一种芯片结构、圆晶结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种芯片结构、圆晶结构及其制造方法，在第一芯片上形成第一金属键和层和第二金属键和层，在第二芯片上形成第三金属键和层和第四金属键和层，两个芯片通过金属键合层键合在一起，两片芯片键合时，第一芯片的第一金属键和层和第二芯片的第四金属键和层键合构成第一电容极板，第一芯片的第二金属键和层和第二芯片的第三金属键和层键合构成第二电容极板，第一电容极板、第二电容极板以及器件的介质材料构成电容结构，占用较小的芯片面积，有效利用芯片的面积，提高了产品的良率。

A kind of chip structure, circular crystal structure and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种芯片结构、圆晶结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种芯片结构、圆晶结构及其制造方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，集成电路已成为现代电子电路中的核心器件，广泛应用于各种电子设备中。现有的集成电路生产中，电容是振荡、滤波、相移、旁路、耦合等电路的主要元件，目前集成电路制作电感电容会占用较多芯片面积，电容占用芯片面积较大时会导致芯片尺寸较大，尺寸越大成本越高，良品率也会越低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种芯片结构、圆晶结构及其制造方法，有效利用芯片的面积，提高器件的性能。为实现上述目的，本专利技术有如下技术方案：一种芯片结构，包括：第一芯片，所述第一芯片包括第一衬底、第一衬底正面上介质材料的第一覆盖层、形成于所述第一覆盖层中的第一极板连接层以及形成于所述第一覆盖层之上的第一介质键合层，所述第一介质键合层中形成有相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层，所述第一金属键合层贯通至所述第一极板连接层，所述第二金属键合层设置于第一介质键合层的第一凹槽中；第二芯片，所述第二芯片包括第二衬底、第二衬底正面上介质材料的第二覆盖层、形成于所述第二覆盖层中的第二极板连接层以及形成于所述第二覆盖层之上的第二介质键合层，所述第二介质键合层中形成有相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层，所述第三金属键合层贯通至所述第二极板连接层，所述第四金属键合层设置于第二介质键合层的第二凹槽中；其中，所述第一芯片和第二芯片正面键合，所述第一金属键合层与所述第四金属键合层键合且构成第一电容极板，所述第二金属键合层与所述第三金属键合层键合且构成第二电容极板。可选的，所述第一极板连接层为所述第一芯片中的顶层连线层，所述第二极板连接层为所述第二芯片中的顶层连线层。可选的，所述第一介质键合层中还形成有第一键合孔，所述第一键合孔包括第一连接孔和其上的第一过孔，所述第一金属键合层和所述第二金属键合层分别形成于第一接线孔、第二接线孔中，所述第一接线孔在所述第一连接孔工艺中形成，所述第二接线孔在所述第一过孔工艺中形成；所述第二介质键合层中还形成有第二键合孔，第二键合孔包括第二连接孔和其上的第二过孔，所述第三金属键合层和所述第四金属键合层分别形成于第三接线孔、第四接线孔中，所述第三接线孔在所述第二连接孔工艺中形成，所述第四接线孔在所述第二过孔工艺中形成。可选的，所述相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层以及所述相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层为多对。可选的，所述相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层以及所述相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层呈阵列排布。一种晶圆结构，包括晶圆键合结构，所述晶圆键合结构包括层叠的第一晶圆和第二晶圆，所述晶圆键合结构上阵列排布有如上述任一项所述的芯片结构。一种晶圆结构的制造方法，其特征在于，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆上阵列排布有第一芯片，所述第一芯片包括第一衬底、第一衬底正面上介质材料的第一覆盖层、形成于所述第一覆盖层中的第一极板连接层以及形成于所述第一覆盖层之上的第一介质键合层，所述第一介质键合层中形成有相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层，所述第一金属键合层贯通至所述第一极板连接层，所述第二金属键合层设置于第一介质键合层的第一凹槽中；提供第二晶圆，所述第二晶圆上阵列排布有第二芯片，所述第二芯片包括第二衬底、第二衬底正面上介质材料的第二覆盖层、形成于所述第二覆盖层中的第二极板连接层以及形成于所述第二覆盖层之上的第二介质键合层，所述第二介质键合层中形成有相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层，所述第三金属键合层贯通至所述第二极板连接层，所述第四金属键合层设置于第二介质键合层的第二凹槽中；进行第一晶圆和第二晶圆的正面键合，其中，所述第一金属键合层与所述第四金属键合层键合且构成第一电容极板，所述第二金属键合层与所述第三金属键合层键合且构成第二电容极板。可选的，所述第一极板连接层为所述第一芯片中的顶层连线层，所述第二极板连接层为所述第二芯片中的顶层连线层。可选的，所述第一介质键合层中还形成有第一键合孔，所述第一键合孔包括第一连接孔和其上的第一过孔，所述第一金属键合层和所述第二金属键合层分别形成于第一接线孔、第二接线孔中，所述第一接线孔在所述第一连接孔工艺中形成，所述第二接线孔在所述第一过孔工艺中形成；所述第二介质键合层中还形成有第二键合孔，第二键合孔包括第二连接孔和其上的第二过孔，所述第三金属键合层和所述第四金属键合层分别形成于第三接线孔、第四接线孔中，所述第三接线孔在所述第二连接孔工艺中形成，所述第四接线孔在所述第二过孔工艺中形成。可选的，还包括：进行所述晶圆键合结构的切割，以获得独立的芯片结构。本专利技术实施例提供的芯片结构、圆晶结构及其制造方法，在第一芯片上形成第一介质键合层，第一介质键合层中形成有相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层，在第二芯片上形成第二介质键合层，第二介质键合层中形成有相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层，将两个芯片正面键合，第一芯片的第一金属键合层与第二芯片的第四金属键合层键合构成第一电容极板，第一芯片的第二金属键合层与第二芯片的第三金属键合层键合构成第二电容极板，，这样，实现在芯片键合的同时形成第一电容极板和第二电容极板，第一电容极板和第二电容极板沿垂直于芯片方向形成并与其间的介质材料构成电容结构，这样形成的电容结构占用较小的芯片面积，提高了器件的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1示出了根据本专利技术一实施例的芯片结构的剖面结构示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的晶圆结构中晶圆的俯视结构示意图；图3-4示出了根据本专利技术实施例的制造方法形成晶圆结构过程中的局部剖面结构示意图；图5示出了根据本专利技术实施例的制造方法形成晶圆结构过程中的芯片的局部俯视结构示意图；图6-9示出了根据本专利技术实施例的制造方法形成晶圆结构过程中的局部剖面结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。参考图1，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片结构，其特征在于，包括：/n第一芯片，所述第一芯片包括第一衬底、第一衬底正面上介质材料的第一覆盖层、形成于所述第一覆盖层中的第一极板连接层以及形成于所述第一覆盖层之上的第一介质键合层，所述第一介质键合层中形成有相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层，所述第一金属键合层贯通至所述第一极板连接层，所述第二金属键合层设置于第一介质键合层的第一凹槽中；/n第二芯片，所述第二芯片包括第二衬底、第二衬底正面上介质材料的第二覆盖层、形成于所述第二覆盖层中的第二极板连接层以及形成于所述第二覆盖层之上的第二介质键合层，所述第二介质键合层中形成有相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层，所述第三金属键合层贯通至所述第二极板连接层，所述第四金属键合层设置于第二介质键合层的第二凹槽中；/n其中，所述第一芯片和第二芯片正面键合，所述第一金属键合层与所述第四金属键合层键合且构成第一电容极板，所述第二金属键合层与所述第三金属键合层键合且构成第二电容极板。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片结构，其特征在于，包括：
第一芯片，所述第一芯片包括第一衬底、第一衬底正面上介质材料的第一覆盖层、形成于所述第一覆盖层中的第一极板连接层以及形成于所述第一覆盖层之上的第一介质键合层，所述第一介质键合层中形成有相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层，所述第一金属键合层贯通至所述第一极板连接层，所述第二金属键合层设置于第一介质键合层的第一凹槽中；
第二芯片，所述第二芯片包括第二衬底、第二衬底正面上介质材料的第二覆盖层、形成于所述第二覆盖层中的第二极板连接层以及形成于所述第二覆盖层之上的第二介质键合层，所述第二介质键合层中形成有相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层，所述第三金属键合层贯通至所述第二极板连接层，所述第四金属键合层设置于第二介质键合层的第二凹槽中；
其中，所述第一芯片和第二芯片正面键合，所述第一金属键合层与所述第四金属键合层键合且构成第一电容极板，所述第二金属键合层与所述第三金属键合层键合且构成第二电容极板。


2.根据权利要求1所述的芯片结构，其特征在于，所述第一极板连接层为所述第一芯片中的顶层连线层，所述第二极板连接层为所述第二芯片中的顶层连线层。


3.根据权利要求1所述的芯片结构，其特征在于，所述第一介质键合层中还形成有第一键合孔，所述第一键合孔包括第一连接孔和其上的第一过孔，所述第一金属键合层和所述第二金属键合层分别形成于第一接线孔、第二接线孔中，所述第一接线孔在所述第一连接孔工艺中形成，所述第二接线孔在所述第一过孔工艺中形成；所述第二介质键合层中还形成有第二键合孔，所述第二键合孔包括第二连接孔和其上的第二过孔，所述第三金属键合层和所述第四金属键合层分别形成于第三接线孔、第四接线孔中，所述第三接线孔在所述第二连接孔工艺中形成，所述第四接线孔在所述第二过孔工艺中形成。


4.根据权利要求1所述的芯片结构，其特征在于，所述相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层以及所述相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层为多对。


5.根据权利要求4所述的芯片结构，其特征在于，所述相对设置的第一金属键合层和第二金属键合层以及所述相对设置的第三金属键合层和第四金属键合层呈阵列排布。


6.一种晶圆结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛备备，胡胜，李漾，
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