[發明專利]一種鍵合結構及其制造方法

在審

• 申請號: 201910411972.2
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110137096A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 梁斐;曹靜;胡勝
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L21/78;H01L23/492;H01L23/31
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黨麗;王寶筠

本申請提供一種鍵合結構及其制造方法，在晶圓的表面形成有多顆陣列排布的芯片，各芯片包括器件結構、與器件結構電連接的互連結構和與互聯結構電連接的第一封裝墊層，第一封裝墊層設置于芯片的邊緣區域，在對多個晶圓進行鍵合并切割后，得到芯片堆疊，暴露出芯片的邊緣區域的第一封裝墊層。這樣，在封裝基板上有電連線和與電連線電連接的第二封裝墊層時，芯片堆疊的第一封裝墊層可以與封裝基板的第二封裝墊層電連接，從而通過封裝基板對各個芯片堆疊進行封裝以及建立電連接，無需在晶圓上形成通孔以實現鍵合，簡化制造工藝，提高芯片可靠性。

技術領域

本申請涉及半導體器件及其制造領域，特別涉及一種鍵合結構及其制造方法。

背景技術

隨著半導體技術的不斷發展，3D-IC(三維集成電路)技術得到了廣泛的應用，其是利用晶圓級封裝技術將不同功能的晶圓堆疊鍵合在一起，該技術具有高性能、低成本且高集成度的優點。

晶圓級封裝技術的實現中，多采用硅通孔(Through Silicon Via，TSV)技術，TSV技術是從晶圓的背面形成貫通的通孔并填充導電材料，實現晶圓間的垂直互連。目前，該技術主要應用于兩片晶圓間的封裝，當需要將更多片晶圓堆疊集成時，其實現變得非常復雜且制造中容易出現工藝問題。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種鍵合結構及其制造方法，用于形成包括多個晶圓的鍵合結構，并實現多個晶圓的封裝，簡化制造工藝。

為實現上述目的，本申請有如下技術方案：

本申請實施例提供了一種鍵合結構的制造方法，包括：

提供多個晶圓，各所述晶圓具有第一表面和相對的第二表面，且所述第一表面上形成有多顆陣列排布的芯片，各所述芯片包括器件結構、與所述器件結構電連接的互連結構以及與所述互連結構電連接的第一封裝墊層，所述第一封裝墊層設置于所述芯片的邊緣區域；

利用鍵合層將所述多個晶圓依次鍵合，以形成晶圓堆疊；

將所述晶圓堆疊進行切割，以獲得芯片堆疊；

暴露出所述芯片的邊緣區域中的第一封裝墊層；

提供封裝基板，所述封裝基板上設置有電連線，以及與所述電連線電連接的第二封裝墊層；

將所述芯片堆疊的第一封裝墊層電連接至所述封裝基板的第二封裝墊層。

可選的，在利用鍵合層將所述多個晶圓依次鍵合的步驟中，相鄰的其中兩個晶圓的鍵合方法包括：

所述相鄰的其中兩個晶圓的第一表面上還覆蓋有鍵合層，將一晶圓的第一表面朝向另一晶圓的第一表面，通過鍵合層將兩晶圓鍵合；或者，

所述相鄰的其中兩個晶圓的第一表面上還覆蓋有鍵合層，將一晶圓的第一表面朝向另一晶圓的第二表面，通過鍵合層將兩晶圓鍵合。

可選的，在利用所述鍵合層將所述多個晶圓依次鍵合的步驟中，在相鄰的兩晶圓進行鍵合之前或之后，還包括：

從晶圓的第二表面進行減薄。

可選的，在利用鍵合層將所述多個晶圓依次鍵合的步驟中，相鄰的其中兩個晶圓的鍵合方法包括：

所述相鄰的其中兩個晶圓的第二表面上還覆蓋有鍵合層，將一晶圓的第二表面朝向另一晶圓的第二表面，通過鍵合層將兩晶圓鍵合。

可選的，所述相鄰的其中兩個晶圓已從第二表面減薄。

可選的，減薄的步驟，包括：

利用酸法腐蝕從晶圓的第二表面進行減薄；

或者，利用化學機械研磨從晶圓的第二表面進行減薄；