具有密封环的半导体器件制造技术

一种半导体器件，包括形成在密封环上并且热连接至密封环的热导体。热导体与导电焊盘空间地分离。热导体暴露于衬底并且可以被称作密封环的热路径的延伸，从而来自密封环的热量可以更有效率的散失。本发明专利技术实施例涉及具有密封环的半导体器件及其形成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及具有密封环的半导体器件及其形成方法。
技术介绍
半导体器件用于各种电子应用中，诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层以及使用光刻图案化或处理衬底和/或各个材料层以在衬底和/或各个材料层上形成电路组件和元件来制造半导体器件。在单个半导体晶圆上制造数十或数百的集成电路。通过沿着切割线锯切集成电路来分割单个管芯。然后，例如，单个管芯以多芯片模式、其他的封装类型分别封装或直接用于终端应用中。集成电路管芯形成在半导体晶圆的正面上。集成电路管芯可以包括诸如晶体管、二极管、电阻器、电容器的各种电路元件和其他器件。集成电路管芯可以具有诸如逻辑存储、处理器的各种功能和/或其它功能。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种半导体器件，包括：第一衬底；至少一个介电层，存在于所述第一衬底上；至少一个第一密封环，存在于所述介电层中；第二衬底，位于所述介电层上；以及至少一个第一热导体，存在于所述第二衬底中并且热连接至所述第一密封环，其中，所述第一热导体从所述第二衬底的表面暴露。根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种半导体器件，包括：载体衬底；器件衬底，所述器件衬底中具有至少一个穿孔；图像传感器，位于所述器件衬底中；至少一个介电层，存在于所述载体衬底和所述器件衬底之间；至少一个密封环，存在于所述介电层中并且环绕所述图像传感器；以及至少一个热导体，存在于所述穿孔中并且与所述密封环热接触。根据本专利技术的又另一实施例，还提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：将第一晶圆接合至第二晶圆上，其中，所述第一晶圆具有第一衬底以及所述第二晶圆具有第二衬底，以及至少一个密封环存在于所述第一衬底和所述第二衬底之间；至少在所述第一衬底中形成至少一个穿孔；以及穿过所述穿孔形成热连接至所述密封环的至少一个热导体。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应当注意，根据工业中的标准实践，各个部件并非按比例绘制。事实上，为了清楚讨论，各个部件的尺寸可以任意增大或减小。图1是根据本专利技术的各个实施例的半导体器件的顶视图。图2是根据本专利技术一些实施例的半导体器件的局部截面图。图3是根据本专利技术一些实施例的半导体器件的局部截面图。图4是本专利技术一些实施例的半导体器件的顶视图。图5和图6是根据本专利技术一些实施例的半导体器件的不同位置的局部截面图。图7至图9是根据本专利技术的一些实施例的用于制造半导体器件的方法的不同步骤的示意性截面图。具体实施方式下列公开提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面将描述元件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括在第一部件和第二部件之间形成额外的部件使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。而且，本专利技术在各个实例中可重复参考数字和/或字母。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为便于描述，在此可以使用诸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。空间相对术语旨在包括除了附图中所示的方位之外，在使用中或操作中的器件的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且通过在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应地解释。集成电路一般包括半导体器件和在半导体材料的衬底的表面上制造的无源组件。一般来说，在半导体晶圆上同时制造多个集成电路。一个或多个单独的集成电路通过诸如划线的管芯切割线与其他集成电路分离。采用这种方式，一旦完成制作，沿着管芯切割线切割半导体晶圆以将单独的集成电路互相分离或将单独的管芯互相分离，其中，多个集成电路可以形成在在相应的管芯上。在切割期间，集成电路的最上部表面通常受钝化层保护。然而，钝化层不能覆盖集成电路的外围。因此，一个或多个密封环沿着集成电路的外围周围形成，作为集成电路制造的先于切割的部分。密封环包括布置在多个介电层之间的多个导电层。在切割期间，密封环为集成电路提供了结构加固。图1是根据本专利技术的各个实施例的半导体器件的顶视图。半导体结构包括一个或多个半导体器件100。在一些实施例中，半导体器件100的每个形成在晶圆110中。一个或多个阵列区200形成在晶圆110上。至少一个密封环130形成在介电层102中并且布置在阵列区200周围。外围区120位于阵列区200和密封环130之间。例如，阵列区200包括一个或多个被配置为具有驱动功能、传感功能等的电路。由于晶圆110制作为包括位于其上的多个半导体器件100，一个或多个半导体器件100的至少一些被管芯切割线140分离。随着晶圆110被管芯切割工艺切割，导电碎片和湿气可以污染一个或多个半导体器件100，这将导致电路短路。并且，来自于切割的机械应力可以导致一个或多个半导体器件100的裂缝、破碎或其他损伤。因此，在切割之前，密封环130形成在晶圆110内并且环绕阵列区200以消除这种问题。在切割期间，密封环130为一个或多个半导体器件100提供了结构加固。密封环130也消除来自导电碎片和不期望的湿气进入一个或多个半导体器件100的有源件(active)。半导体器件100还包括形成于晶圆110上的一个或多个导电焊盘150。在一些实施例中，导电焊盘150电连接至阵列区200的部件。因此，阵列区200中的部件通过导电焊盘150电连接外部电路。参照图2，图2是沿着图1的线2-2所得到的半导体器件100的局部截面图。晶圆110包括诸如块状硅衬底的器件衬底170。器件衬底170可以是晶体结构的硅。在一些其他实施例中，器件衬底170可以包括诸如锗的其他的元素半导体，或包括诸如碳化硅、砷化镓、砷化铟和磷化铟的化合物半导体。晶圆110具有彼此相对的第一表面112和第二表面114。晶圆110包括器件衬底170和形成在器件衬底170上的介电层102。(注意，当晶圆110的第一表面112在图中被描述为面朝下时，衬底和在其上面的层在图中的位置是任意的，旋转半导体器件100不改变所示元件的功能和相对位置。如图中所描述，晶圆110的第二表面114被示出为定向朝上，然而，甚至当定向不同时，这不改变该部分是半导体器件100的背面。密封环130嵌入介电层102中。导电层130包括形成在介电层102中的多个导电层134。介电层102可以由氧化硅、掺碳氧化物、非晶氟化碳、非晶氢化碳、氢化倍半硅氧烷、聚亚芳基醚、甲基环戊烯醇酮、氧化硅气凝胶或氧化硅干凝胶制成。此外，可以通过旋涂或化学汽相沉积形成介电层102。导电层134布置在介电层102中。多个导电层134的至少一些通过诸如通孔136的一个或多个通孔彼此电连接。也就是说，通孔136通过介电层102将至少两个导电层134彼此电连接。导电层134和通孔136可以由铜或钨制成。可以通过沉积工艺形成导电层134和通孔136。具有位于其上的阵列区和密封环130的晶圆110可以固定在载体衬底160上并由载体衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：第一衬底；至少一个介电层，存在于所述第一衬底上；至少一个第一密封环，存在于所述介电层中；第二衬底，位于所述介电层上；以及至少一个第一热导体，存在于所述第二衬底中并且热连接至所述第一密封环，其中，所述第一热导体从所述第二衬底的表面暴露。

【技术特征摘要】
2015.10.20 US 14/887,8861.一种半导体器件，包括：第一衬底；至少一个介电层，存在于所述第一衬底上；至少一个第一密封环，存在于所述介电层中；第二衬底，位于所述介电层上；以及至少一个第一热导体，存在于所述第二衬底中并且热连接至所述第一密封环，其中，所述第一热导体从所述第二衬底的表面暴露。2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：至少一个图像传感器，存在于所述第二衬底中并且被所述第一密封环环绕。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一热导体由铜、铝或它们的组合制成。4.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：至少一个半导体组件，存在于所述第二衬底中；内部连接结构，存在于所述介电层中并且电连接至所述半导体组件；以及导电焊盘，存在于所述第二衬底中并且电连接至所述内部连接结构。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述导电焊盘与所述第一密封环空间地分隔。6.根据权利要求4所述的半导体器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志伟，曾仲铨，刘家玮，褚立新，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71