触点结构及其形成方法技术

一种半导体装置，包括第一管芯，第一管芯包括在第一管芯的背面上的第一区域中的第一叠层和在第一管芯的背面上的第二区域中的第二叠层。第一叠层具有比第二叠层数量更少的不同层。在第一管芯的背面上的第一区域中形成触点结构。触点结构延伸穿过第一叠层，并且被配置为将第一管芯的正面上的第一导电结构与第一管芯的背面上的第二导电结构导电连接。正面与背面相对。与背面相对。与背面相对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】触点结构及其形成方法


[0001]本申请描述了总体上涉及半导体装置和半导体装置的制造工艺的实施例。

技术介绍

[0002]存储器装置通常包括存储器单元阵列和外围电路。在一些示例中，存储器单元阵列可形成在被称为阵列管芯的第一管芯上，且外围电路形成在被称为外围管芯的第二管芯上。可以键合阵列管芯和外围管芯以连接外围电路与存储器单元阵列。

技术实现思路

[0003]本公开内容的各方面提供了一种具有触点结构的半导体装置及其形成方法。
[0004]根据第一方面，提供了一种半导体装置。该半导体装置包括第一管芯。第一管芯包括在第一管芯的背面上的第一区域中的第一叠层和在第一管芯的背面上的第二区域中的第二叠层。第一叠层具有比第二叠层数量更少的不同层。在第一管芯的背面上的第一区域中形成触点结构。触点结构延伸穿过第一叠层，并且被配置为将第一管芯的正面上的第一导电结构与第一管芯的背面上的第二导电结构导电连接。正面与背面相对。
[0005]在一些实施例中，第一叠层依次包括第一层、替换层和第一绝缘层。第二叠层依次包括第一层、第二层、导电层、替换层和第一绝缘层。
[0006]在一些实施例中，第一层和替换层具有等同的蚀刻特性。第二层和第一层具有不同的蚀刻特性。导电层和第二层具有不同的蚀刻特性。在一些实施例中，第一层和替换层包括相同的导电材料。在一些实施例中，第一层包括掺杂硅，并且替换层包括掺杂硅。
[0007]在一些实施例中，触点结构包括导电部分和侧壁部分。导电部分被配置为与第一导电结构导电连接。侧壁部分被配置为将导电部分与第一叠层绝缘。
[0008]在一些实施例中，导电部分包括钨或铝中的至少一种。在一些实施例中，侧壁部分包括氧化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铪、氧化铝或氧化钽中的至少一种。
[0009]在一些实施例中，半导体装置还包括在第一管芯的正面上的存储器单元和与第一管芯面对面键合的第二管芯。第二管芯包括衬底和形成在衬底的正面上的用于存储器单元的外围电路。在一些实施例中，存储器单元包括在第一管芯的正面上的交替的栅极层和第二绝缘层的第三叠层以及延伸穿过第三叠层的多个沟道结构。
[0010]在一些实施例中，半导体装置还包括与第一管芯面对面键合的第二管芯。第二管芯包括形成在第二管芯的正面上的存储器单元。外围电路形成在第一管芯的正面上以用于存储器单元。
[0011]根据本公开内容的第二方面，提供一种制造半导体装置的方法。该方法包括在第一区域中并从第一管芯的背面用替换层替换形成在第一管芯的背面上的叠层中的多个层。在背面上在替换层上方形成缓冲层。通过蚀刻缓冲层和替换层在第一区域中形成接触孔。接触孔露出形成在第一管芯的正面上的第一导电结构。正面与背面相对。
[0012]在一些实施例中，用替换层替换形成在第一管芯的背面上的叠层中的多个层还包
括在第一区域中在叠层中形成凹槽，其中第一蚀刻停止层是凹槽的底部。沉积替换层，该替换层填充叠层中的凹槽并且从第一管芯的背面覆盖叠层。
[0013]在一些实施例中，用具有与叠层中的第一蚀刻停止层等同的蚀刻特性的替换层替换叠层中的多个层。在一些实施例中，替换层和第一蚀刻停止层具有相同的材料。
[0014]在一些实施例中，触点结构的绝缘部分形成在接触孔的侧壁上。形成触点结构的导电部分，该导电部分填充接触孔并与第一导电结构连接。
[0015]在一些实施例中，在接触孔的侧壁上形成触点结构的绝缘部分还包括在接触孔的侧壁和底部上沉积绝缘材料。从接触孔的底部去除绝缘材料。
[0016]在一些实施例中，在触点结构的背面上形成第二导电结构。第二导电结构经由触点结构与第一导电结构电耦接。
[0017]在一些实施例中，存储器单元形成在第一管芯的正面上。用于存储器单元的外围电路形成在第二管芯的正面上。第一管芯和第二管芯面对面键合。
[0018]根据第三方面，提供了一种存储器系统。该存储器系统包括半导体装置和被配置为控制半导体装置的操作的控制器。控制器与半导体装置连接。该半导体装置包括管芯，该管芯包括设置在管芯的背面上的触点结构。第一导电结构设置在管芯的正面上，并从管芯的正面与触点结构连接。正面与背面相对。第二导电结构设置在管芯的背面上，并且从管芯的背面与触点结构连接。触点结构被配置为将第一导电结构与第二导电结构导电连接。
附图说明
[0019]当结合附图阅读时，根据以下具体描述可以最好地理解本公开内容的各方面。注意，根据工业中的标准实践，各种特征没有按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚，可以增加或减小各种特征的尺寸。
[0020]图1是根据本公开内容的示例性实施例的半导体装置的截面图。
[0021]图2A、2B、2C、2D、2E和2F是根据本公开内容的示例性实施例的半导体装置在各个中间制造步骤的截面图。
[0022]图3是根据本公开内容的实施例的用于制造示例性半导体装置的过程的流程图。
[0023]图4示出了根据本公开内容的一些示例的存储器系统装置的框图。
具体实施方式
[0024]以下公开内容提供了用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同实施例或示例。下面描述部件和布置的具体示例以简化本公开内容。当然，这些仅仅是示例，而不是限制性的。例如，在以下描述中，第一特征形成在第二特征上方或上可包括其中第一和第二特征可直接接触的实施例，并且还可包括其中附加特征可形成在第一和第二特征之间使得第一和第二特征可不直接接触的实施例。此外，本公开内容可能在各种示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指定所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0025]此外，为了便于描述，本文中可使用诸如“在
……
下方”、“在
……
下面”、“下”、“在
……
上方”、“上”等空间相关术语来描述一个元件或特征与图中所示的另一个元件或特征的关系。空间相对术语旨在包含除了图中所示的取向之外的使用或操作中的装置的不同
取向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他取向)，并且同样可以相应地解释本文使用的空间相关描述词。
[0026]半导体装置可以包括键合在一起的多个管芯。在一些制造技术中，在形成焊盘结构之前，可以在晶圆级对管芯进行键合。例如，包括多个第一管芯(例如，阵列管芯)的第一晶圆和包括多个第二管芯(外围管芯)的第二晶圆可以面对面地键合。然后，进一步处理键合的晶圆，例如，以在晶圆之一的背面上形成焊盘结构，该焊盘结构用于与外部电路接口连接。在一些示例中，在形成焊盘结构之后，可以将键合的晶圆锯切成芯片，并且每个芯片可以包括键合在一起的两个管芯(例如，阵列管芯和外围管芯)，并且焊盘结构形成在两个管芯中的一个管芯的背面上。
[0027]当焊盘结构形成在两个管芯中的一个管芯的背面上时，焊盘结构可以通过导电结构连接到形成在两个管芯的正面上的电路。一些导电结构通过在键合之前在管芯的正面上操作的处理步骤形成，并且一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，包括：第一管芯，所述第一管芯包括：在所述第一管芯的背面上的第一区域中的第一叠层和在所述第一管芯的背面上的第二区域中的第二叠层，所述第一叠层具有比所述第二叠层数量更少的不同层；以及在所述第一管芯的背面上的第一区域中形成的触点结构，所述触点结构延伸穿过所述第一叠层，并且被配置为将所述第一管芯的正面上的第一导电结构与所述第一管芯的背面上的第二导电结构导电连接，所述正面与所述背面相对。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中：所述第一叠层依次包括第一层、替换层和第一绝缘层，并且所述第二叠层依次包括所述第一层、第二层、导电层、所述替换层和所述第一绝缘层。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中：所述第一层和所述替换层具有等同的蚀刻特性，所述第二层和所述第一层具有不同的蚀刻特性，并且所述导电层和所述第二层具有不同的蚀刻特性。4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中：所述第一层和所述替换层包括相同的导电材料。5.根据权利要求2所述的半导体装置，其中：所述第一层包括掺杂硅，并且所述替换层包括掺杂硅。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中：所述触点结构包括导电部分和侧壁部分，所述导电部分被配置为与所述第一导电结构导电连接，并且所述侧壁部分被配置为将所述导电部分与所述第一叠层隔离。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中：所述导电部分包括钨或铝中的至少一种。8.根据权利要求6所述的半导体装置，其中：所述侧壁部分包括氧化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铪、氧化铝或氧化钽中的至少一种。9.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：在所述第一管芯的正面上的存储器单元；以及与所述第一管芯面对面键合的第二管芯，所述第二管芯包括衬底和形成在所述衬底的正面上的用于所述存储器单元的外围电路。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，所述存储器单元包括：在所述第一管芯的正面上的交替的栅极层和第二绝缘层的第三叠层；以及延伸穿过所述第三叠层的多个沟道结构。11.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：与所述第一管芯面对面键合的第二管芯，所述第二管芯包括形成在所述第二管芯的正面上的存储器单元；以及形成在所述第一管芯的正面上的用于所述存储器单元的外围电路。12.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：
在第一区域中并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王溢欢，苗利娜，
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：