半导体器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供半导体器件及其制作方法，本发明专利技术将两片晶圆键合后进行减薄；再通过两次刻蚀过程在不同区域分别形成第一晶圆金属层和第二晶圆金属层上方的开孔，位于上部第一晶圆的衬底在两个开孔处暴露，通过对暴露处进行刻蚀，使暴露处的衬底侧壁向内侧刻蚀，之后形成隔离层保护凹陷部，最后形成互连层分别与两晶圆的金属层电连接，实现两晶圆的金属互连。本发明专利技术采用刻蚀使第一晶圆暴露的衬底向内凹陷，有效避免了隔离层在随后的干法刻蚀过程中被损伤，确保隔离层在后续工艺中起到隔离互连层的作用，由此可改善了器件的良率和性能。

Semiconductor devices and their fabrication methods

The invention provides a semiconductor device and its fabrication method, in which two wafers are bonded and thinned, and then through two etching processes, holes above the first and second wafer metal layers are formed in different regions, respectively. Substrates located on the upper first wafer are exposed at two holes. By etching the exposed places, the side walls of the exposed substrates are etched inward. After corrosion, an isolation layer is formed to protect the depression. Finally, the interconnection layer is electrically connected with the metal layer of the two wafers to realize the metal interconnection of the two wafers. The invention adopts etching to make the substrate exposed to the first wafer recess inward, effectively avoids the damage of the isolation layer in the subsequent dry etching process, ensures that the isolation layer plays the role of isolation interconnection layer in the subsequent process, thereby improving the yield and performance of the device.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制作方法
本专利技术属于集成电路制造
，具体涉及半导体器件及其制作方法。
技术介绍
TSV(ThroughSiliconVia，硅通孔)技术是通过在芯片与芯片之间，晶圆和晶圆之间制造垂直导通，实现芯片之间互连的新技术，其能在三维方向使得堆叠密度更大。TSV制程中，两片晶圆键合之后，为了实现晶圆间的金属层互连，形成贯穿上晶圆和部分下晶圆的深孔，沉积隔离层后再在深孔中填充互连层，由此可通过互连层实现下晶圆的金属层与上晶圆的金属层之间的互连。但在实际生产中发现，上晶圆的衬底容易受损，进而影响晶圆上的器件的良率和性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供半导体器件及其制作方法，提高晶圆上器件的良率和性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供半导体器件制作方法，包括：提供键合后的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一衬底、形成于所述第一衬底上的第一介质层和嵌设于所述第一介质层中的第一金属层，所述第二晶圆包括第二衬底、形成于所述第二衬底上的第二介质层和嵌设于所述第二介质层中的第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层；形成第一开孔，所述第一开孔贯穿所述第一衬底和部分厚度的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件制作方法，其特征在于，包括：提供键合后的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一衬底、形成于所述第一衬底上的第一介质层和嵌设于所述第一介质层中的第一金属层，所述第二晶圆包括第二衬底、形成于所述第二衬底上的第二介质层和嵌设于所述第二介质层中的第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层；形成第一开孔，所述第一开孔贯穿所述第一衬底和部分厚度的所述第一介质层，所述第一开孔位于所述第一金属层上方，所述第一衬底在所述第一开孔处暴露；形成第二开孔，所述第二开孔贯穿所述第一衬底、第一介质层和部分厚度的第二介质层，所述第二开孔位于所述第二金属层上方，所述第一衬底在所述第二开孔处暴露；形成凹陷...

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件制作方法，其特征在于，包括：提供键合后的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一衬底、形成于所述第一衬底上的第一介质层和嵌设于所述第一介质层中的第一金属层，所述第二晶圆包括第二衬底、形成于所述第二衬底上的第二介质层和嵌设于所述第二介质层中的第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层；形成第一开孔，所述第一开孔贯穿所述第一衬底和部分厚度的所述第一介质层，所述第一开孔位于所述第一金属层上方，所述第一衬底在所述第一开孔处暴露；形成第二开孔，所述第二开孔贯穿所述第一衬底、第一介质层和部分厚度的第二介质层，所述第二开孔位于所述第二金属层上方，所述第一衬底在所述第二开孔处暴露；形成凹陷部，所述凹陷部位于所述第一衬底在所述第二开孔的暴露处；形成隔离层，所述隔离层覆盖所述凹陷部的表面、所述第一开孔的表面和所述第二开孔的表面；执行干法刻蚀工艺，以暴露所述第一开孔下方的第一金属层和所述第二开孔下方的第二金属层；以及，形成互连层，所述互连层通过所述第一开孔和所述第二开孔与所述第一金属层和第二金属层电连接。2.如权利要求1所述的一种半导体器件制作方法，其特征在于，所述凹陷部还位于所述第一衬底在所述第一开孔的暴露处。3.如权利要求1或2所述的一种半导体器件制作方法，其特征在于，形成凹陷部的步骤中，采用干法刻蚀工艺，以使所述第一衬底在所述第二开孔的暴露处向所述第二开孔的两侧凹陷。4.如权利要求1或2所述的一种半导体器件制作方法，其特征在于，形成凹陷部的步骤中，采用湿法刻蚀工艺，以使所述第一衬底在所述第二开孔的暴露处向所述第二开孔的两侧凹陷。5.如权利要求1或2所述的一种半导体器件制作方法，其特征在于，形成第一开孔之后，形成第二开孔之前，还包括：形成填充层，所述填充层填充所述第一开孔并覆盖所述第一晶圆的表面；以及，执行回刻蚀工艺，去除所述第一晶圆表面的所述填充层。6.如权利要求1或2所述的一种半导体器件制作方法，其特征在于，所述凹陷为弧形凹陷，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶国梁，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42