[發明專利]一種鍵合結構及其制造方法

有效

• 申請號: 202010115676.0
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111293109B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 占迪;胡杏;劉天建;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: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L21/98
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

1.一種鍵合結構，其特征在于，包括：由多層晶圓依次鍵合形成的晶圓堆疊，所述晶圓堆疊上陣列排布有芯片堆疊，所述芯片堆疊包括依次鍵合的多層芯片，所述芯片堆疊中形成有電引出結構，所述電引出結構包括電連接各層芯片中互連層的全引出結構，以及電連接部分層芯片中互連層的部分引出結構和/或電連接單層芯片中互連層的單引出結構；

所述晶圓堆疊中的晶圓之間通過介質鍵合層鍵合，所述電引出結構包括硅通孔和與其連接的再布線層；

至少部分同一 所述再布線層連接相鄰的不同深度的硅通孔，所述相鄰的不同深度的硅通孔分別連接到不同層芯片的互連層。

2.根據權利要求1所述的結構，其特征在于，所述晶圓堆疊中的晶圓之間通過混合鍵合結構鍵合，所述混合鍵合結構包括介質鍵合層和其中的金屬鍵合墊，相鄰層晶圓的金屬鍵合墊鍵合在一起，部分所述電引出結構包括金屬鍵合墊及與其連接的硅通孔，部分所述電引出結構包括硅通孔。

3.一種鍵合結構，其特征在于，包括芯片堆疊，所述芯片堆疊包括依次鍵合的多層芯片，所述芯片堆疊中形成有電引出結構，所述電引出結構包括電連接各層芯片中互連層的全引出結構，以及電連接部分層芯片中互連層的部分引出結構和/或電連接單層芯片中互連層的單引出結構；

所述電引出結構包括硅通孔和與其連接的再布線層；

至少部分同一 所述再布線層連接相鄰的不同深度的硅通孔，所述相鄰的不同深度的硅通孔分別連接到不同層芯片的互連層。

4.一種鍵合結構的制造方法，其特征在于，包括：

提供底層晶圓，所述底層晶圓中陣列排布有芯片，所述底層晶圓上形成有介質鍵合層；

提供各待鍵合晶圓，各所述待鍵合晶圓中陣列排布有芯片，所述待鍵合晶圓上形成有介質鍵合層；

利用所述介質鍵合層在所述底層晶圓上依次鍵合所述各待鍵合晶圓，并在每次鍵合之后，形成硅通孔以及與其電連接的再布線層，以形成陣列排布有芯片堆疊的晶圓堆疊以及所述芯片堆疊中的電引出結構，所述電引出結構包括電連接各層芯片中互連層的全引出結構，以及電連接部分層芯片中互連層的部分引出結構和/或電連接單層芯片中互連層的單引出結構；

至少部分同一 所述再布線層連接相鄰的不同深度的硅通孔，所述相鄰的不同深度的硅通孔分別連接到不同層芯片的互連層。

5.根據權利要求4所述的制造方法，其特征在于，還包括：

在頂層再布線層上形成襯墊。

6.根據權利要求4所述的制造方法，其特征在于，還包括：

將所述晶圓堆疊進行切割，以形成獨立的芯片堆疊。

7.一種鍵合結構的制造方法，其特征在于，包括：

提供底層晶圓，所述底層晶圓中陣列排布有芯片，所述底層晶圓上形成有混合鍵合層，所述混合鍵合層包括介質鍵合層和其中的金屬鍵合墊，所述底層晶圓中部分的互連層與金屬鍵合墊電連接；

提供各待鍵合晶圓，各所述待鍵合晶圓中陣列排布有芯片，所述待鍵合晶圓上形成有混合鍵合層，所述待鍵合晶圓中部分的互連層與金屬鍵合墊電連接；

利用所述混合鍵合層，在所述底層晶圓上依次鍵合所述各待鍵合晶圓，并在每次鍵合之后，形成硅通孔，其中，當所述待鍵合晶圓為多個時，在形成硅通孔之后，還包括：在硅通孔之上形成混合鍵合層，所述混合鍵合層包括介質鍵合層和其中的金屬鍵合墊，所述待鍵合晶圓中部分硅通孔電連接至金屬鍵合墊，從而，形成陣列排布有芯片堆疊的晶圓堆疊以及所述芯片堆疊中的電引出結構，所述電引出結構包括電連接各層芯片中互連層的全引出結構，以及電連接部分層芯片中互連層的部分引出結構和/或電連接單層芯片中互連層的單引出結構；

至少部分同一再布線層連接相鄰的不同深度的硅通孔，所述相鄰的不同深度的硅通孔分別連接到不同層芯片的互連層；

在形成硅通孔之后，還包括：在硅通孔上形成再布線層。

8.根據權利要求7所述的制造方法，其特征在于，還包括：

在頂層再布線層上形成襯墊。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，還包括：

將所述晶圓堆疊進行切割，以形成獨立的芯片堆疊。