[發明專利]互連結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201310277268.5
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN104051422A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 蔡紓婷;林政賢;莊俊杰;楊敦年;劉人誠;洪豐基
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

相關申請的交叉引用

本申請涉及并要求于2013年3月14目提交的標題為“Interconnect?Structure?and?Method?of?Forming?Same”的美國臨時申請第61/784，139號的優先權，其內容結合于此作為參考。

背景技術

由于各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成度不斷提高，半導體產業經歷了快速的發展。在大多數情況下，這種集成度的提高源自最小特征尺寸的不斷減小(例如，將半導體工藝節點朝著亞20nm節點縮減)，這使得更多的部件集成在給定的區域內。隨著近來對微型化、更高速度、更大帶寬以及更低功耗和延遲的要求提高，也產生了對于半導體管芯的更小和更具創造性的封裝技術的需要。

隨著半導體技術的進一步發展，堆疊式半導體器件作為有效替代物出現從而進一步減小半導體器件的物理尺寸。在堆疊式半導體器件中，在不同的半導體晶圓上制造有源電路(諸如邏輯、存儲器、處理器電路等)。兩個或多個半導體晶圓可以相互堆疊以進一步降低半導體器件的形狀因數。

通過合適的接合技術可將兩個半導體晶圓接合在一起。常用的接合技術包括直接接合、化學活性接合、等離子體活化接合、陽極接合、共晶接合、玻璃介質接合、粘合接合、熱壓縮接合、反應接合(reactive?bonding)等。一旦兩個半導體晶圓接合在一起，兩個半導體晶圓之間的界面就可在堆疊式半導體晶圓之間提供導電路徑。

堆疊式半導體器件的一個優勢特征是可通過使用堆疊式半導體器件來實現更高的集成度。此外，堆疊式半導體器件可實現更小的形狀因數、成本效益、增強的性能以及更低的功耗。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種裝置，包括：第一半導體芯片，包括第一襯底和形成在第一襯底上方的多個第一互連部件；第二半導體芯片，接合在第一半導體芯片上，其中，第二半導體芯片包括第二襯底和形成在第二襯底上方的多個第二互連部件；第一導電插塞，連接至第一互連部件，第一導電插塞包括第一部分和第二部分，第一部分形成在第一互連部件與第一襯底的正面之間，第一部分具有第一寬度，第二部分形成在第一襯底的正面與第一襯底的背面之間，第二部分具有大于或等于第一寬度的第二寬度；以及第二導電插塞，連接至第二互連部件，第二導電插塞包括第三部分和第四部分，第三部分形成在第二互連部件與第一襯底的正面之間，第三部分具有第三寬度，第四部分形成在第一襯底的正面和第一襯底的背面之間，第四部分具有大于或等于第三寬度的第四寬度。

優選地，第一互連部件是形成在第一襯底上方的金屬間介電層中的第一金屬線。

優選地，第一互連部件是形成在第一襯底上方的第一重分布線。

優選地，第一互連部件是形成在第一襯底上方的第一接觸件。

優選地，第一導電插塞通過形成在第一襯底的背面上方的金屬線來連接至第二導電插塞。

優選地，第一導電插塞通過形成在第一襯底中的連接結構來連接至第二導電插塞。

優選地，第一導電插塞由銅形成；第二導電插塞由銅形成；以及連接結構由銅形成。

根據本發明的另一方面，提供了一種器件，包括：第一芯片，其包括第一襯底和形成在第一金屬間介電層中和第一襯底上方的多個第一互連部件；第二芯片，接合在第一芯片上，第二芯片包括第二襯底和形成在第二金屬間介電層中和第二襯底上方的多個第二互連部件；第一導電插塞，穿過第一襯底并部分地穿過第一金屬間介電層而形成，第一導電插塞連接至第一互連部件；以及第二導電插塞，穿過第一襯底和第一金屬間介電層并部分地穿過第二金屬間介電層而形成，第二導電插塞連接至第二互連部件。

優選地，第一導電插塞包括：第一部分，形成在第一互連部件和第一襯底的正面之間，第一部分具有第一寬度；以及第二部分，形成在第一襯底的正面和第一襯底的背面之間，第二部分具有大于或等于第一寬度的第二寬度。

優選地，第二導電插塞包括：第三部分，形成在第二互連部件和第一襯底的正面之間，第三部分具有第三寬度；以及第四部分，形成在第一襯底的正面和第一襯底的背面之間，第四部分具有大于或等于第三寬度的第四寬度。

優選地，第一芯片包括背照式圖像傳感器；以及第二芯片包括多個邏輯電路。

優選地，第一互連部件是形成在第一金屬間介電層中的第一金屬線；以及第二互連部件是形成在第二金屬間介電層中的第二金屬線。

優選地，第一互連部件是形成在第一襯底上方的第一接觸件；以及第二互連部件是形成在第二金屬間介電層中的第二金屬線。