半导体元件及其制备方法技术

本公开提供一种半导体元件及其制备方法。该半导体元件包括一第一半导体结构；一第一连接结构，包括一第一连接隔离层、多个第一连接接触点以及多个第一支撑接触点，该第一连接隔离层位在该第一半导体结构上，该多个第一连接接触点位在该第一连接隔离层中，该多个第一支撑接触点位在该第一连接隔离层中；以及一第二半导体结构，设置于该第一连接结构上，其中该多个第一连接接触点的上表面接触该第二半导体结构的一下表面；其中该多个第一连接接触点的上表面以及该多个第一支撑接触点的上表面凸出该第一连接隔离层的上表面。凸出该第一连接隔离层的上表面。凸出该第一连接隔离层的上表面。

【技术实现步骤摘要】
半导体元件及其制备方法


[0001]本公开主张2020年3月19日申请的美国正式申请案第16/823,759号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
[0002]本公开涉及一种半导体元件及该半导体元件的一制备方法。特别涉及一种具有导电突部的半导体元件及该半导体元件的制备方法。

技术介绍

[0003]半导体元件使用在不同的电子应用中，例如个人电脑、移动电话、数码相机，以及其他电子设备。半导体元件的尺寸持续地等比例缩小，以符合运算力(computing ability)的需求。然而，许多的问题的变异出现在等比例缩小工艺期间，且这些问题的数量及复杂度不断增加。因此，在达到改善品质、良率、效能与可靠度以及降低复杂度上仍具有挑战性。
[0004]上文的“现有技术”说明仅提供
技术介绍
，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。

技术实现思路

[0005]本公开的一实施例提供一种半导体元件，包括一第一半导体结构；一第一连接结构，包括一第一连接隔离层、多个第一连接接触点以及多个第一支撑接触点，该第一连接隔离层位在该第一半导体结构上，该多个第一连接接触点位在该第一连接隔离层中，该多个第一支撑接触点位在该第一连接隔离层中；以及一第二半导体结构，设置于该第一连接结构上，其中该多个第一连接接触点的上表面接触该第二半导体结构的一下表面；其中该多个第一连接接触点的上表面以及该多个第一支撑接触点的上表面凸出该第一连接隔离层的上表面。
[0006]在一些实施例中，该多个第一连接接触点具有一厚度，大于该多个第一支撑接触点的一厚度。
[0007]在一些实施例中，该第一半导体结构包括一第一基底以及一第一内连接结构，该第一基底位在该第一连接结构下，该第一内连接结构位在该第一基底与该第一连接结构之间，其中该第一连接隔离层位在该第一内连接结构上。
[0008]在一些实施例中，该第一内连接结构包括一第一隔离层以及多个第一导电特征，该第一隔离层位在该第一基底上，该多个第一导电特征位在该第一隔离层中，其中该多个第一连接接触点的下表面接触该多个第一导电特征的上表面，而该多个第一导电特征的上表面与该第一隔离层的一上表面为共面。
[0009]在一些实施例中，该第二半导体结构包括一第二内连接结构以及一第二基底，该第二内连接结构位在该第一连接结构上，该第二基底位在该第二内连接结构上。该第二内连接结构包括一第二隔离层以及多个第二导电特征，该第二隔离层位在该第一连接结构上，该多个第二道店特征位在该第二隔离层中。该多个底一连接接触点的上表面接触该多
个第二导电特征的下表面，而该多个第二特征的下表面与该第二隔离层的一下表面为共面。
[0010]在一些实施例中，该第二内连接结构包括多个保护环(guard rings)，位在该第二隔离层中，其中该多个保护环的下表面接触该多个第一支撑接触点的上表面。
[0011]在一些实施例中，该半导体元件还包括多个第一衬垫，位在该多个第一连接接触点的侧壁上，并位在该多个第一连接接触点下表面上。
[0012]在一些实施例中，半导体元件，还包括一第一多孔(porous)层，位在该第一连接隔离层与该第二隔离层之间、该第一连接隔离层与该多个第一连接接触点之间，以及该第一连接隔离层与该多个第一支撑接触点之间。该第一多孔层的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。
[0013]在一些实施例中，该半导体元件还包括多个第一衬垫，位在该第一多孔层与该多个第一连接接触点之间以及在该第一多孔层与该等第一支撑接触点之间。
[0014]在一些实施例中，该半导体元件还包括一贯穿基底通孔(through substrate via)，位在该第二基底中。
[0015]在一些实施例中，该第一连接隔离层包括一第一下隔离层、一第一中间隔离层以及一第一上隔离层，该第一下隔离层位在该第一半导体结构的该上表面上，该第一中间隔离层位在该第一下隔离层上，该第一上隔离层位在该第一中间隔离层上，其中该多个第一连接接触点穿过该第一下隔离层、该第一中间隔离层以及该第一上隔离层，且该多个第一支撑接触点位在该第一上隔离层中。
[0016]在一些实施例中，该半导体元件还包括一第二连接结构以及一第二半导体结构，该第二连接结构位在该第一连接结构上，该第二半导体结构位在该第二连接结构上。该第二连接结构包括一第二连接隔离层、多个第二连接接触点以及多个第二支撑接触点，该第二连接隔离层位在该第一连接结构上，该多个第二连接接触点位在该第二连接隔离层中，该多个第二支撑接触点位在该第二连接隔离层中。该多个第二连接接触点的下表面接触该多个第一连接接触点的上表面。
[0017]在一些实施例中，该多个第一连接接触点的侧壁的一剖面轮廓呈倾斜的。
[0018]本公开的另一实施例提供一种半导体元件的制备方法，包括提供一第一半导体结构；以及形成一第一连接结构，该连接结构包括一第一连接隔离层、多个第一连接接触点以及多个第一支撑接触点，该第一连接隔离层位在该第一半导体结构上，该多个第一连接接触点位在该第一连接隔离层中，该多个第一支撑接触点位在该第一连接隔离层中；，其中该多个第一连接接触点的上表面以及该多个第一支撑接触点的上表面凸出该第一连接隔离层的上表面；键合一第二半导体结构至该第一连接结构，其中该多个第一连接接触点的上表面接触该第二半导体结构的一下表面。
[0019]在一些实施例中，该第一连接隔离层包括一第一下隔离层、一第一中间隔离层以及一第一上隔离层，该第一下隔离层形成在该第一半导体结构上，该第一中间隔离层形成在该第一下隔离层上，该第一上隔离层形成在该第一中间隔离层上，其中形成该多个第一连接接触点以穿过该第一上隔离层、该第一中间隔离层以及该第一下隔离层，且该多个第一支撑接触点形呈在该第一上隔离层中。
[0020]在一些实施例中，该半导体元件的制备方法还包括：形成一能量可移除材料的一
层在该第一连接隔离层的一上表面上、在该多个第一连接接触点与该第一连接隔离层之间以及在该多个第一支撑接触点与该第一连接隔离层之间；以及执行一能量处理以转换该能量可移除材料的该层成为一第一多孔层。该第一多孔层的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。
[0021]在一些实施例中，该能量可移除材料包含一基础材料以及一可分解成孔剂材料。
[0022]在一些实施例中，该基础材料包括甲基硅酸盐(methylsilsesquioxane)、低介电材料或氧化硅。
[0023]在一些实施例中，该能量处理的一能量源为热、光或其组合。
[0024]在一些实施例中，该半导体元件的制备方法另包含：薄化在该第一上隔离层的上表面上的该第一多孔层，使得该多个第一连接接触点的上表面以及该多个第一支撑接触点的上表面凸出该第一连接隔离层的上表面。
[0025]由于本公开的半导体元件的设计，多个半导体元件可经由该第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，包括：一第一半导体结构；一第一连接结构，包括一第一连接隔离层、多个第一连接接触点以及多个第一支撑接触点，该第一连接隔离层位在该第一半导体结构上，该多个第一连接接触点位在该第一连接隔离层中，该多个第一支撑接触点位在该第一连接隔离层中；以及一第二半导体结构，设置于该第一连接结构上，其中该多个第一连接接触点的上表面接触该第二半导体结构的一下表面；其中该多个第一连接接触点的上表面以及该多个第一支撑接触点的上表面凸出该第一连接隔离层的上表面。2.如权利要求1所述的半导体元件，其中该多个第一连接接触点具有一厚度，大于该多个第一支撑接触点的一厚度。3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该第一半导体结构包括一第一基底以及一第一内连接结构，该第一基底位在该第一连接结构下，该第一内连接结构位在该第一基底与该第一连接结构之间，其中该第一连接隔离层位在该第一内连接结构上。4.如权利要求3所述的半导体元件，其中该第一内连接结构包括一第一隔离层以及多个第一导电特征，该第一隔离层位在该第一基底上，该多个第一导电特征位在该第一隔离层中，其中该多个第一连接接触点的下表面接触该多个第一导电特征的上表面，而该多个第一导电特征的上表面与该第一隔离层的一上表面为共面。5.如权利要求4所述的半导体元件，其中该第二半导体结构包括一第二内连接结构以及一第二基底，该第二内连接结构位在该第一连接结构上，该第二基底位在该第二内连接结构上，其中该第二内连接结构包括一第二隔离层以及多个第二导电特征，该第二隔离层位在该第一连接结构上，该多个第二道店特征位在该第二隔离层中，其中该多个底一连接接触点的上表面接触该多个第二导电特征的下表面，而该多个第二特征的下表面与该第二隔离层的一下表面为共面。6.如权利要求5所述的半导体元件，其中该第二内连接结构包括多个保护环，位在该第二隔离层中，其中该多个保护环的下表面接触该多个第一支撑接触点的上表面。7.如权利要求6所述的半导体元件，还包括多个第一衬垫，位在该多个第一连接接触点的侧壁上，并位在该多个第一连接接触点下表面上。8.如权利要求7所述的半导体元件，还包括一第一多孔层，位在该第一连接隔离层与该第二隔离层之间、该第一连接隔离层与该多个第一连接接触点之间，以及该第一连接隔离层与该多个第一支撑接触点之间，其中该第一多孔层的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。9.如权利要求8所述的半导体元件，还包括多个第一衬垫，位在该第一多孔层与该多个第一连接接触点之间以及在该第一多孔层与所述多个第一支撑接触点之间。10.如权利要求9所述的半导体元件，还包括一贯穿基底通孔，位在该第二基底中。11.如权利要求1所述的半导体元件，其中该第一连接隔离层包括一第一下隔离层、一第一中间隔离层以及一第一上隔离层，该第一下隔离层位在该第一半导体结构的该上表面上，该第一中间隔离层位在该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：施信益，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：