[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510274297.5
• 申請(qǐng)日: 2015-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN105304617B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳思瑩;許慈軒;葉朝陽;楊敦年
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L25/00
• 分類號(hào): H01L25/00;H01L21/98
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明的實(shí)施例公開了半導(dǎo)體器件及其制造方法。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括第一混合接合器件，該第一混合接合器件包括第一器件和面對(duì)面地混合接合至第一器件的第二器件。第一器件包括具有第一接合連接件的第一襯底和設(shè)置在該襯底表面上的第一接合層。第二混合接合器件背對(duì)背地接合至第一混合接合器件。第二混合接合器件包括第三器件和面對(duì)面地混合接合至第三器件的第四器件。第三器件包括具有第二接合連接件的第二襯底和設(shè)置在該襯底表面上的第二接合層。第三器件的第二接合連接件連接至第一器件的第一接合連接件，并且第三器件的第二接合層連接至第一器件的第一接合層。

優(yōu)先權(quán)和交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年5月30日提交的標(biāo)題為“Multi-Wafer Stacked Devices andMethods of Forming Same”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/005,784號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。本申請(qǐng)還涉及于2014年3月28日提交的標(biāo)題為“Bonding Structure forStacked Semiconductor Devices”的第14/229,114號(hào)美國專利申請(qǐng)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體器件之間的接合。

背景技術(shù)

由于各種電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成度的不斷提高，半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)歷了快速發(fā)展。在很大程度上，集成度的這種提高源自于最小特征尺寸的不斷減小(例如，將半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)減小至亞20nm節(jié)點(diǎn))，這樣允許更多的組件集成在給定區(qū)域內(nèi)。由于近來對(duì)小型化、更高的速度和更大的帶寬以及較低的功耗和延遲的需求的產(chǎn)生，需要針對(duì)半導(dǎo)體管芯的更小和更富創(chuàng)造性的封裝技術(shù)。

由于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，諸如3D集成電路(3DIC)的堆疊半導(dǎo)體器件已成為進(jìn)一步降低半導(dǎo)體器件的物理尺寸的有效選擇。在堆疊半導(dǎo)體器件中，將諸如邏輯、存儲(chǔ)器和處理器電路等的有源電路制造在不同的半導(dǎo)體晶圓上。兩個(gè)或更多的半導(dǎo)體晶圓可安裝或堆疊在另一個(gè)頂部以進(jìn)一步降低半導(dǎo)體器件的形狀因數(shù)。

兩個(gè)半導(dǎo)體晶圓可通過合適的接合技術(shù)而接合在一起。常用接合技術(shù)包括直接接合、化學(xué)活化接合、等離子體活化接合、陽極接合、共晶接合、玻璃漿料接合、粘合劑接合、熱壓縮接合、反應(yīng)接合等。在堆疊半導(dǎo)體晶圓之間可提供電連接。堆疊半導(dǎo)體器件可提供具有較小形狀因數(shù)的較高密度且使得性能增強(qiáng)，功耗降低。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一混合接合器件，包括第一器件和面對(duì)面地混合接合至第一器件的第二器件，第一器件包括具有多個(gè)第一接合連接件的第一襯底和設(shè)置在第一襯底表面上的第一接合層；以及第二混合接合器件，背對(duì)背地接合至第一混合接合器件，第二混合接合器件包括第三器件和面對(duì)面地混合接合至第三器件的第四器件，第三器件包括具有多個(gè)第二接合連接件的第二襯底和設(shè)置在第二襯底表面上的第二接合層，其中，第三器件的多個(gè)第二接合連接件連接至第一器件的多個(gè)第一接合連接件，并且，第三器件的第二接合層連接至第一器件的第一接合層。

在上述半導(dǎo)體器件中，第一器件和第二器件通過多個(gè)第三接合連接件混合接合，第三器件和第四器件通過多個(gè)第四接合連接件混合接合，第三接合連接件設(shè)置在第一器件的最上方互連層中和第二器件的最上方互連層中，并且，第四接合連接件設(shè)置在第三器件的最上方互連層中和第四器件的最上互連層中。

在上述半導(dǎo)體器件中，第四器件包括第三襯底，第三襯底包括鄰近其表面設(shè)置的多個(gè)第三接合連接件。

上述半導(dǎo)體器件還包括：接觸焊盤，連接至多個(gè)第三接合連接件中每一個(gè)第三接合連接件。

上述半導(dǎo)體器件還包括：連接件，連接至多個(gè)接觸焊盤中的每一個(gè)接觸焊盤。