半导体器件和制造方法技术

为了防止在半导体管芯接合至其它衬底之后在半导体管芯的拐角处出现裂缝，邻近半导体管芯的拐角形成开口，并且用缓冲材料填充和过填充开口，其中，缓冲材料的物理特性介于半导体管芯和邻近缓冲材料放置的底部填充材料的物理特性之间。本发明专利技术实施例涉及一种半导体器件和制造方法。

Semiconductor Devices and Manufacturing Methods

In order to prevent cracks in the corner of the semiconductor core after the semiconductor core is bonded to other substrates, an opening is formed at the corner of the adjacent semiconductor core, and the opening is filled and overfilled with buffer material. The physical properties of the buffer material are between the physical properties of the semiconductor core and the bottom filling material placed adjacent to the buffer material. The embodiment of the present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和制造方法
本专利技术实施例涉及一种半导体器件和制造方法。
技术介绍
半导体器件用于诸如个人电脑、手机、数码相机和其它电子设备的各种电子应用中。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和蚀刻工艺图案化各个材料层以在各个材料层上形成电路组件和元件来制造半导体器件。半导体工业通过不断减小器件尺寸以及减小器件之间的间隔持续地改进各个电子组件(例如，半导体管芯、芯片、衬底等)的集成密度，这允许更多的组件集成至给定的区域。然而，随着尺寸的减小，组件在如何接合和操作方面出现额外的问题，并且这些额外的问题应该被解决。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：沿着半导体管芯的外边缘形成开口；用缓冲材料过填充所述开口的至少部分；以及邻近所述缓冲材料放置底部填充材料。根据本专利技术的另一些实施例，还提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：部分地分割第一晶圆以在所述第一晶圆内形成第一开口，所述第一晶圆包括第一材料的半导体衬底，所述第一材料的第一特性具有第一值，其中，所述第一开口至少部分地延伸至第一半导体器件和第二半导体器件内；用缓冲材料填充所述第一开口的至少部分，所述缓冲材料的所述第一特性具有与所述第一值不同的第二值；在填充所述第一开口之后，完全地分割所述第一晶圆，其中，在完全地分割所述第一晶圆之后，所述缓冲材料保留在所述第一半导体器件上方的所述第一开口内；将所述第一半导体器件接合至衬底；以及将底部填充材料分配在所述第一半导体器件和所述衬底之间，其中，所述底部填充材料的所述第一特性具有第三值，所述第二值介于所述第一值和所述第三值之间。根据本专利技术的又一些实施例，还提供了一种半导体器件，包括：第一半导体器件，所述第一半导体器件包括第一外部连接件；缓冲材料，沿着所述第一半导体器件的外边缘；以及底部填充材料，从所述第一半导体器件的侧壁、所述缓冲材料周围延伸至所述缓冲材料和所述第一外部连接件之间的点。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。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1示出了根据一些实施例的具有第一半导体器件和第二半导体器件的晶圆。图2A至图2B示出了根据一些实施例的缓冲材料的放置。图3示出了根据一些实施例的晶圆100的分割。图4示出了根据一些实施例的第一半导体器件与第二衬底的接合。图5示出了根据一些实施例的底部填充物的放置。图6示出了根据一些实施例的第二衬底与第三衬底的接合。图7示出了根据一些实施例的具有平坦底面的开口。图8示出了根据一些实施例的具有平坦底面的缓冲材料的放置。图9示出了根据一些实施例的晶圆的分割。图10示出了根据一些实施例的第一半导体管芯与第二衬底和第三衬底的接合。图11示出了根据一些实施例的同时分割和拐角圆化工艺。图12示出了根据一些实施例的分割工艺之后的单独的拐角圆化工艺。图13A至图13B示出了根据一些实施例的缓冲材料的形状的调整。图14示出了根据一些实施例的半导体管芯的拐角区域中的缓冲材料的放置。图15示出了根据一些实施例的保护半导体器件的工艺的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实施例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，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)原件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。下面将参照衬底上晶圆上芯片(CoWoS)配置中的半导体器件来描述实施例。然而，这旨在说明而不旨在限制。而且，本文体现的思想可以用于各种配置。现在参照图1，图1示出了具有形成在晶圆100内和上方的第一半导体管芯101和第二半导体管芯103的晶圆100。在实施例中，由划线区域(在图1中由标记为105的虚线表示)分隔开的第一半导体管芯101和第二半导体管芯103形成在晶圆100内，将沿着划线区域分离晶圆100以形成单独的第一半导体管芯101和第二半导体管芯103。在实施例中，晶圆100(并且因此，第一半导体管芯101和第二半导体管芯103)可以包括第一衬底、第一有源器件、金属化层(图1中未单独示出)、接触焊盘107和第一外部连接件109。在实施例中，第一衬底可以包括掺杂或未掺杂的块状硅或绝缘体上硅(SOI)衬底的有源层。通常，SOI衬底包括诸如硅、锗、硅锗、SOI、绝缘体上硅锗(SGOI)或它们的组合的半导体材料层。可以使用包括多层衬底、梯度衬底或混合取向衬底的其它衬底。第一有源器件包括各种有源器件和无源器件，诸如晶体管、电容器、电阻器、电感器等，其可以用于生成用于第一半导体管芯101和第二半导体管芯103的设计的期望的结构和功能部分。可以使用任何合适的方法在第一衬底内或者上形成第一有源器件。金属化层形成在第一衬底和第一有源器件上方并且被设计为连接各个有源器件以形成用于第一半导体管芯101和第二半导体管芯103的功能电路。在实施例中，金属化层由介电材料和导电材料的交替层形成并且可以通过任何适合的工艺(诸如沉积、镶嵌、双镶嵌等)形成。在实施例中，可能存在通过至少一个层间介电层(ILD)与第一衬底分隔开的四个金属化层，但是金属化层的精确数目取决于第一半导体管芯101和第二半导体管芯103的设计。形成接触焊盘107以为金属化层和第一有源器件提供外部接触。在实施例中，接触焊盘107由诸如铝的导电材料形成，但是可以可选地利用诸如铜、钨等其它合适的材料。可以使用诸如CVD或PVD的工艺来形成接触焊盘107，但是可以可选地利用其它合适的材料和方法。一旦已经沉积用于接触焊盘107的材料，则可以使用例如光刻掩蔽和蚀刻工艺将材料成形为接触焊盘107。第一外部连接件109可以是诸如可控塌陷芯片连接(C4)凸块、球栅阵列凸块或微凸块的接触凸块，并且可以包括诸如锡的材料或诸如银或铜的其它合适的材料。在第一外部连接件109是锡焊料凸块的实施例中，可以首先通过诸如蒸发、电镀、印刷、焊料转印、植球等的任何合适的方法形成锡层来形成厚度为约100μm的第一外部连接件109。一旦在结构上形成锡层，则实施回流以将材料成形为期望的凸块形状。然而，虽然焊料凸块被描述为第一外部连接件109的一个实施例，但是该描述旨在说明而不旨在限制。而且，也可以利用诸如导电柱(例如，铜柱)的任何合适的连接结构。所有这种结构均完全旨在包括在实施例的范围内。通过不在旨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：沿着半导体管芯的外边缘形成开口；用缓冲材料过填充所述开口的至少部分；以及邻近所述缓冲材料放置底部填充材料。

【技术特征摘要】
2017.06.30 US 62/527,849;2018.01.12 US 15/869,3051.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：沿着半导体管芯的外边缘形成开口；用缓冲材料过填充所述开口的至少部分；以及邻近所述缓冲材料放置底部填充材料。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在过填充所述开口之后并且在放置所述底部填充材料之前，从半导体晶圆分割所述半导体管芯。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过用锯切割穿所述缓冲材料和所述半导体晶圆来实施分割所述半导体管芯。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在邻近所述缓冲材料放置所述底部填充材料之前，将所述半导体管芯接合至第一衬底。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在放置所述底部填充材料期间，所述底部填充材料在所述第一衬底和所述缓冲材料之间流动。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：将所述第一衬底接合至第二衬底。7.根据权利要求1所述的方法，其中，用所述缓冲材料过填充所述开口的至少部分留下沿着所述半导体管芯的整个周边的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冠育，吴志伟，郭立中，李隆华，黄松辉，施应庆，李百渊，
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