具有密封环的半导体装置制造方法及图纸

本公开的各方面提供了一种半导体装置。在一些示例中，半导体装置包括第一管芯。第一管芯包括硅层和形成在硅层的区域中的第一电路结构。此外，在一示例中，第一管芯包括被配置为形成包围该区域的第一环的第一壁结构，并且第一壁结构延伸穿过所述硅层。在另一示例中，第一管芯包括被配置为围绕该区域的第一壁结构，并且第一壁结构延伸穿过所述硅层。并且第一壁结构延伸穿过所述硅层。并且第一壁结构延伸穿过所述硅层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有密封环的半导体装置


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

技术介绍

[0002]集成电路(IC)可以在晶片上制造成多个。一旦制造完成，晶片就被锯切成个体的IC芯片。通常，IC芯片的最上表面可以由钝化层保护。然而，钝化层不能覆盖每个IC芯片的侧周边。为了保护集成电路以免暴露于从每个IC芯片的侧周边进入的不期望的湿气和离子污染物，在锯切晶片之前，作为IC芯片制造的一部分，可以在每个IC芯片的侧周边的周围形成金属材料的密封环(也被称为保护环)。密封环可以提供结构加强并阻止不期望的湿气和移动离子污染物进入IC芯片的有源电路区域并影响操作可靠性。

技术实现思路

[0003]本公开的各方面提供了一种半导体装置。在一些示例中，半导体装置包括第一管芯。第一管芯包括硅层和形成在硅层的区域中的第一电路结构。此外，在示例中，第一管芯包括被配置为形成包围该区域的第一环的第一壁结构，并且第一壁结构延伸穿过硅层。在另一示例中，第一管芯包括被配置为围绕该区域的第一壁结构，并且第一壁结构延伸穿过硅层。
[0004]在一些示例中，半导体装置包括围绕该区域的密封环结构。密封环结构包括延伸穿过硅层的第一壁结构，并且第一壁结构沿第一管芯的侧周边的第一长度长于接触结构的间距。
[0005]在示例中，第一壁结构和接触结构由相同的金属材料形成。
[0006]在示例中，穿过硅层的第一壁结构被配置为包围该区域的闭合环。在另一示例中，密封环结构包括延伸穿过硅层的多个第一壁结构。多个第一壁结构沿第一管芯的侧周边形成环，并且环包围该区域并包括相邻第一壁结构之间的间隙。
[0007]在一些示例中，密封环结构包括延伸穿过硅层的第一壁结构和延伸穿过硅层的接触结构。在一些示例中，密封环结构包括形成包围该区域的第一环的第一壁结构和形成包围第一环和该区域的第二环的第二壁结构。第一壁结构与第二壁结构交错。在示例中，第二壁结构中的两个之间的间隙被第一壁结构中的一个阻挡。
[0008]在一些示例中，密封环结构包括延伸穿过绝缘层的第三壁结构。
[0009]在一些示例中，第一电路结构形成在第一管芯的正面上，并且半导体装置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的第二电路结构。在一些示例中，第一电路结构包括NAND存储器阵列，并且第二电路结构包括用于NAND存储器阵列的外围电路。
[0010]在示例中，密封环结构包括设置在第一管芯的背面的焊盘层，第一壁结构与焊盘层导电连接。
[0011]本公开的各方面提供一种用于半导体装置制造的方法。在一些示例中，该方法包
括在第一管芯的区域中形成第一电路结构，并且形成围绕该区域的密封环结构。密封环结构包括延伸穿过第一管芯的硅层的第一壁结构，第一壁结构沿第一管芯的侧周边的第一长度长于第一接触结构的间距。
[0012]在一些示例中，为了形成第一壁结构和第一接触结构，该方法包括：在硅层中形成沟槽和孔；以及在沟槽和孔中填充金属材料，以在沟槽中形成第一壁结构并且在孔中形成第一接触结构。
[0013]在一些示例中，该方法包括将第一管芯与第二管芯面对面键合，并且通过从第一管芯的背面进行处理来形成第一壁结构。在示例中，为了通过从第一管芯的背面进行处理来形成第一壁结构，该方法包括从第一管芯的背面减薄第一管芯的硅衬底，并在减薄的硅衬底中形成第一壁结构。
[0014]在另一示例中，为了通过从第一管芯的背面进行处理来形成第一壁结构，该方法包括从第一管芯的背面去除硅衬底，在该第一管芯的背面沉积硅层，并在硅层中形成第一壁结构。
[0015]本公开的各方面还提供了用于形成穿硅金属壁的布局。
附图说明
[0016]当结合附图阅读时，从以下具体实施方式最好地理解本公开的各方面。注意，根据行业中的标准实践，各种特征并未按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚起见，可以任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0017]图1A
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1C示出了根据本公开的一些实施例的半导体装置100的截面图。
[0018]图2A
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2D示出了根据本公开的一些实施例的一些其他半导体装置的截面图。
[0019]图2E示出了相关半导体装置的截面图。
[0020]图3A
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3B示出了根据本公开的一些实施例的另一半导体装置的截面图。
[0021]图4示出了概述根据本公开的一些实施例的用于形成半导体装置的工艺的流程图。
[0022]图5
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7示出了根据一些实施例的在制造工艺期间的半导体装置的截面图。
[0023]图8示出了一些示例中的布局设计。
具体实施方式
[0024]以下公开内容提供了许多不同的实施例或示例，用于实施所提供主题的不同特征。下面描述了部件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不旨在进行限制。例如，在随后的描述中在第二特征上或之上形成第一特征可以包括其中第一和第二特征直接接触形成的实施例，并且还可以包括其中附加特征可以形成在第一和第二特征之间，使得第一和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，其本身并不规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，在本文中可以使用诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语，以描述一个元件或特征相对于另一个元件或特征的如图中所示的关系。除了在图中描述的取向之外，空间相对术语还旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取
向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，并且本文中使用的空间相对描述语可以类似地被相应地解释。
[0026]本公开的方面提供了用于形成密封环结构的技术，该密封环结构包括从晶片的背面形成在硅层中的部分，并且密封环结构在硅层中的部分可以形成有改进的加强强度和针对湿气和移动离子污染物的改进的保护。密封环结构可以为在晶片的背面上的进一步处理提供结构加强，并且可以防止不期望的湿气和移动离子污染物从侧周边进入集成电路(IC)芯片的有源电路区域。
[0027]根据本公开的一些方面，半导体装置(例如，IC芯片)可以包括键合在一起的多个IC管芯。在一些示例中，半导体装置包括面对面键合的两个管芯(例如，第一管芯和第二管芯)。用于将半导体装置中的电路与外部电路接口连接的焊盘结构可以形成在两个管芯之一的背面上。
[0028]在一些示例中，可以在形成焊盘结构之前键合多个管芯。例如，包括多个第一管芯的第一晶片和包括多个第二管芯的第二晶片可以面对面键合。然后，对键合的晶片进行进一步处理，例如以在晶片的背面上形成焊盘结构以用于将半导体装置与外部电路接口连接、锯切成IC芯片、等等。根据本公开的一方面，根据本公开形成的密封环结构可以为从晶片的背面进行的进一步处理提供更好的结构加强。
[0029]在一些示本文档来自技高网...

【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，包括：硅层；形成在所述硅层的区域中的第一电路结构；以及第一壁结构，其被配置为形成包围所述区域的第一环，所述第一壁结构延伸穿过所述硅层。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一壁结构由金属层形成。3.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：第二壁结构，其被配置为形成包围所述第一壁结构和所述区域的第二环，所述第二壁结构延伸穿过所述硅层。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一管芯还包括：绝缘层；以及延伸穿过所述绝缘层的第二壁结构。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一电路结构形成在所述第一管芯的正面上，并且所述半导体装置还包括：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的第二电路结构。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第一电路结构包括NAND存储器阵列，并且所述第二电路结构包括用于所述NAND存储器阵列的外围电路。7.一种半导体装置，包括：第一管芯，包括：硅层；形成在所述硅层的区域中的第一电路结构；以及被配置为围绕所述区域的第一壁结构，所述第一壁结构延伸穿过所述硅层。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述第一壁结构由金属层形成。9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述第一壁结构沿着所述第一管芯的侧周边的最小长度大于接触结构的间距。10.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述第一管芯还包括：被配置为围绕所述第一壁结构和所述区域的第二壁结构，所述第二壁结构延伸穿过所述硅层。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，所述第一壁结构和所述第二壁结构是交错的。12.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，所述第二壁结构中的两个之间的间隙被所述第一壁结构中的一个阻挡。13.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述第一管芯还包括：绝缘层；以及延伸穿过所述绝缘层的第三壁结构。14.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述第一电路结构形成在所述第一管芯的正面上，并且所述半导体装置还包括：
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第二电路结构。15.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，所述第一电路结构包括NAND存储器阵列，并且所述第二电路结构包括用于所述NAND存储器阵列的外围电路。16.一种半导体装置，包括：第一管芯，包括：硅层；形成在所述硅层的区域中的第一电路结构；以及围绕所述区域的密封环结构，所述密封环结构包括延伸穿过所述硅层的第一壁结构，所述第一壁结构沿着所述第一管芯的侧周边的第一长度长于所述接触结构的间距。17.根据权利要求16所述的半导体装置，其中，所述第一壁结构由金属材料形成。18.根据权利要求16所述的半导体装置，其中，穿过所述硅层的所述第一壁结构被配置为包围所述区域的闭合环。19.根据权利要求16所述的半导体装置，其中，所述第一管芯包括延伸穿过所述硅层的多个第一壁结构，所述多个第一壁结构沿着所述第一管芯的所述侧周边形成第一环，所述第一环包围所述区域并且包括相邻的第一壁结构之间的间隙。20.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，所述第一管芯包括延伸穿过所述硅层的多个第二壁结构，所述多个第二壁结构沿着所述第一管芯的所述侧周边形成第二环，所述第二环包围所述多个第一壁结构和所述区域，所述多个第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡思平，
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：