一种半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制造方法，提供晶圆键合结构，晶圆键合结构包括键合的第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，第一介质层的表面作为第一晶圆和第二晶圆的键合面，第一衬底中形成有阻挡层，而后，以阻挡层为刻蚀停止层，从第一衬底表面对第一衬底进行减薄，这样，在对第一晶圆进行减薄的过程中，去除了阻挡层上方的第一衬底材料，而不会对阻挡层造成损伤，因此提高减薄后第一衬底表面的均匀性，有利于后续工艺的进行，进而提高了器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，键合封装技术得到了广泛的应用，其是利用键合技术将不同的器件堆叠键合在一起。在晶圆键合之后，需要对上晶圆的衬底进行减薄，减薄后的衬底表面的总厚度差值(TotalThicknessVariation，TTV)较大，影响后续工艺的进行，进而影响器件的可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，提高器件的可靠性。为实现上述目的，本专利技术有如下技术方案：一种半导体器件的制造方法，包括：提供晶圆键合结构；所述晶圆键合结构包括键合的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，在所述第一晶圆中所述第一介质层的表面作为键合面，所述第一衬底中形成有阻挡层；以所述阻挡层作为刻蚀停止层，从所述第一衬底表面对所述第一衬底进行减薄。可选的，所述第一衬底中的阻挡层距离所述第一衬底的上表面和下表面均有一定的距离，以将所述第一衬底分为第一部分衬底和第二部分衬底。可选的，所述第一衬底中的阻挡层通过离子注入的方法形成。可选的，所述第一衬底为硅，所述离子注入的材料为碳离子。可选的，所述阻挡层在形成所述第一介质层之前形成，或，所述阻挡层在所述第一晶圆和所述第二晶圆键合之后形成。可选的，所述阻挡层的厚度范围为1-2μm。可选的，对所述第一衬底进行减薄的方法可以包括：湿法腐蚀和/或化学机械研磨的方法。可选的，所述湿法腐蚀采用的溶液为四甲基氢氧化铵。可选的，还包括：去除所述阻挡层。可选的，还包括：从所述第一衬底刻蚀形成硅通孔；在所述硅通孔中形成所述第一晶圆和所述第二晶圆之间的引出结构和/或互连结构。可选的，所述第一介质层中包括：第一金属键合层和第一非金属键合层；所述第二晶圆包括：第二介质层；所述第二介质层包括：第二金属键合层和第二非金属键合层；所述键合的第一晶圆与第二晶圆包括：键合的所述第一介质层与所述第二介质层，以及，键合所述第一非金属键合层与所述第二非金属键合层；键合所述第一金属键合层与所述第二金属键合层。可选的，所述键合所述第一非金属键合层与所述第二非金属键合层包括：不通过施加外力，使所述第一非金属键合层和所述第二非金属键合层接触；所述第一非金属键合层和所述第二非金属键合层通过范德华力键合。可选的，所述键合所述第一非金属键合层与所述第二非金属键合层包括：通过施加外力，使所述第一非金属键合层和所述第二非金属键合层接触。可选的，所述键合所述第一金属键合层与所述第二金属键合层包括：通过加热使所述第一金属键合层与所述第二金属键合层形成一个整体。一种半导体器件，包括：第一晶圆和第二晶圆；所述第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，所述第一衬底中形成有阻挡层；所述第二晶圆与第一晶圆键合，在所述第一晶圆中所述第一介质层的表面作为键合面。可选的，所述第一介质层包括：第一金属键合层和第一非金属键合层；所述第二晶圆包括：第二介质层；所述第二介质层包括：第二金属键合层和第二非金属键合层；其中，所述第一金属键合层和所述第二金属键合层相键合；所述第一非金属键合层和所述第二非金属键合层相键合。本专利技术实施例提供的一种半导体器件的制造方法，提供晶圆键合结构，晶圆键合结构包括键合的第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，第一介质层的表面作为第一晶圆和第二晶圆的键合面，第一衬底中形成有阻挡层，而后，以阻挡层为刻蚀停止层，从第一衬底表面对第一衬底进行减薄，这样，在对第一晶圆进行减薄的过程中，去除了阻挡层上方的第一衬底材料，而不会对阻挡层造成损伤，因此提高减薄后第一衬底表面的均匀性，有利于后续工艺的进行，进而提高了器件的可靠性。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示出了现有的半导体器件的结构示意图；图2示出了根据本专利技术实施例半导体器件的制造方法的流程示意图；图3-7示出了根据本专利技术实施例制造方法形成的半导体器件的结构示意图。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。正如
技术介绍
的描述，参考图1所示，第一晶圆10和第二晶圆20通过第一介质键合层110和第二介质键合层210实现键合，在第一晶圆10和第二晶圆20键合之后，需要对第一晶圆10的第一衬底100进行减薄，减薄后的第一衬底100表面的总厚度差值(TotalThicknessVariation，TTV)较大，影响后续工艺的进行，例如在后续采用硅通孔(ThroughSiliconVia，TSV)技术从晶圆的背面形成贯通的通孔时，衬底表面厚度不均匀导致部分硅通孔刻蚀不全，或者，衬底表面厚度不均匀时，影响后续与其他晶圆的键合，进而影响器件的可靠性。为此，本申请提供一种半导体器件的制造方法，提供晶圆键合结构，晶圆键合结构包括键合的第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，第一介质层的表面作为第一晶圆和第二晶圆的键合面，第一衬底中形成有阻挡层，而后，以阻挡层为刻蚀停止层，从第一衬底表面对第一衬底进行减薄，这样，在对第一晶圆进行减薄的过程中，去除了阻挡层上方的第一衬底材料，而不会对阻挡层造成损伤，因此提高减薄后第一衬底表面的均匀性，有利于后续工艺的进行，进而提高了器件的可靠性。为了更好的理解本申请的技术方案和技术效果，以下将结合流程图2和附图3-7，对具体的实施例进行详细的描述。参考图2所示，在步骤S01中，提供晶圆键合结构，在步骤S02中，晶圆键合结构包括键合的第一晶圆10和第二晶圆20。本申请实施例中，晶圆键合结构可以为两个或两个以上晶圆键合形成的键合结构，两个或两个以上晶圆可以为相同的晶圆，也可以为不同的晶圆，晶圆之间可以通过介质键合层键合形成，也可以通过介质键合层以及介质键合层中的金属键合层键合形成。晶圆键合结构包括键合的第一晶圆10和第二晶圆20。第一晶圆10与第二晶圆20可以是相同的晶圆，也可以是不同的晶圆。第一晶圆10和第二晶圆20中，可以已完成衬底上的器件的加工。在步骤S03中，第一晶圆10包括第一衬底100和第一介质层110，参见图3所示，在第一晶圆10中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：/n提供晶圆键合结构；/n所述晶圆键合结构包括键合的第一晶圆和第二晶圆；/n所述第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，在所述第一晶圆中所述第一介质层的表面作为键合面；/n所述第一衬底中形成有阻挡层；/n以所述阻挡层作为刻蚀停止层，从所述第一衬底表面对所述第一衬底进行减薄。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：
提供晶圆键合结构；
所述晶圆键合结构包括键合的第一晶圆和第二晶圆；
所述第一晶圆包括第一衬底和第一介质层，在所述第一晶圆中所述第一介质层的表面作为键合面；
所述第一衬底中形成有阻挡层；
以所述阻挡层作为刻蚀停止层，从所述第一衬底表面对所述第一衬底进行减薄。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一衬底中的阻挡层距离所述第一衬底的上表面和下表面均有一定的距离，以将所述第一衬底分为第一部分衬底和第二部分衬底。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一衬底中的阻挡层通过离子注入的方法形成。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一衬底为硅，所述离子注入的材料为碳离子。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻挡层在形成所述第一介质层之前形成，或，所述阻挡层在所述第一晶圆和所述第二晶圆键合之后形成。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻挡层的厚度范围为1-2μm。


7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，对所述第一衬底进行减薄的方法可以包括：
湿法腐蚀和/或化学机械研磨的方法。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述湿法腐蚀采用的溶液为四甲基氢氧化铵。


9.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
去除所述阻挡层。


10.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
从所述第一衬底刻蚀形成硅通孔；
在所述硅通孔中形成所述第一晶圆和所述第二晶圆之间的引出结构和/或互连结构。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊铖，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42