含有凹状接合焊盘的半导体结构及其形成方法技术

第一半导体裸片包括：第一半导体器件，该第一半导体器件位于第一衬底上方；第一互连层级介电材料层，该第一互连层级介电材料层嵌入第一金属互连结构并位于该第一半导体器件上；以及第一焊盘层级介电层，该第一焊盘层级介电层位于该第一互连层级介电材料层上并嵌入第一接合焊盘。该第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘包括第一近侧水平表面和至少一个第一远侧水平表面，比起该第一近侧水平表面远离该第一衬底，该第一远侧水平表面更远离该第一衬底，并且具有比该第一近侧水平表面的总面积小的总面积。包括嵌入在第二焊盘层级介电层中的第二接合焊盘的第二半导体裸片能够接合到该第一接合焊盘的相应远侧表面。第一接合焊盘的相应远侧表面。第一接合焊盘的相应远侧表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有凹状接合焊盘的半导体结构及其形成方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求以下专利申请的优先权权益：2020年3月20日提交的美国非临时专利申请序列号16/825,304；以及2020年3月20日提交的美国非临时专利申请号16/825,397，这些专利申请的全部内容据此以引用的方式并入本文以用于所有目的。


[0003]本公开整体涉及半导体器件领域，并且特别地涉及一种包括凹状区域接合焊盘的半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0004]半导体存储器器件可包括位于同一衬底上的存储器阵列和驱动器电路。然而，驱动器电路占据了衬底上的宝贵空间，由此减少了存储器阵列可用的空间。

技术实现思路

[0005]根据本公开的方面，提供一种包括第一半导体裸片的结构。第一半导体裸片包括：第一半导体器件，该第一半导体器件位于第一衬底上方；第一互连层级介电材料层，该第一互连层级介电材料层嵌入第一金属互连结构并位于第一半导体器件上；以及第一焊盘层级介电层，该第一焊盘层级介电层位于第一互连层级介电材料层上并嵌入第一接合焊盘，其中第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种结构，所述结构包括第一半导体裸片，所述第一半导体裸片包括：第一半导体器件，所述第一半导体器件位于第一衬底上方；第一互连层级介电材料层，所述第一互连层级介电材料层嵌入第一金属互连结构并位于所述第一半导体器件上；和第一焊盘层级介电层，所述第一焊盘层级介电层位于所述第一互连层级介电材料层上并嵌入第一接合焊盘，其中所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘包括第一焊盘基座部分和至少一个第一焊盘柱部分，所述至少一个第一焊盘柱部分具有比所述第一焊盘基座部分小的面积，并且比起所述第一焊盘基座部分远离所述第一衬底，所述至少一个第一焊盘柱部分更远离所述第一衬底。2.根据权利要求1所述的结构，其中：所述第一焊盘层级介电层包括近侧焊盘层级介电层和远侧焊盘层级介电层的堆叠；所述第一焊盘基座部分嵌入在所述近侧焊盘层级介电层中；并且所述至少一个第一焊盘柱部分接触所述远侧焊盘层级介电层。3.根据权利要求2所述的结构，其中所述第一焊盘基座部分的平面远侧表面接触所述远侧焊盘层级介电层的近侧水平表面的部分。4.根据权利要求2所述的结构，其中：所述第一焊盘基座部分包括金属衬里和焊盘基座板部分的堆叠；并且所述至少一个第一焊盘柱部分接触所述远侧焊盘层级介电层的侧壁。5.根据权利要求2所述的结构，其中所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘由所述第一焊盘基座部分和单个第一焊盘柱部分组成。6.根据权利要求2所述的结构，其中所述至少一个第一焊盘柱部分包括多个第一焊盘柱部分，所述多个第一焊盘柱部分彼此横向地间隔开。7.根据权利要求2所述的结构，其中所述第一焊盘基座部分包括笔直侧壁，所述笔直侧壁从所述近侧焊盘层级介电层的近侧水平表面竖直地延伸到所述近侧焊盘层级介电层的远侧水平表面。8.根据权利要求2所述的结构，其中所述第一焊盘基座部分包括凸形侧壁，所述凸形侧壁从所述近侧焊盘层级介电层的近侧水平表面竖直地延伸到所述近侧焊盘层级介电层的远侧水平表面。9.根据权利要求8所述的结构，其中在所述第一焊盘基座部分与所述至少一个第一焊盘柱部分之间的界面位于水平平面内，所述水平平面包括在所述近侧焊盘层级介电层与所述远侧焊盘层级介电层之间的水平界面。10.根据权利要求8所述的结构，其中在所述第一焊盘基座部分与所述至少一个第一焊盘柱部分之间的界面位于与所述凸形侧壁等距的弯曲表面内。11.根据权利要求10所述的结构，其中所述弯曲表面位于水平平面下方，所述水平平面包括在所述近侧焊盘层级介电层与所述远侧焊盘层级介电层之间的水平界面。12.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一半导体裸片包括第一焊盘连接层级介电层，所述第一焊盘连接层级介电层位于所述第一互连层级介电材料层与所述第一焊盘层级介电层之间并嵌入焊盘连接通孔结构，所述焊盘连接通孔结构具有相应远侧表面，所述相应远侧表面与所述第一接合焊盘中的相应第一接合焊盘接触并具有比所述第一接合焊盘
中的所述相应第一接合焊盘的近侧水平表面的面积小的面积。13.根据权利要求1所述的结构，所述结构进一步包括第二半导体裸片，所述第二半导体裸片包括第二接合焊盘，所述第二接合焊盘嵌入在第二焊盘层级介电层中并接合到所述第一接合焊盘中的相应远侧表面。14.根据权利要求13所述的结构，其中：所述第一半导体器件包括存储器器件，所述第二半导体裸片包括第二半导体器件，所述第二半导体器件包括用于所述存储器器件的驱动器电路器件，并且位于第二衬底上方；并且所述第二接合焊盘中的每个第二接合焊盘包括第二近侧水平表面和至少一个第二远侧水平表面，所述第二远侧水平表面更远离所述第二衬底，具有比所述第二近侧水平表面的总面积小的总面积，并且接合到所述第一接合焊盘的相应第一远侧水平表面。15.一种形成结构的方法，所述方法包括通过以下操作形成第一半导体裸片：在第一衬底上方形成第一半导体器件；在所述第一半导体器件上方形成第一互连层级介电材料层，所述第一互连层级介电材料层嵌入第一金属互连结构；以及在所述第一互连层级介电材料层上方形成焊盘层级介电层，所述焊盘层级介电层嵌入第一接合焊盘，其中所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘包括第一焊盘基座部分和至少一个第一焊盘柱部分，所述至少一个第一焊盘柱部分具有比所述第一焊盘基座部分小的面积，并且比起所述第一焊盘基座部分远离所述第一衬底，所述至少一个第一焊盘柱部分更远离所述第一衬底。16.根据权利要求15所述的方法，其中：所述焊盘层级介电层包括近侧焊盘层级介电层和远侧焊盘层级介电层，比起所述近侧焊盘层级介电层远离所述第一衬底，所述远侧焊盘层级介电层更远离所述第一衬底；所述第一焊盘基座部分中的每个第一焊盘基座部分形成在所述近侧焊盘层级介电层内；并且所述第一焊盘柱部分中的每个第一焊盘柱部分直接形成在所述第一焊盘基座部分中的相应第一焊盘基座部分的顶部表面上。17.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：在形成所述远侧焊盘层级介电层之前在所述近侧焊盘层级介电层中形成所述第一焊盘基座部分；在所述第一焊盘基座部分上方穿过所述远侧焊盘层级介电层形成柱腔，其中所述第一焊盘基座部分的顶部表面物理地暴露在所述柱腔下方；以及用所述第一焊盘柱部分填充所述柱腔。18.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：穿过所述远侧焊盘层级介电层形成柱腔；通过对所述远侧焊盘层级介电层有选择性地各向同性地蚀刻所述近侧焊盘层级介电层的部分，在所述柱腔下面在所述近侧焊盘层级介电层中形成焊盘基座腔；在所述焊盘基座腔内形成所述第一焊盘基座部分；以及在所述柱腔中在所述第一焊盘基座部分上形成所述第一焊盘柱部分。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括：直接在所述近侧焊盘层级介电层的物理暴露表面上选择性地沉积金属衬里，而不在所述远侧焊盘层级介电层的物理暴露表面上沉积所述金属衬里；在所述金属衬里的表面上选择性地沉积金属填充材料，而不在所述远侧焊盘层级介电层的物理暴露表面上沉积所述金属填充材料，其中所述金属衬里以及所述金属填充材料的所沉积的部分构成所述焊盘基座部分中的一个焊盘基座部分。20.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括：提供第二半导体裸片，所述第二半导体裸片包括第二接合焊盘，所述第二接合焊盘嵌入在第二焊盘层级介电层中；以及通过在成对相面对的所述第一接合焊盘与所述第二接合焊盘之间和所述第一焊盘层级介电层与所述第二焊盘层级介电层之间引起接合，将所述第二半导体裸片接合到所述第一半导体裸片。21.一种结构，所述结构包括第一半导体裸片，所述第一半导体裸片包括：第一半导体器件，所述第一半导体器件位于第一衬底上方；...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：