本發(fā)明專利技術(shù)的實施例提供了一種接合結(jié)構(gòu)及其形成方法。在接合結(jié)構(gòu)的第一表面上形成導(dǎo)電層，接合結(jié)構(gòu)包括接合至第二襯底的第一襯底，接合結(jié)構(gòu)的第一表面是第一襯底的暴露的表面。在導(dǎo)電層上形成具有第一開口和第二開口的圖案化的掩模，第一開口和第二開口暴露導(dǎo)電層的一部分。在第一開口中形成第一接合連接件的第一部分，并且在第二開口中形成第二接合連接件的第一部分。圖案化導(dǎo)電層以形成第一接合連接件的第二部分和第二接合連接件的第二部分。使用第一接合連接件和第二接合連接件將接合結(jié)構(gòu)接合至第三襯底。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
相關(guān)申請的交叉參考本申請要求以下于2014年12月26日臨時提交的標(biāo)題為“WafertoWaferBondingProcessandStructures”的美國專利申請第62/096,972號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此作為參考。
本專利技術(shù)總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及晶圓接合的方法及其結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
為了遵守摩爾定律，半導(dǎo)體制造者面對不斷的挑戰(zhàn)。他們不斷努力地持續(xù)減小特征尺寸(諸如有源和無源器件的尺寸)、互連引線寬度和厚度以及功耗，同時增大器件密度、引線密度和工作頻率。在一些應(yīng)用中，這些更小的電子組件還需要比過去的封裝件占用更少面積的更小封裝。最近在半導(dǎo)體封裝中開發(fā)了三維集成電路(3DIC)，其中多個半導(dǎo)體管芯彼此堆疊，諸如疊層封裝(PoP)和系統(tǒng)級封裝(SiP)的封裝技術(shù)。形成3DIC的一些方法涉及將兩個或多個半導(dǎo)體晶圓與位于不同半導(dǎo)體晶圓上的有源電路(諸如邏輯電路、存儲器電路、處理器電路等)接合在一起。常用的接合技術(shù)包括直接接合、化學(xué)激活接合、等離子體激活接合、陽極接合、共晶接合、玻璃漿料接合、粘合劑接合、熱壓接合、反應(yīng)接合等。一旦兩個半導(dǎo)體晶圓接合在一起，兩個半導(dǎo)體晶圓之間的界面就可以在堆疊的半導(dǎo)體晶圓之間提供導(dǎo)電路徑。堆疊的半導(dǎo)體器件的一個優(yōu)勢在于，通過采用堆疊的半導(dǎo)體器件可以來實現(xiàn)高得多的密度。此外，堆疊半導(dǎo)體器件可實現(xiàn)更小的形狀因數(shù)、高成本效益、改進的性能以及較低的功耗。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種方法，包括：在接合結(jié)構(gòu)的第一表面上形成導(dǎo)電層，所述接合結(jié)構(gòu)包括接合至第二襯底的第一襯底，所述接合結(jié)構(gòu)的第一表面是所述第一襯底的暴露的表面；在所述導(dǎo)電層上形成圖案化的掩模，所述圖案化的掩模包括第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口暴露所述導(dǎo)電層的一部分；在所述第一開口中形成第一接合連接件的第一部分，并且在所述第二開口中形成第二接合連接件的第一部分；圖案化所述導(dǎo)電層以形成所述第一接合連接件的第二部分和所述第二接合連接件的第二部分，其中，所述第一接合連接件的第一部分和所述第二接合連接件的第一部分用作掩模；以及使用所述第一接合連接件和所述第二接合連接件將所述接合結(jié)構(gòu)接合至第三襯底，其中，所述第一接合連接件和所述第二接合連接件延伸穿過形成在所述第三襯底的正面上的第三開口并且接觸由所述第三開口而暴露的導(dǎo)電部件。優(yōu)選地，所述第一襯底是MEMS晶圓，并且所述第二襯底是蓋帽晶圓。優(yōu)選地，所述第三襯底是CMOS晶圓。優(yōu)選地，所述第一接合連接件形成接合環(huán)。優(yōu)選地，所述第二接合連接件被所述接合環(huán)包圍。優(yōu)選地，在將所述接合結(jié)構(gòu)接合至所述第三襯底之后，所述第一接合連接件的第一部分沿著所述第一接合連接件的相應(yīng)的第二部分的側(cè)壁延伸。優(yōu)選地，所述第一接合連接件的厚度與所述第二接合連接件的厚度基本相同。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種方法，包括：在第一襯底的背面上形成第一突出部件和第二突出部件；在所述第一突出部件和所述第二突出部件上形成第一導(dǎo)電材料；在所述第一突出部件上形成第一接合連接件的第一部分；在所述第二突出部件上形成第二接合連接件的第一部分；圖案化所述第一導(dǎo)電材料以形成所述第一接合連接件的第二部分和所述第二接合連接件的第二部分，其中，所述第一接合連接件的第一部分和所述第二接合連接件的第一部分用作掩模；以及使用所述第一接合連接件和所述第二接合連接件將第二襯底接合至所述第一襯底。優(yōu)選地，形成所述第一接合連接件的第一部分包括：在所述第一導(dǎo)電材料上形成第一圖案化的掩模，所述第一圖案化的掩模中具有第一開口，所述第一開口暴露所述第一導(dǎo)電材料中設(shè)置在所述第一突出部件上的部分；在所述第一開口中形成第二導(dǎo)電材料，所述第二導(dǎo)電材料與所述第一導(dǎo)電材料不同；以及去除所述第一圖案化的掩模。優(yōu)選地，形成所述第二接合連接件的第一部分包括：在所述第一導(dǎo)電材料上形成第二圖案化的掩模，所述第二圖案化的掩模中具有第二開口，所述第二開口暴露所述第一導(dǎo)電材料中設(shè)置在所述第二突出部件上的部分；在所述第二開口中形成所述第二導(dǎo)電材料；以及去除所述第二圖案化的掩模。優(yōu)選地，所述第一接合連接件形成接合環(huán)。優(yōu)選地，所述第二接合連接件被所述接合環(huán)包圍。優(yōu)選地，該方法還包括：在將所述第二襯底接合至所述第一襯底之前，在所述第二襯底的正面上形成第三開口和第四開口，所述第三開口暴露第一導(dǎo)電部件，并且所述第四開口暴露第二導(dǎo)電部件。優(yōu)選地，所述第一接合連接件延伸進入所述第三開口并且接觸所述第一導(dǎo)電部件，并且所述第二接合連接件延伸進入所述第四開口并且接觸所述第二導(dǎo)電部件。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提供了一種方法，包括：圖案化第一襯底的背面以形成第一突出部件和第二突出部件；在所述第一突出部件上形成第一接合連接件的第二部分，并且在所述第二突出部件上形成第二接合連接件的第二部分；在所述第一接合連接件的第二部分上形成所述第一接合連接件的第一部分，并且在所述第二接合連接件的第二部分上形成所述第二接合連接件的第一部分；以及使用所述第一接合連接件和所述第二接合連接件將第二襯底接合至所述第一襯底。優(yōu)選地，形成所述第一接合連接件的第二部分和形成所述第二接合連接件的第二部分包括：在所述第一突出部件和所述第二突出部件上濺射第一導(dǎo)電材料；以及圖案化所述第一導(dǎo)電材料。優(yōu)選地，形成所述第一接合連接件的第一部分和形成所述第二接合連接件的第一部分包括：通過無電鍍方法在所述第一導(dǎo)電材料上形成第二導(dǎo)電材料，所述第二導(dǎo)電材料與所述第一導(dǎo)電材料不同。優(yōu)選地，所述第一接合連接件的厚度與所述第二接合連接件的厚度基本相同。優(yōu)選地，所述第一接合連接件形成接合環(huán)。優(yōu)選地，所述第二接合連接件是接合焊盤，所述接合焊盤被所述接合環(huán)包圍。附圖說明當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可以更好地理解本專利技術(shù)的各個方面。應(yīng)該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。圖1A至圖1E、圖2A至圖2C、圖3A和圖3B示出了根據(jù)一些實施例的制造接合結(jié)構(gòu)的中間階段的截面圖。圖4是示出了根據(jù)一些實施例的形成接合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。圖5A至圖5G、圖6A和圖6B示出了根據(jù)一些實施例的制造接合結(jié)構(gòu)的中間階段的截面圖。圖7是示出了根據(jù)一些實施例的形成接合結(jié)構(gòu)的方法本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種方法，包括：在接合結(jié)構(gòu)的第一表面上形成導(dǎo)電層，所述接合結(jié)構(gòu)包括接合至第二襯底的第一襯底，所述接合結(jié)構(gòu)的第一表面是所述第一襯底的暴露的表面；在所述導(dǎo)電層上形成圖案化的掩模，所述圖案化的掩模包括第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口暴露所述導(dǎo)電層的一部分；在所述第一開口中形成第一接合連接件的第一部分，并且在所述第二開口中形成第二接合連接件的第一部分；圖案化所述導(dǎo)電層以形成所述第一接合連接件的第二部分和所述第二接合連接件的第二部分，其中，所述第一接合連接件的第一部分和所述第二接合連接件的第一部分用作掩模；以及使用所述第一接合連接件和所述第二接合連接件將所述接合結(jié)構(gòu)接合至第三襯底，其中，所述第一接合連接件和所述第二接合連接件延伸穿過形成在所述第三襯底的正面上的第三開口并且接觸由所述第三開口而暴露的導(dǎo)電部件。
【技術(shù)特征摘要】
2014.12.26 US 62/096,972;2015.05.14 US 14/712,7291.一種方法，包括：
在接合結(jié)構(gòu)的第一表面上形成導(dǎo)電層，所述接合結(jié)構(gòu)包括接合至第二
襯底的第一襯底，所述接合結(jié)構(gòu)的第一表面是所述第一襯底的暴露的表面；
在所述導(dǎo)電層上形成圖案化的掩模，所述圖案化的掩模包括第一開口
和第二開口，所述第一開口和所述第二開口暴露所述導(dǎo)電層的一部分；
在所述第一開口中形成第一接合連接件的第一部分，并且在所述第二
開口中形成第二接合連接件的第一部分；
圖案化所述導(dǎo)電層以形成所述第一接合連接件的第二部分和所述第二
接合連接件的第二部分，其中，所述第一接合連接件的第一部分和所述第
二接合連接件的第一部分用作掩模；以及
使用所述第一接合連接件和所述第二接合連接件將所述接合結(jié)構(gòu)接合
至第三襯底，其中，所述第一接合連接件和所述第二接合連接件延伸穿過
形成在所述第三襯底的正面上的第三開口并且接觸由所述第三開口而暴露
的導(dǎo)電部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一襯底是MEMS晶圓，
并且所述第二襯底是蓋帽晶圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第三襯底是CMOS晶圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一接合連接件形成接合
環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第二接合連接件被所述接
合環(huán)包圍。
6.一種方法，包括：
在第一襯底的背面上形成第一突出部件和第二突出部件；
在所述第一突出部件和所述第二突出部件上形成第一導(dǎo)電材料；
在所述第一突出部件上形成第一接合連接件的第一部分；
在所述第二突出部件上形成第二接合連接件的第一部分；
圖案化所述第一導(dǎo)電材料以形成所述第...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余振華，陳明發(fā)，蔡文景，
申請(專利權(quán))人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣;71
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