[發明專利]半導體結構及其形成方法和人工智能芯片及其形成方法

有效

• 申請號: 201910973559.5
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110707115B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 余興;蔣維楠
• 申請（專利權）人: 芯盟科技有限公司;浙江清華長三角研究院
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣

1.一種半導體結構，其特征在于，包括：

第一基底，所述第一基底具有非感應面，所述第一基底還具有與所述非感應面相對的感應面，所述第一基底包括圖像傳感區和微機電系統區，所述圖像傳感區內具有圖像傳感器，所述微機電系統區內具有微機電系統器件，所述圖像傳感區包括邏輯區和像素區，所述邏輯區內具有第二邏輯電路，所述第二邏輯電路對所述像素區的光電信號進行邏輯處理，所述微機電系統區內具有空腔以及位于所述空腔上的感應膜，所述感應面暴露出所述感應膜；

與所述第一基底鍵合的第二基底，所述非感應面朝向所述第二基底，所述第二基底包括存儲區，所述存儲區在所述第一基底表面具有第一投影，所述圖像傳感區在所述第一基底表面的投影在所述第一投影的范圍內，且所述微機電系統區在所述第一基底表面的投影在所述第一投影的范圍內，所述存儲區內具有存儲電路，所述圖像傳感器的電路與所述存儲電路耦合，所述微機電系統器件的電路與所述存儲電路耦合，所述存儲電路為一個單獨的存儲電路，同時用于存取所述微機電系統區和所述圖像傳感區的數據。

2.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述微機電系統器件為微機電麥克風和微機電壓力傳感器中的一種或兩種。

3.如權利要求2所述的半導體結構，其特征在于，所述微機電系統區內具有第一邏輯電路，所述第一邏輯電路對所述微機電系統區的感應面接收的壓力信號或聲音信號中的一種進行邏輯處理。

4.如權利要求3所述的半導體結構，其特征在于，所述第一邏輯電路與所述存儲電路電互連。

5.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述第二邏輯電路與所述存儲電路電互連。

6.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述像素區包括若干相互分立的光電區，以及位于所述若干光電區間的隔離區；所述半導體結構還包括：位于所述隔離區的感應面上的格柵層；位于所述光電區的感應面上的濾色層；位于所述濾色層表面的若干微透鏡。

7.一種如權利要求1至6中任一所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一基底，所述第一基底具有非感應面，所述第一基底還包括與所述非感應面相對的感應面，所述第一基底包括圖像傳感區和微機電系統區，所述圖像傳感區內具有圖像傳感器，所述微機電系統區內具有微機電系統器件；

提供第二基底，所述第二基底包括存儲區，所述存儲區在所述第一基底表面具有第一投影，所述存儲區內具有存儲電路；

將所述第一基底和所述第二基底鍵合，所述非感應面朝向所述第二基底，所述圖像傳感區在所述第一基底表面的投影在所述第一投影的范圍內，且所述微機電系統區在所述第一基底表面的投影在所述第一投影的范圍內，所述圖像傳感器的電路與所述存儲電路耦合，所述微機電系統器件的電路與所述存儲電路耦合，所述存儲電路為一個單獨的存儲電路，同時用于存取所述微機電系統區和所述圖像傳感區的數據；

將所述第一基底和所述第二基底鍵合的工藝包括：對所述第一基底和所述第二基底進行退火工藝，并且，在將所述第一基底和所述第二基底鍵合后，在所述微機電系統區內形成空腔和位于所述空腔上的感應膜，所述感應面暴露出所述感應膜。

8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，還包括：在將所述第一基底和所述第二基底鍵合前，在所述第一基底內形成第一摻雜區。

9.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述圖像傳感區包括像素區，所述像素區包括若干相互分立的光電區，以及位于所述若干光電區間的隔離區；所述半導體結構的形成方法還包括：在將所述第一基底和所述第二基底鍵合后，在所述隔離區的感應面上形成柵格層；在形成所述柵格層后，在所述光電區的感應面上形成濾色層；在所述濾色層上形成若干微透鏡。

10.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，還包括：在將所述第一基底和所述第二基底鍵合后，對所述第一基底進行減薄工藝。