[發(fā)明專利]一種鍵合結(jié)構(gòu)及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010115670.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111276469A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 占迪;劉天建;胡杏;郭萬里
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L25/18;H01L23/488;H01L21/98
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

1.一種鍵合結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括：

提供第一晶圓結(jié)構(gòu)，所述第一晶圓結(jié)構(gòu)為單層晶圓或多層已鍵合晶圓，所述第一晶圓結(jié)構(gòu)的正面形成有混合鍵合結(jié)構(gòu)，所述混合鍵合結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)鍵合層以及導(dǎo)電鍵合墊；

以所述第一晶圓結(jié)構(gòu)為底層結(jié)構(gòu)，利用混合鍵合結(jié)構(gòu)，依次鍵合一個(gè)或多個(gè)第二晶圓結(jié)構(gòu)，所述第二晶圓結(jié)構(gòu)為單層晶圓或多層已鍵合晶圓，且所述第二晶圓結(jié)構(gòu)的背面預(yù)先形成有背連線結(jié)構(gòu)以及混合鍵合結(jié)構(gòu)，所述背連線結(jié)構(gòu)連接所述第二晶圓結(jié)構(gòu)中互連線以及所述背面的混合鍵合結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電鍵合墊；

其中，當(dāng)鍵合多個(gè)所述第二晶圓結(jié)構(gòu)時(shí)，所述第二晶圓結(jié)構(gòu)的正面還形成混合鍵合結(jié)構(gòu)，所述正面的混合鍵合結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電鍵合墊與所述第二晶圓結(jié)構(gòu)中的互連線電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二晶圓結(jié)構(gòu)為單層晶圓，預(yù)先形成所述單層晶圓背面的背連線結(jié)構(gòu)和混合鍵合結(jié)構(gòu)的方法包括：

在所述單層晶圓的正面鍵合載片；

以所述載片為支撐晶圓，在所述單層晶圓的背面形成背連線結(jié)構(gòu)以及混合鍵合結(jié)構(gòu)；則，

在每次鍵合第二晶圓結(jié)構(gòu)的步驟中，在鍵合之后，還包括：去除所述載片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述底層結(jié)構(gòu)為利用混合鍵合結(jié)構(gòu)鍵合的多層已鍵合晶圓，且所述多層已鍵合晶圓中的被鍵合晶圓的背面依次鍵合至前一晶圓的正面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述底層結(jié)構(gòu)的形成方法包括：

提供第一底層晶圓，所述第一底層晶圓的正面形成有混合鍵合結(jié)構(gòu)；

提供一個(gè)或多個(gè)被鍵合晶圓，各被鍵合晶圓的背面預(yù)先形成有背連線結(jié)構(gòu)以及混合鍵合結(jié)構(gòu)，所述背連線結(jié)構(gòu)連接所述被鍵合晶圓中的互連線以及所述背面的混合鍵合結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電鍵合墊，其中，當(dāng)鍵合多個(gè)所述被鍵合晶圓時(shí)，所述被鍵合晶圓的正面還形成混合鍵合結(jié)構(gòu)；

利用混合鍵合結(jié)構(gòu)，在所述第一底層晶圓上依次將被鍵合晶圓的背面鍵合至前一晶圓的正面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述各被鍵合晶圓的背面預(yù)先形成背連線結(jié)構(gòu)和混合鍵合結(jié)構(gòu)的方法包括：

在所述被鍵合晶圓的正面鍵合載片；

以所述載片為支撐晶圓，在所述被鍵合晶圓的背面形成背連線結(jié)構(gòu)以及混合鍵合結(jié)構(gòu)；則，

在每次鍵合所述被鍵合晶圓的步驟中，在鍵合之后，還包括：去除所述載片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第二晶圓結(jié)構(gòu)為多層已鍵合晶圓，所述第二晶圓結(jié)構(gòu)的形成方法包括：

提供第二底層晶圓，所述第二底層晶圓的背面預(yù)先形成有背連線結(jié)構(gòu)以及混合鍵合結(jié)構(gòu)，背連線結(jié)構(gòu)連接所述第二底層晶圓中互連線以及所述背面的混合鍵合結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電鍵合墊；

提供被鍵合晶圓，所述被鍵合晶圓的正面形成有混合鍵合結(jié)構(gòu)；

利用混合鍵合結(jié)構(gòu)，在所述第二底層晶圓上鍵合所述被鍵合晶圓；

從所述被鍵合晶圓的背面形成背連線結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電鍵合墊的材料為金屬材料，所述介質(zhì)鍵合層的材料包括氧化硅、氮化硅、摻氮碳化硅和/或他們的組合。

8.一種鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

依次鍵合的多層晶圓，相鄰層的晶圓之間通過混合鍵合結(jié)構(gòu)鍵合且后一晶圓的背面鍵合至前一晶圓的正面。

9.一種鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

依次鍵合的多層芯片，相鄰層的芯片之間通過被鍵合芯片的背面依次鍵合至前一芯片的正面。