多晶圆堆叠结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种多晶圆堆叠结构及方法。在该多晶圆堆叠结构中，第一互连层通过第一开孔与第二金属层和第一金属层电连接，第二互连层通过第二开孔与第一互连层电连接，第三互连层通过第三开孔与第三金属层电连接，且第二互连层与所述第三互连层相接触，不需晶圆间预留压焊引线空间，省去硅基板，实现多晶圆互连的同时减少多晶圆堆叠厚度从而使多晶圆堆叠封装后的整体器件厚度减小。并且，不再需要引线，省去了硅基板以及硅基板上若干共用焊盘的设计加工。以及，所述第二互连层与所述第三互连层相接触缩短晶圆间互连距离，进而降低寄生电容和功率损耗，提高了传输速度。

Stacking structure of polycrystalline wafer and its formation method

The invention provides a polywafer stacking structure and method. In the polycrystalline wafer stacking structure, the first interconnection layer is electrically connected with the second metal layer and the first metal layer through the first opening, the second interconnection layer is electrically connected with the first interconnection layer through the second opening, the third interconnection layer is electrically connected with the third metal layer through the third opening, and the second interconnection layer is in contact with the third interconnection layer, so that no bonding lead space is reserved between wafers and silicon base is omitted. The board realizes the interconnection of polycrystalline wafers and reduces the stacking thickness of polycrystalline wafers, thus reducing the overall device thickness after the stacking and packaging of polycrystalline wafers. Moreover, the lead is no longer needed, and the design and processing of several common pads on the silicon substrate and the silicon substrate are omitted. Furthermore, the contact between the second interconnection layer and the third interconnection layer shortens the interconnection distance between wafers, thereby reducing parasitic capacitance and power loss and improving transmission speed.

【技术实现步骤摘要】
多晶圆堆叠结构及其形成方法
本专利技术属于集成电路制造
，具体涉及多晶圆堆叠结构及其形成方法。
技术介绍
在高度集成化的半导体发展的趋势下，多晶圆堆叠后常采用引线键合的方式实现多片晶圆间的互连，具体为多片晶圆在专用的硅基板上竖直方向堆叠，每片晶圆具有多个用于互连的焊盘，硅基板上具有多个共用焊盘，引线的一端压焊键合至晶圆的焊盘，引线的另一端都集中压焊键合在硅基板的共用焊盘上，从而实现多片晶圆间的互连。但专利技术人发现，传统的多晶圆引线互连方式存在一些问题：首先，多晶圆堆叠往高密度发展厚度有限制要求，采用引线键合的多片晶圆间需预留压焊引线空间，硅基板本身也有一定的厚度，在一定程度上多晶圆堆叠后整体厚度较厚；另外，引线通常是采用金丝，成本较高，而且，引线导致相对较长的互连线路，而较长的互连线路降低了信号传输速度，增加了功率损耗；此外，硅基板不能适应多晶圆堆叠高密度发展越来越多的共用焊盘的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多晶圆堆叠结构，以减少多晶圆堆叠后的整体厚度。本专利技术的另一目的在于，无需使用引线，有利于提高信号传输速度，减小功率损耗。为解决上述技术问题，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶圆堆叠结构，其特征在于，包括：第一晶圆，所述第一晶圆包括第一衬底、第一介质层、第一金属层和位于所述第一衬底背面的第一隔离层；第二晶圆，所述第二晶圆包括第二衬底、第二介质层和第二金属层，所述第一介质层与所述第二介质层相互键合；第一开孔，所述第一开孔包括第一上开孔、第一中开孔和第一下开孔；所述第一上开孔贯穿部分所述第一隔离层；所述第一中开孔贯穿所述第一隔离层、第一衬底和部分所述第一介质层且位于所述第一金属层上方，所述第一下开孔贯穿所述第一晶圆和部分所述第二介质层且位于所述第二金属层上方，所述第一上开孔分别与所述第一中开孔和所述第一下开孔连通；第二隔离层，所述第二隔离层覆盖所述第一隔离层...

【技术特征摘要】
1.一种多晶圆堆叠结构，其特征在于，包括：第一晶圆，所述第一晶圆包括第一衬底、第一介质层、第一金属层和位于所述第一衬底背面的第一隔离层；第二晶圆，所述第二晶圆包括第二衬底、第二介质层和第二金属层，所述第一介质层与所述第二介质层相互键合；第一开孔，所述第一开孔包括第一上开孔、第一中开孔和第一下开孔；所述第一上开孔贯穿部分所述第一隔离层；所述第一中开孔贯穿所述第一隔离层、第一衬底和部分所述第一介质层且位于所述第一金属层上方，所述第一下开孔贯穿所述第一晶圆和部分所述第二介质层且位于所述第二金属层上方，所述第一上开孔分别与所述第一中开孔和所述第一下开孔连通；第二隔离层，所述第二隔离层覆盖所述第一隔离层表面和所述第一开孔表面并暴露出部分所述第一金属层和部分所述第二金属层。第一互连层，所述第一互连层通过所述第一开孔与所述第一金属层和所述第二金属层电连接；绝缘层，所述绝缘层位于所述第二隔离层和所述第一互连层表面；第二开孔，所述第二开孔贯穿所述绝缘层，所述第二开孔位于所述第一互连层上方并暴露出部分所述第一互连层；第三晶圆，所述第三晶圆包括第三衬底、第三介质层和第三金属层；第三开孔，所述第三开孔贯穿部分所述第三介质层，并暴露出部分所述第三金属层，所述第三开孔与所述第二开孔对应布置；第二互连层，所述第二互连层通过所述第二开孔与所述第一互连层电连接；以及，第三互连层，所述第三互连层通过所述第三开孔与所述第三金属层电连接，所述第二互连层与所述第三互连层相接触。2.如权利要求1所述的一种多晶圆堆叠结构，其特征在于，每个所述第二开孔和每个所述第三开孔均包括多个间隔分布的孔。3.如权利要求1或2所述的一种多晶圆堆叠结构，其特征在于，所述第一介质层包括第一介质层第一部分和第一介质层第二部分，所述第一金属层嵌设于所述第一介质层第一部分和第一介质层第二部分之间；所述第二介质层包括第二介质层第一部分和第二介质层第二部分，所述第二金属层嵌设于所述第二介质层第一部分和第二介质层第二部分之间；所述第一晶圆还包括第一刻蚀停止层，所述第一刻蚀停止层位于所述第一金属层与所述第一介质层第二部分之间；所述第二晶圆还包括第二刻蚀停止层，所述第二刻蚀停止层位于所述第二金属层与所述第二介质层第二部分之间。4.一种多晶圆堆叠结构的形成方法，其特征在于，包括：提供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、第一金属层和位于所述第一衬底背面的第一隔离层；所述第二晶圆包括第二衬底、第二介质层和第二金属层，所述第一介质层与所述第二介质层相互键合；形成第一开孔，所述第一开孔包括第一上开孔、第一中开孔和第一下开孔；所述第一上开孔贯穿部分所述第一隔离层；所述第一中开孔贯穿所述第一隔离层、第一衬底和部分所述第一介质层且位于所述第一金属层上方，所述第一下开孔贯穿所述第一晶圆和部分所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长林，曾甜，
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