它元素制成的電極片與焊料凸起直接接觸,并且在直接接觸部分的強(qiáng)度變得接近于0。在這種情況下,當(dāng)使用由Ni、NiB合金、NiP合金等制成的中間層9時(shí),中間層9作為顯著硬的阻擋層,由此結(jié)合強(qiáng)度的顯著降低可以減小為強(qiáng)度的溫和降低。圖11和12顯示了具有連接到焊料凸起上的這些中間層的電子部件的橫截面結(jié)構(gòu)。圖11顯示了其中使用由CuNi合金制成的UBM的情況,而圖12顯示了其中使用由CuNiP合金制成的UBM的情況。除增加中間層以外,這些結(jié)構(gòu)與圖3和4中所示的結(jié)構(gòu)相同。(第三實(shí)施方案)在本發(fā)明中已經(jīng)描述的電子部件指是形成電路的一般組件,如在印刷基板、柔性基板、陶瓷基板、玻璃-陶瓷基板和半導(dǎo)體基板上形成的那些,以及芯片電容器和芯片電阻器。.本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件具有通過UBM、焊料凸起等電連接的電子構(gòu)件。電子構(gòu)件的實(shí)例可以包括基板(如母板基板、插入式基板、半導(dǎo)體封裝件、印刷基板、柔性基板、陶瓷基板、玻璃-陶瓷基板和半導(dǎo)體基板)以及半導(dǎo)體芯片(半導(dǎo)體元件)。在這些電子構(gòu)件之間的連接的實(shí)例可以包括基板與基板的連接、半導(dǎo)體元件與半導(dǎo)體元件的連接,以及基板與半導(dǎo)體元件的連接。圖13是被安裝在印刷基板上的半導(dǎo)體封裝件的橫截面圖,所述半導(dǎo)體封裝件包含兩個(gè)以上的半導(dǎo)體元件,其中在與半導(dǎo)體元件電連接的電極片的表面上形成本發(fā)明的UBM,并且通過使用焊料凸起,將相應(yīng)的電極片用它們之間的CuNiSn合金層進(jìn)行相互連接。在圖13中所示的半導(dǎo)體封裝件的可想到的封裝結(jié)構(gòu)分別在母板基板21、插入式基板22和半導(dǎo)體芯片23的電極片26,27,28和29與用于初次連接的焊料凸起24和用于二次連接的焊料凸起25之間,采用UBM30,31,32和33,其中UBM30,31,32和33中的每一個(gè)都由CuNi合金或CuNiP合金制成。在圖13中所示的半導(dǎo)體封裝件是作為實(shí)例提供的,并且本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件的其它實(shí)例包括芯片-上-芯片,其中焊料凸起將芯片(半導(dǎo)體元件)的電極與另一個(gè)芯片的電極連接;以及封裝層疊件,其中焊料凸起將封裝的電極連接到另一個(gè)封裝的電極上。本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)例是其中將芯片連接到母板上的芯片-上-板,并且在這種情況下,將本發(fā)明的BM-焊料凸起連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用于這種芯片-上-板。此外,本發(fā)明的UBM和焊料凸起連接結(jié)構(gòu)適用于所有電子器件,如移動(dòng)手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、存儲(chǔ)器組件和PDA。實(shí)施例(第一實(shí)施例)下面描述使用本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體封裝件的實(shí)施例。首先,在其上包含Al電極片的半導(dǎo)體晶片經(jīng)歷Pd催化劑處理或鋅酸鹽處理以活化表面。然后將半導(dǎo)體晶片浸漬在保持80°C的無電32CuNiP鍍敷溶液中,達(dá)約20分鐘,以在半導(dǎo)體晶片的表面上沉積厚度約為5pm的CuNiP合金層。當(dāng)電極片由Cu制成時(shí),可以使用Pd催化劑以活化電極片,并且可以在電極片上選擇性地形成無電鍍CuNiP合金層。無電鍍的CuNiP鍍敷溶液含有足夠量的Cu離子、Ni離子、次磷酸鈉、配位劑、pH緩沖劑、穩(wěn)定劑等。調(diào)節(jié)在無電鍍CuNiP鍍敷溶液中Cu離子和Ni離子的量,使得形成由CuNiP合金制成的5pm厚的UBM,所述CuNiP合金含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和等于或低于25原子%的P。然后將助熔劑供給到其上已經(jīng)形成UBM的半導(dǎo)體晶片電極片上。使用球轉(zhuǎn)印法,設(shè)置SnAgCu焊料凸起,并且在回流操作中將UBM連接到焊料凸起上。該處理使得在焊料凸起和UBM之間形成CuNiSn合金層和P-富含層,所述CuNiSn合金層具有約2)am的厚度和約0.7的平均Ni/Cu比率。將半導(dǎo)體晶片切成多個(gè)單獨(dú)的芯片,并且使用安裝機(jī)將每一個(gè)芯片與積層基板對齊,所述積層基板包含由CuNiP合金制成的組成類似與上述UBM的UBM。將積層基板和半導(dǎo)體晶片放置在回流爐中,以將半導(dǎo)體晶片連接到積層基板上。將底部填充樹脂注入到這樣制造的倒裝連接部分中,以制造CSP或BGA。作為用于形成焊料凸起的方法,除焊料球轉(zhuǎn)印法以外,可應(yīng)用焊料膏印刷、超級焊接、SuperJufit方法、電解電鍍、濺射、沉積等。(第二實(shí)施例)通過在其上包含Cu電極片的半導(dǎo)體晶片上濺射,形成由例如Ti制成的粉末進(jìn)料層,然后使用光刻術(shù)形成電極片中的孔。將半導(dǎo)體晶片浸漬在含有Cu離子和Ni離子的電解CuNi鍍敷溶液中,并且導(dǎo)通電流,以在半導(dǎo)體晶片上沉積厚度為5)am的CuNi合金層。在這種電解鍍敷中,如在第一實(shí)施例中的無電鍍敷中那樣,調(diào)節(jié)在電解鍍敷溶液中的Cu含量和Ni含量,以這樣的方式獲得所需的膜組33成(Cu:15至60原子%,Ni:40至85原子%)。當(dāng)使用電解鍍敷形成CuNiP合金層時(shí),可以將P源如次磷酸鈉加入到鍍敷溶液中。在通過電解鍍敷形成CuNi合金層之后,將半導(dǎo)體晶片浸漬在焊料鍍敷溶液中,并且導(dǎo)通電流以形成厚度約為100yrn的焊料凸起。移除抗蝕劑和粉末進(jìn)料層,然后將半導(dǎo)體晶片放置在回流爐中,以形成在焊料凸起和UBM之間的界面上具有結(jié)合結(jié)構(gòu)的器件,所述結(jié)合結(jié)構(gòu)包含其平均Ni/Cu比率等于或低于2.3的CuNiSn合金層。(第三實(shí)施例)在其上包含Cu電極片的積層基板進(jìn)行Pd催化劑處理,以活化電極片的表面。然后將半導(dǎo)體晶片浸漬在第一實(shí)施例中描述的無電鍍CuNiP鍍敷溶液中,以沉積厚度約為5pm的CuNiP合金層。然后將焊料膏印刷在電極上,隨后通過回流操作在CuNiP合金層上形成SnAg焊料預(yù)涂層。將包含在其上形成的SnAg焊料凸起的CSP安裝在印刷基板上,以在焊料凸起和UBM在之間的界面上制造具有結(jié)合結(jié)構(gòu)的器件,所述結(jié)合結(jié)構(gòu)包含CuNiSn合金層和P-富含層的器件,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率。^將包含在其上形成的Cu電極片的印刷基板浸漬在電解CuNi鍍敷溶液中,所述Cu電極片連接到鍍敷引線上。然后將鍍敷引線連接到陰極上,并且導(dǎo)通電流以僅在Cu電極片上形成厚度為3(im的CuNi合金層膜組成(膜組成15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni)。將SnAgCu膏印刷在其上形成UBM的電極片上,隨后通過回流操作在UBM上形成焊料凸起。因此,形成了在焊料凸起和UBM之間的界面上具有結(jié)合結(jié)構(gòu)的器件,所述結(jié)合結(jié)構(gòu)包含其平均Ni/Cu比率等于或低于2.3的CuNiSn合金層。(第五實(shí)施例)包含形成在其上的Ag電極片的玻璃-陶瓷基板進(jìn)行Pd催化劑處理,以活化電極片的表面。首先為了提高粘附性,將玻璃-陶瓷基板浸漬在無電鍍NiP鍍敷溶液中以形成厚度約為lpm的NiP合金。使用Pd催化劑進(jìn)一步活化NiP鍍敷膜,并且將玻璃-陶瓷基板浸漬在無電鍍CuNiP溶液中,以形成厚度約為3pm并且含有20原子%的Cu、60原子y。的Ni和20原子。/。的P的CuNiP合金層。然后將基板浸漬在SnAgCu焊料熔融槽中,以在CuNiP表面上形成焊料凸起。然后將基板放置在回流爐中,以形成在焊料凸起和UBM之間的界面上具有結(jié)合結(jié)構(gòu)的器件,所述結(jié)合結(jié)構(gòu)包含CuNiSn合金層和P-富含層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率。(第六實(shí)施例)將在其上包含A1電極片的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行鋅酸鹽處理,以活化表面。然后將半導(dǎo)體晶片浸漬在保持于80°C的無電鍍CuNiP鍍敷溶液中,達(dá)約20分鐘,以在半導(dǎo)體晶片的表面上沉積厚度約為5^m的CuNiP合金層。在這種處理中,可以提高次磷酸鈉在無電鍍CuNiP鍍敷溶液中的濃度(約0.1至1.Omol/L)以形成由CuNiP合金制成的5pm厚的UBM,所述CuNiP合金含有44至60原子。/。的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子%的P。當(dāng)使用電解鍍敷或無電鍍敷將P共沉積于CuNiP合金中時(shí),P的沉積量僅約為Ni含量的40%以下,原因是Ni趨向于隨同P—起共沉積。因此,在CuNiP合金中的Ni含量至少約為P含量的2.5倍。然后將助熔劑供給到其上已經(jīng)形成UBM的半導(dǎo)體晶片電極片上。使用球轉(zhuǎn)印法設(shè)置SnAgCu焊料凸起,并且在回流操作中將UBM連接到焊料凸起上。該處理使得在焊料凸起和UBM之間形成CuNiSn合金層和P-富含層,所述CuNiSn合金層具有約3fim的厚度和約0.4的平均Ni/Cu比率。將半導(dǎo)體晶片切成多個(gè)獨(dú)立芯片,并且使用安裝機(jī)將每一個(gè)芯片與印刷布線基板對齊,所述印刷布線基板包含由具有類似組成的CuNiP合金制成的UBM。然后,將半導(dǎo)體晶片放置在回流爐中以形成在焊料凸起和UBM之間的界面上具有結(jié)合結(jié)構(gòu)的器件,所述結(jié)合結(jié)構(gòu)包含Cu-富含CuNiSn合金層。對在第一至第六實(shí)施例中形成的每一種結(jié)構(gòu),測量UBM的組成、焊料凸起的組成、CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率和凸起拉拔強(qiáng)度。這些特性通過使用與圖5和8中所用的方法相同的方法測量。以用于UBM的組成的方法相同的方法,測量焊料凸起的組成。表5和6顯示了所述結(jié)果。[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>在表5和6中的結(jié)果表明,作為UBM的下列(l)、(2)或(3)被用于將(4)CuNiSn合金層中的平均Ni/Cu比率設(shè)定至低于或等于2.3的值,由此提供等于或高于120g的高凸起拉拔強(qiáng)度(l)含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni的CuNi合金層,(2)含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni以及高于0原子%并且等于或低于25原子%的P的CuNiP合金層,或(3)含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni含量至少為P含量的2.5倍的CuNiP合金層。權(quán)利要求1.一種電子部件,所述電子部件包括電極片,所述電極片形成在基板或半導(dǎo)體元件上;和阻擋金屬層,所述阻擋金屬層被形成用于覆蓋所述電極片,其中所述阻擋金屬層在與所述電極片相反的一側(cè)上包含CuNi合金層,所述CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件,其中在所述CuNi合金層中的平均Ni/Cu比率在0.67至5.7的范圍內(nèi)。3.—種電子部件,所述電子部件包括電極片,所述電極片形成在基板或半導(dǎo)體元件上;和阻擋金屬層,所述阻擋金屬層被形成用于覆蓋所述電極片,其中所述阻擋金屬層在與所述電極片相反的一側(cè)上包含CuNiP合金層,所述CuMP合金層含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子°/。并且等于或低于25原子%的P。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子部件,其中在所述CuNiP合金層中的平均Ni/Cu比率在0.60至5.5的范圍內(nèi)。5.—種電子部件,所述電子部件包括電極片,所述電極片形成在基板或半導(dǎo)體元件上;和阻擋金屬層,所述阻擋金屬層被形成用于覆蓋所述電極片,其中所述阻擋金屬層在與所述電極片相反的一側(cè)上包含CuNiP合金層,所述CuNiP合金層含有44至60原子%的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子%的P,同時(shí)Ni含量至少為P含量的2.5倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電子部件,其中在所述電極片和所述阻擋金屬層之間還形成中間層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子部件,其中所述中間層含有Ni、NiP合金或NiB合金。8.—種電子器件,其中所述電子器件包含根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電子部件。9.一種半導(dǎo)體封裝件,所述半導(dǎo)體封裝件包括多個(gè)電子構(gòu)件,所述電子構(gòu)件由基板和半導(dǎo)體元件中的至少一個(gè)形成;電極片,所述電極片形成在每一個(gè)所述電子構(gòu)件上;阻擋金屬層,所述阻擋金屬層被形成用于覆蓋所述電極片;CuNiSn合金層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率,并且被形成用于覆蓋所述阻擋金屬層;和焊料凸起,所述焊料凸起被形成,以經(jīng)由所述阻擋金屬層和所述CuNiSn合金層將形成于不同的電子構(gòu)件上的所述電極片相互電連接,其中所述阻擋金屬層包含與所述CuNiSn合金層接觸的CuNi合金層,所述CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體封裝件,其中在所述CuNiP合金層中的平均Ni/Cu比率在0.67至5.7的范圍內(nèi)。11.一種半導(dǎo)體封裝件,所述半導(dǎo)體封裝件包括.-多個(gè)電子構(gòu)件,所述電子構(gòu)件由基板和半導(dǎo)體元件中的至少一個(gè)形成;電極片,所述電極片形成在每一個(gè)所述電子構(gòu)件上;阻擋金屬層,所述阻擋金屬層被形成用于覆蓋所述電極片;CuNiSn合金層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率,并且被形成用于覆蓋所述阻擋金屬層;含P的P-富含層,所述含P的P-富含層形成在所述阻擋金屬層和所述CuNiSn合金層之間;和焊料凸起,所述焊料凸起被形成,以經(jīng)由所述阻擋金屬層、所述CuNiSn合金層和所述P-富含層將形成于不同的電子構(gòu)件上的所述電極片相互電連接,其中所述阻擋金屬層包含與所述P-富含層接觸的CuNiP合金層,所述CuNiP合金層含有等于或高于15原子%的Cu、等于或高于40原子%的Ni和高于0原子%并且等于或低于25原子%的P。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝件,其中在所述CuNiP合金層中的平均Ni/Cu比率在0.60至5.5的范圍內(nèi)。13.—種半導(dǎo)體封裝件,所述半導(dǎo)體封裝件包括多個(gè)電子構(gòu)件,所述電子構(gòu)件由基板和半導(dǎo)體元件中的至少一個(gè)形成;電極片,所述電極片形成在每一個(gè)所述電子構(gòu)件上;阻擋金屬層,所述阻擋金屬層被形成用于覆蓋所述電極片;CuNiSn合金層,所述CuNiSn合金層具有等于或低于2.3的平均Ni/Cu比率,并且被形成用于覆蓋所述阻擋金屬層;禾口含P的P-富含層,所述含P的P-富含層形成在所述阻擋金屬層和所述CuNiSn合金層之間;和焊料凸起,所述焊料凸起被形成,以經(jīng)由所述阻擋金屬層、所述CuNiSn合金層和所述P-富含層將形成于不同的電子構(gòu)件上的所述電極片相互電連接,其中所述阻擋金屬層包含與所述P-富含層接觸的CuNiP合金層,所述CuNiP合金層含有44至60原子。/。的Cu、29至40原子%的Ni和8至16原子。/。的P,同時(shí)Ni含量至少為P含量的2.5倍。14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體封裝件,其中在所述電極片和所述阻擋金屬層之間還形成中間層。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體封裝件,其中所述中間層含有Ni、NiP合金或NiB合金。16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體封裝件,其中在從所述阻擋金屬層至所述焊料凸起的范圍的區(qū)域不含Au。17.—種電子器件,其中所述電子器件包含根據(jù)權(quán)利要求9至16中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體封裝件。全文摘要在常規(guī)UBM例如Cu、Ni或NiP中,存在的這樣問題在長時(shí)間將電子部件保持在高溫條件下時(shí)導(dǎo)致UBM的阻擋特性被破壞,并且由于在結(jié)合界面形成脆性的合金層,導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度降低。焊料連接部分在高溫下儲(chǔ)存之后長期連接可靠性降低的問題得到了解決。電子部件上提供有安置在基板或半導(dǎo)體元件上的電極片;和為覆蓋所述電極片而安置的阻擋金屬層。所述阻擋金屬層在與所述電極片接觸側(cè)相反的一側(cè)上包含CuNi合金層,所述CuNi合金層含有15至60原子%的Cu和40至85原子%的Ni。文檔編號(hào)H01L21/60GK101454887SQ20078001938公開日2009年6月10日申請日期2007年5月22日優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日發(fā)明者山崎隆雄,曾川禎道,高橋信明申請人:日本電氣株式會(huì)社;恩益禧電子股份有限公司
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