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专利号: 2018105432334
申请人: 德淮半导体有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种制造半导体装置的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:提供第一晶片,所述第一晶片包括:

在第一表面上的第一电连接件和第二电连接件,

在所述第一表面上的第一电介质层和所述第一电介质层上的第二电介质层,所述第一电介质层和第二电介质层覆盖所述第一电连接件和第二电连接件,所述第二电介质层具有第一开口,以暴露出与所述第二电连接件的至少一部分重叠的所述第一电介质层的一部分的表面,以及第三电介质层,所述第三电介质层至少覆盖所述第二电介质层并填充所述第一开口,其中所述第一电介质层和所述第三电介质层被配置为相对于所述第二电介质层具有蚀刻选择性;

将第二晶片以与所述第三电介质层邻接的方式接合到所述第一晶片,其中所述第二晶片具有面对所述第一晶片的第一表面和与第一表面相对的第二表面;

从所述第二晶片的第二表面,形成第一硅通孔TSV,该第一TSV与所述第一电连接件的至少一部分重叠,穿过所述第二晶片和所述第三电介质层,并暴露出所述第二电介质层的一部分的表面,从所述第二晶片的第二表面,形成第二TSV,所述第二TSV与所述第一开口的至少一部分重叠,穿过所述第二晶片、所述第三电介质层及其下方的由所述第一开口暴露的所述第一电介质层,并暴露出所述第二电连接件的至少一部分的表面;

形成分别填充所述第一TSV和所述第二TSV的第一导电插塞和第二导电插塞。

2.根据权利要求1中所述的方法,其中形成第一导电插塞和第二导电插塞的步骤包括:在所述第二晶片的第二表面上形成第一导电层,使得所述第一导电层至少填充所述第一TSV和所述第二TSV;以及去除所述第一TSV和所述第二TSV外的所述第一导电层,以将所述第一TSV内的所述第一导电层和所述第二TSV内的所述第一导电层分别形成为第一导电插塞和第二导电插塞。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在形成第一导电插塞和第二导电插塞之后,在所述第二晶片的第二表面上形成盖帽层。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一导电插塞、所述第一电连接件以及其间的所述第一电介质层和所述第二电介质层形成金属绝缘体金属MIM结构。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在同一工艺步骤中形成所述第一TSV和所述第二TSV。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二电介质层包括氮化硅层。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一电介质层和所述第三电介质层包括氧化物层。

8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一导电层由铜形成。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一电连接件和所述第二电连接件由铝形成。

10.一种制造半导体装置的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:提供第一晶片,所述第一晶片包括:

在第一表面上的第一电连接件和第二电连接件,

在所述第一表面上的第一电介质层和所述第一电介质层上的第二电介质层,所述第一电介质层和第二电介质层覆盖所述第一电连接件和第二电连接件,所述第二电介质层具有第一开口,以暴露出与所述第二电连接件的至少一部分重叠的所述第一电介质层的一部分的表面,以及第三电介质层,所述第三电介质层至少覆盖所述第二电介质层并填充所述第一开口,其中所述第一电介质层和所述第三电介质层被配置为相对于所述第二电介质层具有蚀刻选择性;

形成第二开口,所述第二开口与所述第一电连接件的至少一部分重叠,穿过所述第三电介质层,并暴露出所述第二电介质层的一部分的表面,形成第三开口,所述第三开口与所述第一开口的至少一部分重叠,穿过所述第三电介质层及其下方的由所述第一开口暴露的所述第一电介质层,并暴露出所述第二电连接件的至少一部分的表面;

形成分别填充所述第二开口和所述第三开口的第一导体和第二导体。

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:在形成所述第一导体和第二导体之后,将第二晶片以与所述第三电介质层邻接的方式接合到所述第一晶片,其中所述第二晶片具有面对所述第一晶片的第一表面和与第一表面相对的第二表面;

从所述第二晶片的第二表面,形成第一穿孔和第二穿孔以分别暴露出所述第一导体的至少一部分和所述第二导体的至少一部分;

形成分别填充所述第一穿孔和所述第二穿孔并分别与所述第一导体和所述第二导体电接触的第三导体和第四导体。

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在形成第三导体和第四导体之后,在所述第二晶片的第二表面上形成盖帽层。

13.根据权利要求10或11所述的方法,其特征在于,所述第一导体、所述第一电连接件以及其间的所述第一电介质层和所述第二电介质层形成金属绝缘体金属MIM结构。

14.一种半导体装置,其特征在于,所述半导体装置包括:

第一晶片,所述第一晶片包括:

在第一表面上的第一电连接件和第二电连接件,

在所述第一表面上的第一电介质层和所述第一电介质层上的第二电介质层,所述第一电介质层和第二电介质层覆盖所述第一电连接件和第二电连接件,以及第三电介质层,所述第三电介质层至少覆盖所述第二电介质层;

第一穿通孔,贯穿所述第三电介质层,露出所述第二电介质层的一部分,第一穿通孔与所述第一电连接件的至少一部分重叠;

第二穿通孔,贯穿所述第一至第三电介质层,露出所述第二电连接件的至少一部分的表面;以及第一导体和第二导体,所述第一导体和第二导体分别填充在所述第一穿通孔和所述第二穿通孔内,并且其中所述第二导体与所述第二电连接件电接触,其中所述第一导体、所述第一电连接件以及其间的所述第一电介质层和所述第二电介质层形成金属绝缘体金属MIM结构。

15.根据权利要求14所述的半导体装置,其特征在于,所述半导体装置还包括:第二晶片,以与所述第三电介质层邻接的方式接合到所述第一晶片,所述第二晶片具有与所述第一穿通孔和所述第二穿通孔对应的第一穿孔和第二穿孔,以及第三导体和第四导体,分别填充在所述第一穿孔和所述第二穿孔内,以分别与所述第一导体和所述第二导体电接触。

16.根据权利要求14所述的半导体装置,其特征在于,所述第二电介质层具有第一开口,所述第三电介质层填充所述第一开口,所述第二穿通孔穿过所述第三电介质层的填充于所述第一开口内的部分。

17.根据权利要求14或15所述的半导体装置,其特征在于,所述第二电介质层包括氮化硅层。

18.根据权利要求14或15所述的半导体装置,其特征在于,所述第一电介质层和所述第三电介质层包括氧化物层。

19.根据权利要求15所述的半导体装置,其特征在于,所述第一导体、所述第二导体、所述第三导体和所述第四导体由铜形成。

20.根据权利要求14或15所述的半导体装置,其特征在于,所述第一电连接件和所述第二电连接件由铝形成。

21.根据权利要求15所述的半导体装置,其特征在于,所述第一晶片是逻辑晶片,以及所述第二晶片是像素晶片。

22.根据权利要求21所述的半导体装置,其特征在于,作为像素晶片的所述第二晶片的第一表面包括第三电连接件,所述第三电连接件耦接到所述第一导体和/或所述第二导体,以将第二晶片中的电路电连接到第一晶片中的电路。