一种半导体器件及制备方法、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种半导体器件及制备方法、电子装置。所述方法包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成有第一键合环，在所述第一键合环外侧的所述第一表面的边缘形成有第一切割槽；提供第二晶圆，所述第二晶圆的表面形成有第二键合环；将所述第一键合环和所述第二键合环键合，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆键合；减薄所述第一晶圆的所述第二表面至露出所述第一切割槽，以露出所述第二晶圆的切割道区域；对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行切割。本发明专利技术的优点在于：1.简化切割工艺流程(省略盲切(blind dicing)及多次对准操作)并减少切割频率，有效减少工艺成本。

Semiconductor device, preparation method and electronic device

The invention relates to a semiconductor device, a preparation method and an electronic device. The method includes: providing a first wafer, the first wafer having a first surface and a second surface with relative setting, forming a first bonding ring on the first surface, forming a first cutting groove on the edge of the first surface on the outside of the first bonding ring, providing a second wafer, and the surface of the second wafer. A second bond ring is formed; the first bond ring and the second bond ring are combined to combine the first wafer and the second wafer bond; the second surface of the first wafer is thinned to reveal the first cutting groove to reveal the second wafer area; the first wafer and the first wafer are revealed. Two wafer is cut. The advantages of the invention are as follows: 1. simplifying the cutting process (omitting blind cutting (blind dicing) and multiple alignment operations) and reducing the cutting frequency and effectively reducing the process cost.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及制备方法、电子装置
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件及制备方法、电子装置。
技术介绍
在电子消费领域，多功能设备越来越受到消费者的喜爱，相比于功能简单的设备，多功能设备制作过程将更加复杂，比如需要在电路版上集成多个不同功能的芯片，因而出现了3D集成电路(integratedcircuit，IC)技术，3D集成电路(integratedcircuit，IC)被定义为一种系统级集成结构，将多个芯片在垂直平面方向堆叠，从而节省空间。随着3DIC技术的发展，MEMS产品越来越丰富，部分产品还是使用传统工艺，在切割槽(scribelane)中添加一些测试图形(testkey)，用于进行电性能的测试(WaferAcceptanceTest)。由于很多MEMS产品需要真空和密封性的封装。同时，上下两片硅片都需要进行减薄。然后，首先切开第一晶圆的切割道，对厚度进行量测；然后再切开第二晶圆的切割道。但是，问题随之而来，需要晶粒切割(diesaw)时候有三个问题：1、上下两片硅片减薄后没有任何对准标记，需要在硅片边缘进行盲切，这样才能露出图形，进行晶粒切割对准(diesawalignment)；同时，第一刀的切割深度不能碰到第二片表面的图形，需要进行第一刀切入深度的调整。这两个动作都会损失一些晶粒(die)，而且还需要比较有经验的工程师进行。2、由于厚度的尺寸较大，第一晶圆距离边缘的尺寸的值≥200um，所以，第一晶圆需要切割两道，才能使切割道上的硅片掉落，但是这个掉落的硅片比较大，容易撞击刀，引起切割刀的晃动，造成破片(chipping)。3、由于是两片硅片切割，中间有空腔，横向破片(lateralchipping)的风险比较高，而且比较难以观察，只能通过第一晶圆晶粒切割面的碎片情况，推测横向破片(lateralchipping)的情况，从而判断晶粒切割(diesaw)有没有损伤Al/Ge键合环(bondingring)，造成可靠性问题(reliabilityissue)。目前工艺中其他方法在MEMS产品切割时，因产品特殊，为密闭空间结构，目前做法:因上下晶圆无切割对准标记(mark)，故须对覆盖晶圆(capwafer)边缘进行盲切将切割槽暴露(recipe-1)；对已暴露的切割槽区域进行对准(alignment)并测刀高并不能碰触第二晶圆图案(touchwafer2pattern)；再次对准后切割整片覆盖晶圆(capwafer(recipe-2))，但由于第一晶圆距离边缘的宽度较大，切割掉落时容易损伤刀片及产生破片(chipping)；对已完全暴露的晶圆进行对准并切割整片MEMS+CMOS晶圆(wafer(recipe-3))。整个流程极为繁琐，且需人工操作(manualhandling)，无形中增加风险及负担，并且在切割过程晶圆(Sicrack)容易损伤Al/Ge键合环(bondingring)。因此，现有技术中虽然存在上述各种弊端，上述弊端成为亟需解决的问题，以进一步提高器件的性能和良率。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术提供了一种半导体器件的制备方法，所述方法包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成有第一键合环，在所述第一键合环外侧的所述第一表面的边缘形成有第一切割槽；提供第二晶圆，所述第二晶圆的表面形成有第二键合环；将所述第一键合环和所述第二键合环键合，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆键合；减薄所述第一晶圆的所述第二表面至露出所述第一切割槽，以露出所述第二晶圆的切割道区域；对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行切割。可选地，所述第一切割槽为围绕所述第一晶圆边缘的矩形环凹槽结构，所述第一键合环为矩形环结构。可选地，当所述第一键合环与外侧的对应的所述第一切割槽之间的切割道的宽度大于200μm时，在所述第一切割槽和所述第一键合环之间还形成有第二切割槽。可选地，所述第二切割槽平行于所述方形环中与之对应的一边，所述第二切割槽的两端与所述方形环中与所述第二切割槽垂直的两边连通。可选地，所述第一切割槽的宽度为10～200um，深度为30～400um。可选地，所述第一切割槽的宽度为80～200um，深度为100～400um；可选地，使用刀片切割、红外切割或者深反应离子刻蚀形成所述第一切割槽。可选地，形成所述第一键合环的方法包括：提供第一晶圆，在所述第一晶圆的所述第一表面上形成介电层和键合层；图案化所述介电层和所述键合层，以在所述第一表面上形成环形结构的所述第一键合环。可选地，在形成所述第一键合环之后，所述方法还进一步包括在所述第一键合环的内侧形成空腔图案。可选地，在减薄所述第一晶圆之前，所述方法还进一步包括减薄所述第二晶圆的步骤。可选地，所述第一键合环使用Al、Au和Cu中的一种；所述第二键合环使用Ge、Au和Cu中的一种。可选地，所述第一键合环和所述第二键合环通过合金键合或热压键合的方式相键合。本专利技术还提供了一种半导体器件，所述半导体器件通过上述方法制备得到。本专利技术还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述的半导体器件。本专利技术为了解决现有技术存在的问题，在第一晶圆(例如覆盖晶圆，CAPwafer)，完成原有的工艺之后，进行半切割或蚀刻，在第一晶圆边缘的切割道中形成一条切割槽，例如当切割道宽度小于或等于200um时形成一条切割槽，而在切割道宽的地方，例如切割道宽度大于>200um)共切出两条切割槽。然后，进行原来的第一晶圆和第二晶圆的键合，并先对第二晶圆减薄，然后再进行第一晶圆减薄，当对第一晶圆进行减薄至切割槽时，切割道宽的部分硅片小块自动分离，而且分离界面离Al/Ge键合环比较远，不容易损伤到键合环和密封环。本专利技术的优点在于：1.简化切割工艺流程(省略盲切(blinddicing)及多次对准操作)并减少切割频率，有效减少工艺成本。2.避免应力切割带来的Al/Ge键合界面(bondinginterface)损伤并造成可靠性问题(reliabilityissue)。本专利技术的半导体器件，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本专利技术的电子装置，由于采用了上述半导体器件，因而同样具有上述优点。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出了本专利技术所述半导体器件的制备工艺流程图；图2A-2H示出了本专利技术一实施例所述半导体器件的制备方法实施所获得结构的剖面示意图；图3示出了根据本专利技术一实施方式的电子装置的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成有第一键合环，在所述第一键合环外侧的所述第一表面的边缘形成有第一切割槽；提供第二晶圆，所述第二晶圆的表面形成有第二键合环；将所述第一键合环和所述第二键合环键合，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆键合；减薄所述第一晶圆的所述第二表面至露出所述第一切割槽，以露出所述第二晶圆的切割道区域；对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行切割。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成有第一键合环，在所述第一键合环外侧的所述第一表面的边缘形成有第一切割槽；提供第二晶圆，所述第二晶圆的表面形成有第二键合环；将所述第一键合环和所述第二键合环键合，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆键合；减薄所述第一晶圆的所述第二表面至露出所述第一切割槽，以露出所述第二晶圆的切割道区域；对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行切割。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一切割槽为围绕所述第一晶圆边缘的矩形环凹槽结构，所述第一键合环为矩形环结构。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一键合环与外侧的对应的所述第一切割槽之间的切割道的宽度大于200μm时，在所述第一切割槽和所述第一键合环之间还形成有第二切割槽。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二切割槽平行于所述方形环中与之对应的一边，所述第二切割槽的两端与所述方形环中与所述第二切割槽垂直的两边连通。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一切割槽的宽度为10～200um，深度为30～400um。6.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建刚，陈福成，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31