[發明專利]一種半導體器件的制造方法和半導體器件

在審

• 申請號: 201410190712.4
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN105097852A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 馮霞;黃河;劉煊杰;張海芳;吳秉寰
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;趙禮杰

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種半導體器件的制造方法和半導體器件。

背景技術

在半導體技術領域中，CMOS圖像傳感器(CMOSImageSensor；CIS)的TSV(硅通孔)封裝解決方案在封裝廠內已得到工藝支持，這種使用TSV工藝的CIS的晶圓級芯片規模封裝(WaferLevelChipScalePackaging，簡稱WLCSP)，相對于傳統的COB(chipOnboard)封裝，具有成本及尺寸上的優勢。并且，TSV工藝本身還在繼續往前發展，包括中TSV工藝，后TSV工藝用于WLCSP，以及TSV的尺寸繼續縮小以滿足高端CIS產品的要求(接TSV的PAD繼續縮小)。

現有技術中的一種通過TSV技術封裝的半導體器件的結構如圖1所示，該半導體器件包括半導體襯底100以及位于半導體襯底100上的CMOS圖像傳感器，還包括輔助基板200以及硅通孔401，其中，半導體襯底100與輔助基板200之間在非透光區通過有機鍵合部件300鍵合。其中，CMOS圖像傳感器位于透光區(該透光區形成空腔)，主要包括彩色濾色膜(colorfilter)和微透鏡(microlens)。輔助基板200可以為玻璃或其他合適的材料(例如塑料等)。

在制備上述半導體器件的過程中，在對CIS進行WLCSP時，因TSV(連接正面PAD與背面封裝凸點需要)與過孔(Via)的深度(通常<300um)相關，因此，需要將半導體襯底(也稱硅片)100從背面減薄至<300um。在減薄處理過程中，由輔助基板200承擔支撐作用。

輔助基板(例如玻璃)200在與半導體襯底100通過有機鍵合部件300鍵合(bonding)后，需要承擔后續所有的與TSV制備相關的制程，包括研磨(grinding)、隔離(Isolation)等制程。因此，在半導體器件的制造過程(主要指封裝過程)中，對鍵合(bonding)的要求非常高，需要關注的因素包括：有機鍵合部件300的均一性(Uniformity)，鍵合引入的硅片應力(waferstress)等，以及有機鍵合部件(Glue)300的材料對后續制程的影響，特別是對小尺寸TSV要用到的比如CVD制程的影響等。本專利申請的發明人發現，由于有機鍵合部件300是一種有機材料，其在后續的CVD工藝中，在CVD的工藝溫度下會出現氣體釋放(outgasing)的問題，將干擾CVD膜層的生長，甚至導致出現膜層剝離(peeling)的問題，因而會嚴重影響半導體器件的良率。

由上述可知，在現有的該半導體器件的制造方法中，由于半導體襯底100與輔助基板200之間通過有機鍵合部件300鍵合，往往導致在后續的CVD工藝中出現氣體釋放(outgasing)的問題，干擾CVD膜層的生長，甚至導致出現CVD膜層剝離(peeling)的問題，會嚴重影響半導體器件的良率。因此，為解決這一技術問題，有必要提出一種新的半導體器件的制造方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種新的半導體器件的制造方法和半導體器件，該半導體器件的制造方法，可以避免在CVD工藝中出現氣體釋放問題，從而提高半導體器件的良率。該半導體器件使用該方法制得，相對現有技術具有更高的良率。

本發明實施例一提供一種半導體器件的制造方法，包括：

步驟S101：提供在第一表面一側形成有元器件的半導體襯底以及與所述半導體襯底相匹配的輔助基板；

步驟S102：在所述輔助基板上形成與所述半導體襯底的非器件區相對應的無機鍵合部件；

步驟S103：通過所述無機鍵合部件將所述輔助基板與所述半導體襯底的所述第一表面鍵合。

可選地，所述步驟S102包括：

步驟S1021：通過CVD工藝在所述輔助基板上形成氧化硅薄膜；

步驟S1022：在所述氧化硅薄膜上形成掩膜，其中所述掩膜覆蓋所述輔助基板的與所述半導體襯底的非器件區相對應的區域；

步驟S1023：通過刻蝕去除所述氧化硅薄膜未被所述掩膜覆蓋的區域以形成無機鍵合部件，去除所述掩膜。

可選地，在所述步驟S1021中，形成所述氧化硅薄膜的方法包括：使用低壓化學氣相沉積法在所述輔助基板上沉積低溫氧化物層。

可選地，所述無機鍵合部件的材料包括氧化硅。

可選地，在所述步驟S101中，所述元器件包括CMOS圖像傳感器，其中，所述CMOS圖像傳感器包括設置于所述半導體襯底上的彩色濾色膜以及設置于所述彩色濾色膜之上的微透鏡。

可選地，所述輔助基板的材料包括玻璃。