多晶晶片的应用制造技术

包括多晶硅的晶片被用于各种应用，包括处理晶片、测试晶片、假晶片或作为接合管芯中的衬底。使用多晶材料代替单晶材料可降低费用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多晶晶片的应用背景
技术介绍
现今大多数集成电路形成于单晶硅片上。单晶硅片在半导体处理操作中被用作机 械处理晶片、测试晶片和假晶片。然而，单晶硅结晶块和晶片的供应是有限的，从而使得它们昂贵。附图简述图Ia是示出包括多晶材料的晶片的俯视图。图Ib是示出同一晶片的横截面侧视图。图2和3是示出复合晶片的俯视图，且其具有多晶部分和单晶部分。图4是描述制造复合晶片的一种可能方式的流程图。图5是描述复合晶片可投入的一种用途的流程图。图6是示出多晶晶片可投入的另一种用途——作为接合器件的衬底——的流程 图。图7a_7d是示出这种接合的横截面侧视图。图8a是示出具有形成于接合晶片上的器件的管芯的一个实施例的横截面侧视 图。图8b是图8a的管芯的俯视图。详细描述在各实施例中，在使用先前的单晶硅片的情形中，在半导体处理中使用至少部分 包括多晶硅的晶片。在以下的描述中，将描述各种实施例。然而，相关领域的技术人员将认 识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件 一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本 专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以 便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此 外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书全文中对“一个实施例”或“一实施例”的引述表示结合该实施例描述 的特定特征、结构、材料或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中，但不表示它们出现在每 个实施例中。因此，在本说明书全文中通篇出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例 中”不一定全指本专利技术的同一实施例。此外，这些特定的特征、结构、材料或特性可以按任何 适当的方式在一个或更多个实施例中被组合。可包括各种附加层和/或结构和/或在其它 实施例中省略所描述的特征。将以最有助于理解本专利技术的方式将各种操作描述为多个依次的分立操作。然而， 描述的顺序不应被解释为表示这些操作必需依赖于该顺序。具体地，这些操作不必按所介 绍的顺序执行。所描述的操作可按与所述实施例不同的顺序连续地或并列地执行。可执行 各种附加操作和/或可在附加实施例中省略所描述的操作。图Ia是示出包括多晶材料的晶片102的俯视图。图Ib是示出同一晶片102的横截面侧视图。在实施例中，晶片102基本上完全是多晶材料。在实施例中，晶片102基本上 完全是多晶硅。在其它实施例中，可以有部分晶片102是诸如多晶硅的多晶材料，而晶片 102的其它大部分区域可以是诸如单晶硅的单晶材料。如所示，晶片102具有基本为圆形 的形状。晶片102可具有200mm、300mm、450mm或其它尺寸的直径。在其它实施例中，晶片 102可具有其它非圆形形状和/或其它尺寸。图Ic是比图Ia和Ib更详细地示出晶片102的一部分的横截面图。如图Ic所 示，晶片102包括多个晶粒104，诸如晶粒104a、晶粒104b、晶粒l(Mc等。在晶粒104之间 有晶界。各个晶粒104可具有其自身的晶体取向，其可与邻接晶粒104的取向不同。如上所述，基本上整个晶片102可以是这种多晶结构。这种晶片102可通过烧结 形成。可在由晶片102的期望特性(诸如晶粒大小)所确定的热和温度下将硅粉末放在一 起以形成晶块。然后可将晶块切片，并将薄片抛光以形成多个晶片102。如此烧结操作可比 单晶材料的晶块的生长简单且便宜，晶片102因此可比单晶晶片便宜且更容易得到。图2和3是示出复合晶片202和302的俯视图，且其具有多晶部分106和单晶部 分108。在本文献中，术语“复合晶片”表示具有多晶部分106和单晶部分108的晶片，其中 单晶部分108占据晶片202、302的体积的至少15%。在某些实施例中，单晶部分108可占 据晶片202、302的体积的25%、30(%、40(%、50(%、或甚至更多。在实施例中，单晶部分108 占据晶片202、302的体积的约42%至46%之间。多晶部分106可基本占据晶片的全部剩 余部分。在实施例中，单晶部分108占据晶片202、302的体积的约42%至46%之间，而多 晶部分106占据体积的约58%至之间。单晶部分108和多晶部分106的直径可以是 所期望的任何值，诸如450mm多晶部分106内的200mm单晶部分108、450mm多晶部分106 内的300mm单晶部分108、600mm多晶部分106内的450mm单晶部分108或其它尺寸。在图2所示的实施例中，晶片202包括基本为圆形的单晶部分108，它在基本为圆 形的多晶部分106内近似居中。在图3所示的实施例中，晶片302包括从基本为圆形的多 晶部分106的中心偏离的基本为圆形的单晶部分108，使得单晶部分108从晶片302的中 心几乎延伸到外侧边缘。晶片202和302的每一个中的单晶部分108穿过晶片202、302的 整个厚度延伸。在其它实施例中，单晶部分108可以不延伸穿过整个厚度，可具有不同于多 晶部分106的形状，和/或可以不完全被多晶部分106围绕(可处于或邻接晶片的边缘)。 在又一些其它实施例中，在多晶部分106中可以有一个以上的单晶部分108，诸如在450mm 直径的多晶部分106内有两个200mm直径的圆形单晶部分108。复合晶片的各种其它配置 也是可能的。图4是描述制造诸如图2和3所示的复合晶片202、302的一种可能方式的流程 图。首先，形成单晶晶块402。该晶块可以是如本领域中已知的所形成的单晶硅晶块402。 然后将该晶块被嵌入404多晶材料以形成复合晶块。在实施例中，单晶硅晶块在硅粉末中 位于期望位置，然后烧结该硅粉末以形成复合晶块的多晶部分106。然后，该复合晶块被切 片406成晶片。还可使用其它制造复合晶片202、302的适当方法。图5是描述复合晶片202、302可投入的一种用途——作为测试晶片——的流程 图。测试晶片用于表征诸如蚀刻工艺、薄膜沉积工艺、化学机械平面化(CMP)工艺、光刻工 艺或其它工艺等工艺的有效性。由半导体设备处理该晶片，仿佛它就是其上制造了器件的 晶片，但随后被测试以监视工艺和设备。当这些测试晶片未被转入合格品时，期望将其成本保持较低。如图5所示，处理复合测似晶片502。在处理之后，在复合晶片202、302的单晶部 分测量该处理的结果。例如，利用具有偏移单晶硅部分108的复合晶片302，可测量工艺在 从晶片的中心到晶片302的边缘几乎全部(甚至是全部)的有效性，而不要求晶片整个都 是单晶硅。这样，测试晶片302的大部分可以是较便宜的多晶硅部分106，但仍可获得期望 的测试结果。复合晶片202、302或基本全部的多晶晶片102也可代替昂贵的单晶晶片用作处理 或假晶片。由于多晶硅晶片102的材料本身与单晶晶片的材料相同(诸如，多晶硅和单晶 硅)，所以多晶晶片102可按与单晶晶片基本相同的方式起作用，因此可用作代用品。例如，当设计机械处理晶片的设备时，处理晶片可用于测试该设备。多晶晶片102、 202、302可用于测试将晶片102移入和移出处理设备的设备，以测试在由设备处理期间如 何将晶片保持在适当位置，测试其中晶片从一个位置移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体管芯，包括：　　与所述管芯的区域基本共同延伸的底部多晶层；以　　及所述多晶层上的器件层，所述器件层包括多个晶体管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M戈登斯坦，I雅伯洛克，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]