【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及半导体结构的形成方法。
技术介绍
1、随着微纳米技术的不断发展，半导体器件的特征尺寸不断减小，大幅提高了芯片中晶体管的集成度及芯片性能。但随着半导体器件特征尺寸越来越接近极限，摩尔定律的延续遇到了很大挑战。
2、三维(3d)集成技术是目前被认定为超越摩尔定律可持续实现小型化、高密度、多功能化的首选解决方案。和传统的平面二维封装技术相比，三维封装技术通过将两层，甚至更多芯片垂直堆叠、封装在一起，具有体积小、重量轻、集成度高、信号延迟小、功耗低等优势。hbm结构是目前芯片堆叠的量产应用，可以实现多层存储芯片堆叠，增加存储容量的同时，也缩短了信号传输距离。
3、但如何通过一种芯片设计实现多层堆叠测试是目前的问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及半导体结构的形成方法，以通过一种芯片设计实现多层堆叠测试。
2、为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构，包括：待键合晶圆，待键合晶圆包括相对的功能面和非功能面，待键合晶圆包括：衬底，衬底包括第一区和第二区；位于衬底上的器件层；位于器件层上的第一金属结构，第一金属结构包括：位于第一区器件层上的若干层堆叠的第一金属层，位于第一区器件层上的若干层堆叠的第二金属层，位于第二区器件层上若干层堆叠的第三金属层，位于第二区器件层上若干层堆叠的第四金属层，第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层相互分立；位于第一金属结
3、可选的，还包括：位于器件层上的第一介质结构，第一金属结构和第二金属结构位于第一介质结构内，且第一介质结构暴露出第二金属结构顶部表面，第一介质结构表面和第二金属结构顶部表面为待键合晶圆的功能面。
4、可选的，还包括：位于第二金属结构上的第一连接结构，所述第一连接结构包括：与第五金属层相连接的第一插塞以及与第一插塞相连接的第一接触板；与第六金属层相连接的第二插塞以及与第二插塞相连接的第二接触板；与第七金属层相连接的第三插塞以及与第三插塞相连接的第三接触板；与第八金属层相连接的第四插塞以及与第四插塞相连接的第四接触板。
5、可选的，还包括：键合晶圆结构，所述键合晶圆结构包括相键合的两个待键合晶圆；所述半导体结构还包括：与一个待键合晶圆第一外延金属层相连接的第五插塞以及与第五插塞相连接的第五接触板；与另一个待键合晶圆第二外延金属层相连接的第六插塞以及与第六插塞相连接的第六接触板；相键合的两个待键合晶圆中，一个所述待键合晶圆的第一接触板与另一个待键合晶圆的第四接触板相接触，一个所述待键合晶圆的第二接触板与另一个待键合晶圆的第三接触板相接触。
6、可选的，所述第一接触板、第二接触板、第三接触板、第四接触板、第五接触板和第六接触板在待键合晶圆表面的投影形状包括矩形；一个所述待键合晶圆的第一接触板与另一个待键合晶圆的第四接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米，一个所述待键合晶圆的第二接触板与另一个待键合晶圆的第三接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米，一个所述待键合晶圆的第五接触板与另一个待键合晶圆的第六接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米。
7、可选的，所述第一插塞、第二插塞、第三插塞、第四插塞、第五插塞和第六插塞在待键合晶圆表面的投影形状包括矩形或圆形；一个所述待键合晶圆的第一插塞与另一个待键合晶圆的第四插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米，一个所述待键合晶圆的第二插塞与另一个待键合晶圆的第三插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米，一个所述待键合晶圆的第五插塞与另一个待键合晶圆的第六插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米。
8、可选的，还包括：位于一个待键合晶圆非功能面上的第一测试结构，所述第一测试结构包括：与一个待键合晶圆第一金属层电连接的第一过孔层，所述第一过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第二金属层电连接的第二过孔层，所述第二过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第三金属层电连接的第三过孔层，所述第三过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第四金属层电连接的第四过孔层，所述第四过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底。
9、可选的，所述第一测试结构还包括：与第一过孔层相连接的第一加电层；与第二过孔层相连接的第二加电层。
10、可选的，还包括：相键合的两个键合晶圆结构；所述半导体结构还包括：位于一个待键合晶圆第一测试结构上的第三连接结构，所述第三连接结构包括：与待键合晶圆第三过孔层电连接的第一过渡金属层、与待键合晶圆第四过孔层电连接的第二过渡金属层以及与待键合晶圆第一过渡金属层相接触的第三外延金属层，所述第三外延金属层位于第一过渡金属层和第二过渡金属层之间；与第一过渡金属层电连接的第七插塞以及与第七插塞相连接的第七接触板；与第二过渡金属层电连接的第八插塞以及与第八插塞相连接的第八接触板；与第三外延金属层电连接的第九插塞以及与第九插塞相连接的第九接触板。
11、可选的，还包括：位于另一个待键合晶圆非功能面上的第四连接结构，所述第四连接结构包括：与另一个待键合晶圆的第一金属层电连接的第五过孔层，与另一个待键合晶圆的第二金属层电连接的第六过孔层；与另一个待键合晶圆的第五过孔层电连接的第三过渡金属层、与另一个待键合晶圆的第六过孔层电连接的第四过渡金属层以及与第三过渡金属层相接触的第四外延金属层，所述第四外延金属层位于第三过渡金属层和第四过渡金属层之间；与第三过渡金属层电连接的第十插塞以及与第十插塞相连接的第十接触板；与第四过渡金属层电连接的第十一插塞以及与第十一插塞相连接的第十一接触板；与第四外延金属层电连接的第十二插塞以及与第十二插塞相连接的第十二接触板；另一个待键合晶圆的的第十接触板与一个待键合晶圆的第八接触板相接触，另一个待键合晶圆的的第十一接触板与一个待键合晶圆的第七接触板相接触，另一个待键合晶圆的第十二接触板与一个待键合晶圆的第九接触板相接触。
12、可选的，还包括：位于待键合晶圆第一测试结构上的第二介质结构，所述第三连接结构位于所述第二介质结构内；位于第三晶圆非功能面上的第三介质结构，所述第四连接结构位于所述第三介质结构内。
13、可选的，还包括：位于一个键合晶圆结构非功能面上的第二测试结构，所述第二测试结构包括：与一个待键合晶圆第一金属层电连接的第七过孔层，所述第七过孔层自待键合晶圆非功能面贯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于器件层上的第一介质结构，所述第一金属结构和第二金属结构位于所述第一介质结构内，且所述第一介质结构暴露出第二金属结构顶部表面，所述第一介质结构表面和第二金属结构顶部表面为待键合晶圆的功能面。
3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于第二金属结构上的第一连接结构，所述第一连接结构包括：与第五金属层相连接的第一插塞以及与第一插塞相连接的第一接触板；与第六金属层相连接的第二插塞以及与第二插塞相连接的第二接触板；与第七金属层相连接的第三插塞以及与第三插塞相连接的第三接触板；与第八金属层相连接的第四插塞以及与第四插塞相连接的第四接触板。
4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，还包括：键合晶圆结构，所述键合晶圆结构包括相键合的两个待键合晶圆；所述半导体结构还包括：与一个待键合晶圆第一外延金属层相连接的第五插塞以及与第五插塞相连接的第五接触板；与另一个待键合晶圆第二外延金属层相连接的第六插塞以及与第六插塞相连接的第六接触板；相键合的两个待
5.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第一接触板、第二接触板、第三接触板、第四接触板、第五接触板和第六接触板在待键合晶圆表面的投影形状包括矩形；一个所述待键合晶圆的第一接触板与另一个待键合晶圆的第四接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米，一个所述待键合晶圆的第二接触板与另一个待键合晶圆的第三接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米，一个所述待键合晶圆的第五接触板与另一个待键合晶圆的第六接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米。
6.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第一插塞、第二插塞、第三插塞、第四插塞、第五插塞和第六插塞在待键合晶圆表面的投影形状包括矩形或圆形；一个所述待键合晶圆的第一插塞与另一个待键合晶圆的第四插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米，一个所述待键合晶圆的第二插塞与另一个待键合晶圆的第三插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米，一个所述待键合晶圆的第五插塞与另一个待键合晶圆的第六插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米。
7.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于一个待键合晶圆非功能面上的第一测试结构，所述第一测试结构包括：与一个待键合晶圆第一金属层电连接的第一过孔层，所述第一过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第二金属层电连接的第二过孔层，所述第二过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第三金属层电连接的第三过孔层，所述第三过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第四金属层电连接的第四过孔层，所述第四过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底。
8.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第一测试结构还包括：与第一过孔层相连接的第一加电层；与第二过孔层相连接的第二加电层。
9.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，还包括：相键合的两个键合晶圆结构；所述半导体结构还包括：位于一个待键合晶圆第一测试结构上的第三连接结构，所述第三连接结构包括：与待键合晶圆第三过孔层电连接的第一过渡金属层、与待键合晶圆第四过孔层电连接的第二过渡金属层以及与待键合晶圆第一过渡金属层相接触的第三外延金属层，所述第三外延金属层位于第一过渡金属层和第二过渡金属层之间；与第一过渡金属层电连接的第七插塞以及与第七插塞相连接的第七接触板；与第二过渡金属层电连接的第八插塞以及与第八插塞相连接的第八接触板；与第三外延金属层电连接的第九插塞以及与第九插塞相连接的第九接触板。
10.如权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于另一个待键合晶圆非功能面上的第四连接结构，所述第四连接结构包括：与另一个待键合晶圆的第一金属层电连接的第五过孔层，与另一个待键合晶圆的第二金属层电连接的第六过孔层；与另一个待键合晶圆的第五过孔层电连接的第三过渡金属层、与另一个待键合晶圆的第六过孔层电连接的第四过渡金属层以及与第三过渡金属层相接触的第四外延金属层，所述第四外延金属层位于第三过渡金属层和第四过渡金属层之间；与第三过渡金属层电连接的第十插塞以及与第十插塞相连接的第十接触板；与第四过渡金属层电连接的第十一插塞以及与第十一插塞相连接的第十一接触板；与第四外延金属层电连接的第十二插塞以及与第十二插塞相连接的第十二接触板；另一个...
【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于器件层上的第一介质结构，所述第一金属结构和第二金属结构位于所述第一介质结构内，且所述第一介质结构暴露出第二金属结构顶部表面，所述第一介质结构表面和第二金属结构顶部表面为待键合晶圆的功能面。
3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于第二金属结构上的第一连接结构，所述第一连接结构包括：与第五金属层相连接的第一插塞以及与第一插塞相连接的第一接触板；与第六金属层相连接的第二插塞以及与第二插塞相连接的第二接触板；与第七金属层相连接的第三插塞以及与第三插塞相连接的第三接触板；与第八金属层相连接的第四插塞以及与第四插塞相连接的第四接触板。
4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，还包括：键合晶圆结构，所述键合晶圆结构包括相键合的两个待键合晶圆；所述半导体结构还包括：与一个待键合晶圆第一外延金属层相连接的第五插塞以及与第五插塞相连接的第五接触板；与另一个待键合晶圆第二外延金属层相连接的第六插塞以及与第六插塞相连接的第六接触板；相键合的两个待键合晶圆中，一个所述待键合晶圆的第一接触板与另一个待键合晶圆的第四接触板相接触，一个所述待键合晶圆的第二接触板与另一个待键合晶圆的第三接触板相接触。
5.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第一接触板、第二接触板、第三接触板、第四接触板、第五接触板和第六接触板在待键合晶圆表面的投影形状包括矩形；一个所述待键合晶圆的第一接触板与另一个待键合晶圆的第四接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米，一个所述待键合晶圆的第二接触板与另一个待键合晶圆的第三接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米，一个所述待键合晶圆的第五接触板与另一个待键合晶圆的第六接触板在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.4微米。
6.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第一插塞、第二插塞、第三插塞、第四插塞、第五插塞和第六插塞在待键合晶圆表面的投影形状包括矩形或圆形；一个所述待键合晶圆的第一插塞与另一个待键合晶圆的第四插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米，一个所述待键合晶圆的第二插塞与另一个待键合晶圆的第三插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米，一个所述待键合晶圆的第五插塞与另一个待键合晶圆的第六插塞在相同方向上尺寸差的绝对值为大于0.1微米。
7.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于一个待键合晶圆非功能面上的第一测试结构，所述第一测试结构包括：与一个待键合晶圆第一金属层电连接的第一过孔层，所述第一过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第二金属层电连接的第二过孔层，所述第二过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第三金属层电连接的第三过孔层，所述第三过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第四金属层电连接的第四过孔层，所述第四过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底。
8.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第一测试结构还包括：与第一过孔层相连接的第一加电层；与第二过孔层相连接的第二加电层。
9.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，还包括：相键合的两个键合晶圆结构；所述半导体结构还包括：位于一个待键合晶圆第一测试结构上的第三连接结构，所述第三连接结构包括：与待键合晶圆第三过孔层电连接的第一过渡金属层、与待键合晶圆第四过孔层电连接的第二过渡金属层以及与待键合晶圆第一过渡金属层相接触的第三外延金属层，所述第三外延金属层位于第一过渡金属层和第二过渡金属层之间；与第一过渡金属层电连接的第七插塞以及与第七插塞相连接的第七接触板；与第二过渡金属层电连接的第八插塞以及与第八插塞相连接的第八接触板；与第三外延金属层电连接的第九插塞以及与第九插塞相连接的第九接触板。
10.如权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于另一个待键合晶圆非功能面上的第四连接结构，所述第四连接结构包括：与另一个待键合晶圆的第一金属层电连接的第五过孔层，与另一个待键合晶圆的第二金属层电连接的第六过孔层；与另一个待键合晶圆的第五过孔层电连接的第三过渡金属层、与另一个待键合晶圆的第六过孔层电连接的第四过渡金属层以及与第三过渡金属层相接触的第四外延金属层，所述第四外延金属层位于第三过渡金属层和第四过渡金属层之间；与第三过渡金属层电连接的第十插塞以及与第十插塞相连接的第十接触板；与第四过渡金属层电连接的第十一插塞以及与第十一插塞相连接的第十一接触板；与第四外延金属层电连接的第十二插塞以及与第十二插塞相连接的第十二接触板；另一个待键合晶圆的的第十接触板与一个待键合晶圆的第八接触板相接触，另一个待键合晶圆的的第十一接触板与一个待键合晶圆的第七接触板相接触，另一个待键合晶圆的第十二接触板与一个待键合晶圆的第九接触板相接触。
11.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于待键合晶圆第一测试结构上的第二介质结构，所述第三连接结构位于所述第二介质结构内；位于第三晶圆非功能面上的第三介质结构，所述第四连接结构位于所述第三介质结构内。
12.如权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于一个键合晶圆结构非功能面上的第二测试结构，所述第二测试结构包括：与一个待键合晶圆第一金属层电连接的第七过孔层，所述第七过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所述衬底；与一个待键合晶圆第二金属层电连接的第八过孔层，所述第八过孔层自待键合晶圆非功能面贯穿所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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