【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维集成电路相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月7日提交的第16/057,747号美国申请的优先权，第16/057,747号美国申请是2018年2月20日提交的第15/899,622号美国申请的部分继续申请，第15/899,622号美国申请是2017年12月1日提交的第15/829,442号美国申请的部分继续申请，第15/829,442号美国申请现在是第10,049,915号美国专利。这些申请中的每一个都以其全部内容并入本文中。
技术介绍
传统芯片叠层中的半导体基板通常使用机械背面研磨工艺来减薄。背面研磨会对装置施加很大程度的机械应力，并且可能导致很大的厚度变化。因此，期望获得用于分离基板的其他工艺。在第6,316,333号美国专利(以下称为“Bruel(布鲁尔)”)中描述了一种使基板变薄的方法。Bruel描述了通过栅极结构注入离子以在基板中形成劈开平面并通过沿着劈开平面劈开来去除基板的一部分。Bruel确认了离子注入会对装置结构(例如，通道区域)造成损害，这种损害能够使装置无法工作。Bruel描述了将结构构建在基板的暴露...
【技术保护点】
1.一种三维集成电路3DIC的形成方法，所述方法包括：/n提供具有电路层的第一基板，所述电路层包括多个介电结构和多个导电结构；/n经由所述电路层将离子注入到所述第一基板中以形成劈开平面；/n在经由所述电路层注入所述离子之后，将所述第一基板在第一温度下暴露于氢气混合物第一时间以修复由注入的所述离子引起的损害；/n通过在所述劈开平面处劈开，使所述第一基板的第一部分与所述第一基板的第二部分分离，在所述第一基板的所述第一部分上设置有所述多个介电结构和所述多个导电结构；以及/n将所述基板的所述第一部分结合到第二基板。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
【国外来华专利技术】20171201 US 15/829,442;20180220 US 15/899,622;20181.一种三维集成电路3DIC的形成方法，所述方法包括：
提供具有电路层的第一基板，所述电路层包括多个介电结构和多个导电结构；
经由所述电路层将离子注入到所述第一基板中以形成劈开平面；
在经由所述电路层注入所述离子之后，将所述第一基板在第一温度下暴露于氢气混合物第一时间以修复由注入的所述离子引起的损害；
通过在所述劈开平面处劈开，使所述第一基板的第一部分与所述第一基板的第二部分分离，在所述第一基板的所述第一部分上设置有所述多个介电结构和所述多个导电结构；以及
将所述基板的所述第一部分结合到第二基板。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述第一基板的所述导电结构的至少一部分连接到所述第二基板的导电结构。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一基板和所述第二基板是晶片级基板。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在注入所述离子之后并且在使所述第一部分与所述第二部分分离之前，所述第一基板不暴露于450℃以上的任何温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氢气混合物具有至少1％的氢气，并且所述气体混合物的剩余物为一种或多种惰性气体。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一温度为300℃至500℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一时间为至少30分钟。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电结构和所述介电结构包括高K介电结构，所述高K介电结构包括K为10以上的的至少一种材料。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在小于100℃的温度下并且在足以施加大部分反冲损害并使所述劈开平面比工作晶体管的耗尽层厚度更深的质子能量下，注入所述离子。
10.一种由将离子经由包括导电结构和介电结构的电路层注入到半导体基板引起的损害的修复方法，所述方法包括：
在经由所述半导体基板的所述导电结构和所述介电结构注入离子之后，将所述半导体基板在第一温度下暴露于氢气混合物第一时间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述介电结构包括高K介电结构。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述高K介电结构包括氧化铪(HfO2)、氧化铪硅(HfSiO2)、硅酸铪(HfSiO4)、氧化钽(TaO5)、氧化钨(WO3)、氧化铈(CeO2)、氧化钛(TiO2)、氧化钇(Y2O3)、钛酸锶(SrTiO3)、铝酸镧(LaAlO3)、五氧化铌(NiO5)、硅酸锆(ZrSiO4)和氧化锆(ZrO2)中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述氢气混合物具有至少1％的氢气，并且所述气体混合物的剩余物为一种或多种惰性气体。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述氢气混合物是合成气体。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一时间为至少半小时。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一温度为300℃至500℃。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一温度为350℃至450℃。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一时间为半小时至五小时，所述第一温度为350℃至450℃。
19.根据权利要求10所述的方法，其中，所述介电结构包括K为20以上的至少一种介电材料，所述第一温度为300℃至500℃，所述氢气混合物包括至少1％的氢气，并且所述温度为至少30分钟。
20.根据权利要求10所述的方法，其中，注入的所述离子在所述电路层的下方形成劈开平面。
21.一种方法，包括：
经由第一基板的介电结构和导电结构注入离子以在所述第一基板中限定劈开平面；
在所述劈开平面处劈开所述第一基板以获得包括所述介电结构和所述导电结构的劈开层；
将至少一个裸片结合到所述第一基板，所述至少一个裸片的宽度小于所述第一基板的宽度；
在所述至少一个裸片上沉积平坦化材料；
将所述平坦化材料平坦化以在所述至少一个裸片上方形成平坦化上表面；以及
在所述平坦化上表面上堆叠第三基板。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，在100摄氏度以下的温度下注入所述离子。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，在室温下注入所述离子。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，从所述基板劈开的材料的总厚度变化TTV为4％以下。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，从所述基板劈开的材料的总厚度变化TTV为2％以下。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，从所述基板劈开的材料的总厚度变化TTV为1％以下。
27.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一基板、第二基板以及所述第三基板是晶片级基板。
28.根据权利要求21所述的方法，还包括：
在劈开所述第一基板之后，对所述第一基板进行退火以修复由所述离子引起的对所述介电结构和所述导电结构的损害。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括：
在将所述至少一个裸片结合到所述第一基板之后并且在将所述第三基板结合在所述至少一个裸片上方之前，在所述至少一个裸片上方沉积介电材料。
30.根据权利要求21所述的方法，还包括：
在注入所述离子之前，在所述第一基板上方形成范围补偿层。
31.根据权利要求28所述的方法，所述第一基板和所述第三基板是晶片级基板。
32.根据权利要求21所述的方法，还包括：在劈开所述第一基板之后，将所述第一基板结合到第二基板。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述第二基板具有第二介电结构和第二导电结构，并且通过经由所述第二介电结构和所述第二导电结构注入离子而形成所述第二基板。
技术研发人员：T·E·鄺，M·I·柯伦特，
申请(专利权)人：硅源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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