【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及半导体封装，尤其涉及一种晶圆及其制造方法、封装结构及封装方法。
技术介绍
1、三维集成电路(three-dimensional integrated circuit，3d ic)是利用先进的芯片堆叠技术制备而成，将具不同功能的芯片堆叠成具有三维结构的集成电路。相较于二维结构的集成电路，三维集成电路的堆叠技术不仅可使三维集成电路信号传递路径缩短，还可以使三维集成电路的运行速度加快，从而满足半导体器件更高性能、更小尺寸、更低功耗以及更多功能的需求。
2、其中，混合键合(hybrid bonding)是一种将晶圆/芯片上的金属电极和电介质绝缘层同时键合的技术，省去了微凸点(μbump)，能够进一步缩小键合的互连节距。因此，利用混合键合技术可以实现高密度的集成，其在3d封装中起到不可替代的作用。
3、在封装领域中，在实现晶圆间的键合之后，通常还包括对晶圆进行背面减薄以及修边(trim)工艺。
4、但是，目前晶圆之间封装的可靠性和封装良率仍有待提升。
技术实现思路
1、本专利技术实施例解决的问题是提供一种晶圆及其制造方法、封装结构及封装方法，降低晶圆边缘的膜层结构在工艺制程中发生脱落问题的几率，提升晶圆封装的可靠性和封装良率。
2、为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种晶圆，包括键合区，键合区包括阵列排布的芯片区和位于芯片区之间的切割道区，晶圆包括：基底；介质层，位于基底上，介质层露出的表面为键合面；凹槽，至少位于切割道区
3、可选的，晶圆还包括环绕键合区的边圈区；凹槽至少位于切割道区与边圈区相邻的介质层中。
4、可选的，沿径向，凹槽与边圈区之间的距离为1mm至10mm。
5、可选的，凹槽沿圆周方向至少覆盖切割道区。
6、可选的，沿圆周方向上，凹槽的长度大于切割道区的长度，且凹槽与切割道区的长度的差值至少为400微米。
7、可选的，凹槽沿圆周方向环绕晶圆的边缘。
8、可选的，保护层的材料包括金属氧化物和/或半导体材料的氧化物。
9、可选的，保护层的材料包括玻璃。
10、可选的，晶圆中，位于同一切割道区内的凹槽数量为多个，多个凹槽沿径向间隔排布。
11、可选的，沿径向，相邻凹槽之间的间隔为20μm至1500μm。
12、可选的，凹槽的数量为1至20个。
13、可选的，沿径向，凹槽的开口宽度为50微米至1000微米。
14、可选的，凹槽的深度为0.3微米至50微米。
15、可选的，晶圆还包括：键合垫，位于介质层内，且键合垫露出于键合面。
16、相应的，本专利技术实施例还提供一种封装结构，包括：多个本专利技术实施例提供的晶圆，包括第一晶圆和第二晶圆；第一晶圆和第二晶圆的键合面相对设置并键合，且第一晶圆和第二晶圆的保护层相对设置并形成烧结体。
17、可选的，第一晶圆和第二晶圆的芯片区上下相对设置，且第一晶圆和第二晶圆的切割道区上下相对设置。
18、可选的，第一晶圆和第二晶圆的凹槽上下相对设置，且第一晶圆和第二晶圆的形状、位置、长度和开口宽度均相同。
19、可选的，晶圆还包括：键合垫，位于介质层内，且键合垫露出于键合面；在芯片区，第一晶圆和第二晶圆的键合垫上下相对设置并键合。
20、相应的，本专利技术实施例还提供一种封装方法，包括：提供多个本专利技术实施例提供的晶圆，包括第一晶圆和第二晶圆；将第一晶圆和第二晶圆相键合，第一晶圆和第二晶圆的键合面相对设置，且使第一晶圆和第二晶圆的保护层相对设置并形成烧结体。
21、可选的，在将第一晶圆和第二晶圆相键合的步骤中，第一晶圆和第二晶圆的凹槽上下相对设置，且第一晶圆和第二晶圆的凹槽的形状、位置、长度和开口宽度均相同。
22、可选的，将第一晶圆和第二晶圆相键合的步骤包括：将第一晶圆和第二晶圆的键合面相对键合，第一晶圆和第二晶圆的芯片区上下相对设置，且第一晶圆和第二晶圆的切割道区上下相对设置，使第一晶圆和第二晶圆的保护层相对接触；对第一晶圆和第二晶圆的保护层进行熔接处理，形成烧结体。
23、可选的，对第一晶圆和第二晶圆的保护层进行熔接处理的步骤包括：对保护层进行预烧结处理；在预烧结处理之后，对保护层进行激光照射处理，用于使第一晶圆和第二晶圆的保护层熔接在一起形成烧结体。
24、可选的，预烧结的工艺参数包括：温度为300℃至500℃。
25、可选的，沿晶圆的边缘且沿平行于晶圆的方向对保护层进行激光照射处理。
26、可选的，提供多个本专利技术实施例的晶圆的步骤中，晶圆还包括：键合垫，位于介质层内，且键合垫露出于键合面；将第一晶圆和第二晶圆相键合的步骤中，在芯片区，第一晶圆和第二晶圆的键合垫上下相对设置并键合。
27、相应的，本专利技术实施例还提供一种晶圆制造方法，包括：提供晶圆，包括键合区，键合区包括阵列排布的芯片区和位于芯片区之间的切割道区；晶圆包括基底和位于基底上的介质层，介质层露出的表面为键合面；在至少位于切割道区靠近晶圆边缘的介质层中形成凹槽；在凹槽中填充保护层，保护层用于在实现多个晶圆的键合面之间的键合时相对设置并形成烧结体。
28、可选的，晶圆还包括环绕键合区的边圈区；至少在位于切割道区与边圈区相邻的介质层中形成凹槽。
29、可选的，沿径向，凹槽与边圈区之间的距离为1mm至10mm。
30、可选的，凹槽沿圆周方向至少覆盖切割道区。
31、可选的，沿圆周方向上，凹槽的长度大于切割道区的长度，且凹槽与切割道区的长度的差值至少为400微米。
32、可选的，凹槽沿圆周方向环绕晶圆的边缘。
33、可选的，形成保护层的步骤包括：在凹槽内形成纳米球和溶剂的混合液；对混合液进行热处理，剩余纳米球聚集在一起形成保护层。
34、可选的，采用喷墨打印工艺，在凹槽内形成纳米球和溶剂的混合液。
35、可选的，对混合液进行热处理的温度为80℃至450℃。
36、可选的，纳米球的材料包括硅酸盐和/或硅酸盐的衍生物。
37、可选的，纳米球和溶剂的体积掺杂比为40％至90％。
38、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：
39、本专利技术实施例提供的晶圆，包括凹槽，至少位于切割道区靠近晶圆边缘的介质层中；保护层，填充于凹槽内；保护层用于在实现多个晶圆的键合面之间的键合时相对设置并形成烧结体，从而在实现多个晶圆之间的键合时，多个晶圆的保护层之间相对设置形成烧结体，能够在切割道区靠近晶圆的边缘形成烧结体的键合面，烧结体为一体型结构，进而提高之间键合的牢固程度，尤其是在切割道区靠近晶圆边缘的键合强度，且位于切割道区靠近晶圆边缘的烧结体能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆，包括键合区，所述键合区包括阵列排布的芯片区和位于芯片区之间的切割道区，其特征在于，所述晶圆包括：
2.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述晶圆还包括环绕键合区的边圈区；所述凹槽至少位于所述切割道区与所述边圈区相邻的介质层中。
3.如权利要求2所述的晶圆，其特征在于，沿径向，所述凹槽与所述边圈区之间的距离为1mm至10mm。
4.如权利要求1或2所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽沿圆周方向至少覆盖所述切割道区。
5.如权利要求4所述的晶圆，其特征在于，沿圆周方向上，所述凹槽的长度大于所述切割道区的长度，且所述凹槽与所述切割道区的长度的差值至少为400微米。
6.如权利要求1或2所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽沿圆周方向环绕所述晶圆的边缘。
7.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述保护层的材料包括金属氧化物和/或半导体材料的氧化物。
8.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述保护层的材料包括玻璃。
9.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述晶圆中，位于同一所述切割道
10.如权利要求9所述的晶圆，其特征在于，沿径向，相邻所述凹槽之间的间隔为20μm至1500μm。
11.如权利要求9所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽的数量为1至20个。
12.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，沿径向，所述凹槽的开口宽度为50微米至1000微米。
13.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽的深度为0.3微米至50微米。
14.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述晶圆还包括：键合垫，位于所述介质层内，且所述键合垫露出于所述键合面。
15.一种封装结构，其特征在于，包括：
16.如权利要求15所述的封装结构，其特征在于，所述第一晶圆和第二晶圆的芯片区上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的切割道区上下相对设置。
17.如权利要求16所述的封装结构，其特征在于，所述第一晶圆和第二晶圆的凹槽上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的形状、位置、长度和开口宽度均相同。
18.如权利要求16所述的封装结构，其特征在于，所述晶圆还包括：键合垫，位于所述介质层内，且所述键合垫露出于所述键合面；在所述芯片区，所述第一晶圆和第二晶圆的键合垫上下相对设置并键合。
19.一种封装方法，其特征在于，包括：
20.如权利要求19所述的封装方法，其特征在于，在将所述第一晶圆和第二晶圆相键合的步骤中，所述第一晶圆和第二晶圆的凹槽上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的凹槽的形状、位置、长度和开口宽度均相同。
21.如权利要求19所述的封装方法，其特征在于，将所述第一晶圆和第二晶圆相键合的步骤包括：将所述第一晶圆和第二晶圆的键合面相对键合，所述第一晶圆和第二晶圆的芯片区上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的切割道区上下相对设置，使所述第一晶圆和第二晶圆的保护层相对接触；对所述第一晶圆和第二晶圆的保护层进行熔接处理，形成所述烧结体。
22.如权利要求21所述的封装方法，其特征在于，对所述第一晶圆和第二晶圆的保护层进行熔接处理的步骤包括：对所述保护层进行预烧结处理；在所述预烧结处理之后，对所述保护层进行激光照射处理，用于使所述第一晶圆和第二晶圆的保护层熔接在一起形成所述烧结体。
23.如权利要求22所述的封装方法，其特征在于，所述预烧结的工艺参数包括：温度为300℃至500℃。
24.如权利要求22所述的封装方法，其特征在于，沿晶圆的边缘且沿平行于晶圆的方向对所述保护层进行激光照射处理。
25.如权利要求21所述的封装方法，其特征在于，提供多个如权利要求1～14任一项所述的晶圆的步骤中，所述晶圆还包括：键合垫，位于所述介质层内，且所述键合垫露出于所述键合面；
26.一种晶圆制造方法，其特征在于，包括：
27.如权利要求26所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述晶圆还包括环绕键合区的边圈区；至少在位于所述切割道区与所述边圈区相邻的介质层中形成所述凹槽。
28.如权利要求27所述的晶圆制造方法，其特征在于，沿径向，所述凹槽与所述边圈区之间的距离为1mm至10mm。
29.如权利要求26或27所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述凹槽沿圆周方向至少覆盖所述切割道区。
30.如权利要求29所述的晶圆制造方法，其特征在于，沿圆周方向上，所述凹槽的长度大于所述切割道区的...
【技术特征摘要】
1.一种晶圆，包括键合区，所述键合区包括阵列排布的芯片区和位于芯片区之间的切割道区，其特征在于，所述晶圆包括：
2.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述晶圆还包括环绕键合区的边圈区；所述凹槽至少位于所述切割道区与所述边圈区相邻的介质层中。
3.如权利要求2所述的晶圆，其特征在于，沿径向，所述凹槽与所述边圈区之间的距离为1mm至10mm。
4.如权利要求1或2所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽沿圆周方向至少覆盖所述切割道区。
5.如权利要求4所述的晶圆，其特征在于，沿圆周方向上，所述凹槽的长度大于所述切割道区的长度，且所述凹槽与所述切割道区的长度的差值至少为400微米。
6.如权利要求1或2所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽沿圆周方向环绕所述晶圆的边缘。
7.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述保护层的材料包括金属氧化物和/或半导体材料的氧化物。
8.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述保护层的材料包括玻璃。
9.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述晶圆中，位于同一所述切割道区内的凹槽数量为多个，多个所述凹槽沿径向间隔排布。
10.如权利要求9所述的晶圆，其特征在于，沿径向，相邻所述凹槽之间的间隔为20μm至1500μm。
11.如权利要求9所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽的数量为1至20个。
12.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，沿径向，所述凹槽的开口宽度为50微米至1000微米。
13.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述凹槽的深度为0.3微米至50微米。
14.如权利要求1所述的晶圆，其特征在于，所述晶圆还包括：键合垫，位于所述介质层内，且所述键合垫露出于所述键合面。
15.一种封装结构，其特征在于，包括：
16.如权利要求15所述的封装结构，其特征在于，所述第一晶圆和第二晶圆的芯片区上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的切割道区上下相对设置。
17.如权利要求16所述的封装结构，其特征在于，所述第一晶圆和第二晶圆的凹槽上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的形状、位置、长度和开口宽度均相同。
18.如权利要求16所述的封装结构，其特征在于，所述晶圆还包括：键合垫，位于所述介质层内，且所述键合垫露出于所述键合面；在所述芯片区，所述第一晶圆和第二晶圆的键合垫上下相对设置并键合。
19.一种封装方法，其特征在于，包括：
20.如权利要求19所述的封装方法，其特征在于，在将所述第一晶圆和第二晶圆相键合的步骤中，所述第一晶圆和第二晶圆的凹槽上下相对设置，且所述第一晶圆和第二晶圆的凹槽的形状、位置、长度和开口宽度均相同。
【专利技术属性】
技术研发人员：隋凯，
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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