[發明專利]半導體結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201911118812.5
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN112397394B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 施信益
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/538
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 浦彩華;姚開麗

本發明公開了一種半導體結構及其制造方法，半導體結構包括接合的第一部件及第二部件。第一部件包括第一介電層、第一導電結構及第一填充材料層。第一導電結構位于第一介電層中且包括第一導電線及其上的第一導電襯墊。第一填充材料層位于第一導電線上且圍繞第一導電襯墊。第二部件包括第二介電層、第二導電結構及第二填充材料層。將第二介電層接合至第一介電層。第二導電結構位于第二介電層中，且包括接合至第一導電襯墊的第二導電襯墊。第二填充材料層圍繞第二導電襯墊且與第二導電襯墊上的第二導電線接觸。本發明的半導體結構的填充材料層圍繞導電襯墊，能吸收來自導電結構膨脹而產生的應力。

技術領域

本發明是關于一種半導體結構及其制造方法。

背景技術

已經開發出各種接合方法來接合兩個部件，諸如晶圓至晶圓接合。在混合接合(hybrid bonding)中，金屬襯墊具有比接合晶圓的表面處的周圍介電層高的熱膨脹系數(coefficients of thermal expansion；CTEs)。此導致表面介電層的接合問題。進一步地，由于熱膨脹系數的較大失配引起的熱應力，可能發生結構不穩定性及一些缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體結構，其填充材料層圍繞導電襯墊，能吸收來自導電結構膨脹而產生的應力。

根據本發明的一目的提供一種半導體結構。半導體結構包括接合的第一部件及第二部件。第一部件包括第一介電層、第一導電結構及第一填充材料層。第一導電結構位于第一介電層中且包括第一導電線及第一導電線上的第一導電襯墊。第一填充材料層位于第一導電線上且圍繞第一導電襯墊。第二部件包括第二介電層、第二導電結構及第二填充材料層。將第二介電層接合至第一介電層。第二導電結構位于第二介電層中，且包括接合至第一導電襯墊的第二導電襯墊及第二導電襯墊上的第二導電線。第二填充材料層圍繞第二導電襯墊且與第二導電線接觸。

根據本發明的一些實施例，第一導電襯墊及第二導電襯墊分別具有寬度，此寬度小于第一導電線及第二導電線的寬度。

根據本發明的一些實施例，第一導電襯墊與第二導電襯墊對準，且第一填充材料層與第二填充材料層對準。

根據本發明的一些實施例，第一填充材料層的頂表面、第一導電襯墊的頂表面、第二填充材料層的底表面及第二導電襯墊的底表面共平面。

根據本發明的一些實施例，半導體結構進一步包括第一填充材料層與第二填充材料層之間的空氣間隙。

根據本發明的一些實施例，第一填充材料層及第二填充材料層分別具有約0.1-2μm的寬度。

根據本發明的一些實施例，第一填充材料層及第二填充材料層分別包括軟性(soft)材料。

根據本發明的一些實施例，第一填充材料層及第二填充材料層分別包括含碳材料。

根據本發明的一些實施例，半導體結構進一步包括電連接至第一導電結構的主動元件。

根據本發明的另一目的提供一種制造半導體結構的方法。方法包括形成第一部件，形成第二部件，以及將第一部件接合至第二部件。第一部件包括：第一介電層；第一介電層中的第一導電結構，其中第一導電結構包括第一導電線及第一導電線上的第一導電襯墊；以及第一填充材料層，圍繞第一導電襯墊且與第一導電線接觸。第二部件包括：第二介電層；第二介電層中的第二導電結構，其中第二導電結構包括第二導電線及第二導電線上的第二導電襯墊；以及第二填充材料層，圍繞第二導電襯墊且與第二導電線接觸。將第一導電襯墊接合至第二導電襯墊，及將第一介電層接合至第二介電層。

根據本發明的一些實施例，第一導電襯墊及第二導電襯墊分別具有寬度，此寬度小于第一導電線及第二導電線的寬度。

根據本發明的一些實施例，將第一部件接合至第二部件包括將第一導電襯墊與第二導電襯墊對準，以及將第一填充材料層與第二填充材料層對準。