半导体器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其制作方法。所述半导体器件中，第一开孔贯穿第一衬底并位于第一金属层上方，第二开孔贯穿第一衬底、第一介质层和部分厚度的第二介质层并位于第二金属层上方，第一开孔与第二开孔并不相互连通，即第一开孔和第二开孔是纵向分离的，最后是通过互连层使的第一金属层和第二金属层电连接，即横向连接，不再受TSV嵌套孔横向制程的限制约束，提高了晶圆设计的灵活性。并且，本发明专利技术中采用填充层填充第一开孔，第一开孔贯穿第一衬底(该第一开孔为浅孔)，解决了TSV嵌套孔结构中填充层在深孔中填充和去除困难的问题。

Semiconductor devices and their fabrication methods

The invention provides a semiconductor device and a manufacturing method thereof. In the semiconductor device, the first opening penetrates the first substrate and is located above the first metal layer, the second opening penetrates the first substrate, the first dielectric layer and the second dielectric layer with partial thickness and is located above the second metal layer. The first opening and the second opening are not interconnected, that is, the first opening and the second opening are separated longitudinally, and the first metal layer is made through the interconnection layer finally. The electrical connection with the second metal layer, i. e. the transverse connection, is no longer restricted by the transverse process of TSV nested holes, which improves the flexibility of wafer design. In addition, the filling layer is used to fill the first hole, and the first hole penetrates the first substrate (the first hole is shallow), which solves the problem of filling layer and removing difficulty in deep hole in TSV nested hole structure.

【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技术中常采用一种TSV嵌套孔结构，这种TSV嵌套孔结构为深孔与浅孔搭配使用的结构，其需要通过三个光罩，经三次刻蚀形成。这种TSV嵌套孔结构能在很大程度上解决键合后的金属互连的需求。但是，专利技术人发现，这种TSV嵌套孔结构在实际应用中的局限性也日益突出。具体而言，这种TSV嵌套孔结构通过纵向相通的TSV嵌套孔连接上下晶圆的金属层，上下晶圆的金属层分布设计时受纵向相通的TSV嵌套孔横向制程的限制约束，如上下晶圆的金属层横向距离不能太远，如果太远则为了开孔连接，上晶圆的有效面积都被浪费。同时随深孔的深宽比增大，填充层在深孔中的填充和去除也较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供半导体器件制作方法以及半导体器件，以解决现有的TSV嵌套孔结构设计方面晶圆的灵活性较低，同时随深孔的深宽比增大导致工艺制程难度增加的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.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、第一介质层和第一金属层，所述第二晶圆包括第二衬底、第二介质层和第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层；执行第一次刻蚀工艺，形成第一开孔，所述第一开孔贯穿所述第一衬底，所述第一开孔位于所述第一金属层上方；执行第二次刻蚀工艺，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；执行第三次刻蚀工艺，以暴露所述第一开孔下方的第一金属层和第二开孔下方的所述第二金属层；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...

【技术特征摘要】
1.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、第一介质层和第一金属层，所述第二晶圆包括第二衬底、第二介质层和第二金属层，所述第一介质层面向所述第二介质层；执行第一次刻蚀工艺，形成第一开孔，所述第一开孔贯穿所述第一衬底，所述第一开孔位于所述第一金属层上方；执行第二次刻蚀工艺，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；执行第三次刻蚀工艺，以暴露所述第一开孔下方的第一金属层和第二开孔下方的所述第二金属层；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；以及，形成引出层，所述引出层位于所述第一晶圆上并与所述互连层电连接。2.如权利要求1所述的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。3.如权利要求2所述的半导体器件制作方法，其特征在于，形成填充层的步骤包括：形成底部抗反射涂层，所述底部抗反射涂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底部抗反射涂层。4.如权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，执行第三次刻蚀工艺之前，还包括：形成一隔离层，所述隔离层覆盖所述第一开孔、所述第二开孔和所述第一晶圆的表面；执行第三次刻蚀工艺时，去除所述第一开孔底部、第二开孔底部以及第一晶圆表面的隔离层。5.如权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，所述第三次刻蚀工艺为无掩膜刻蚀。6.如权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，形成引出层的步骤包括：形成第三介质层，所述第三介质层位于所述第一晶圆上；执行第四次刻蚀工艺，形成连接孔，所述连接孔贯...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡杏，
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