[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 202010881146.7
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111968955B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 楊帆;胡勝;呂功
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/498;H01L23/528
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供第一晶圓，所述第一晶圓背面具有焊盤區；

形成絕緣介質層和插栓結構于所述第一晶圓背面的焊盤區，所述絕緣介質層覆蓋所述第一晶圓背面的焊盤區并暴露所述插栓結構，所述插栓結構形成于至少從所述第一晶圓的背面延伸至所述第一晶圓內的開孔中；

形成第一開口于所述絕緣介質層中，所述第一開口暴露出所述第一晶圓的背面；以及，

形成焊盤于所述絕緣介質層上，所述焊盤與所述插栓結構電性連接，且所述焊盤與所述第一開口暴露出的所述第一晶圓的背面接觸，以使得所述第一開口中的絕緣介質層替換為所述焊盤，進而降低所述半導體器件的寄生電容。

2.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第一晶圓內形成有第一器件層，所述插栓結構與所述第一晶圓內的第一器件層電性連接。

3.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述絕緣介質層和所述插栓結構于所述第一晶圓背面的焊盤區的步驟包括：

形成絕緣介質層覆蓋于所述第一晶圓背面的焊盤區；

刻蝕所述絕緣介質層和所述第一晶圓，以在所述絕緣介質層和所述第一晶圓背面的焊盤區中形成開孔；以及，

形成插栓結構于所述開孔中，所述絕緣介質層暴露出所述插栓結構的表面。

4.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述絕緣介質層和所述插栓結構于所述第一晶圓背面的焊盤區的步驟包括：

刻蝕所述第一晶圓背面的焊盤區，以在所述第一晶圓背面的焊盤區中形成開孔；

形成插栓結構于所述開孔中；

形成絕緣介質層于所述第一晶圓背面的焊盤區，所述絕緣介質層覆蓋所述插栓結構；以及，

刻蝕所述絕緣介質層，以形成暴露出所述插栓結構的表面的第二開口，所述焊盤與所述第二開口暴露出的插栓結構電性連接。

5.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第一晶圓還具有像素區，所述焊盤區位于所述像素區的外圍；在所述絕緣介質層上形成所述焊盤的同時，在所述像素區形成金屬柵格層。

6.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在形成絕緣介質層和插栓結構于所述第一晶圓背面的焊盤區之前，將所述第一晶圓的正面鍵合到一第二晶圓上。

7.一種半導體器件，其特征在于，包括：

第一晶圓，所述第一晶圓背面具有焊盤區；

絕緣介質層和插栓結構，所述絕緣介質層覆蓋所述第一晶圓背面的焊盤區并暴露所述插栓結構，所述插栓結構形成于至少從所述第一晶圓的背面延伸至所述第一晶圓內的開孔中；

第一開口，所述第一開口形成于所述絕緣介質層中并暴露出所述第一晶圓的背面；以及，

焊盤，形成于所述絕緣介質層上，所述焊盤與所述插栓結構電性連接，且所述焊盤通過所述絕緣介質層中的第一開口與所述第一晶圓的背面接觸，以使得所述第一開口中的絕緣介質層替換為所述焊盤，進而降低所述半導體器件的寄生電容。

8.如權利要求7所述的半導體器件，其特征在于，所述第一晶圓內形成有第一器件層，所述插栓結構與所述第一晶圓內的第一器件層電性連接。

9.如權利要求8所述的半導體器件，其特征在于，所述插栓結構包括形成于所述開孔側壁上的第二絕緣材料層和填滿所述開孔的金屬層，所述金屬層的底部與所述第一器件層中的金屬互連結構電性連接；所述第二絕緣材料層與所述金屬層之間還夾有粘合層；所述第二絕緣材料層的材質包括氧化硅和介電常數K大于3.9的高K介質中的至少一種，所述金屬層的材質包括鎢、鋁、銅、銀和金中的至少一種，所述粘合層的材質包括鈦、鉭和金屬氮化物中的至少一種。