[发明专利]使用硅穿孔的双面半导体结构

说明书

技术领域

本发明大体上关于半导体制造，更具体地，是关于使用硅穿孔的双面半导体结构以及制造方法。

背景技术

随着尤其像是行动电话等可携式装置的电子装置变得更小并且同时还提供更广的功能范围，有必要整合多功能芯片而不增加装置尺寸并且保持小形状因素(small form factor)。在2D结构中增加电子组件数量不符合这些目的，因而广泛采纳3D封装以便提供较大的功能以及具有小形状因素的较高组件密度。

在3D结构中，可在多层堆栈式结构中提供如半导体芯片之类的电子组件。在此种情况下，晶圆或晶粒可互相「堆栈」。3D整合虽然增加电路密度，其仍具有各种缺点，如因使用额外晶圆而使成本增加、测试时间与成本增加、以及组装时间与成本增加之类。因此，期望具有改良以增加电路密度。

发明内容

一般而言，本发明的具体实施例提供使用硅穿孔(TSVs)的双面半导体结构用的方法。于前后两面具有由一或多个TSVs所互连的功能性电路的双面结构使电路密度增加，同时使制造及测试程序更有效率。在一些具体实施例中，结合多个双面结构以促进改良型3D整合电路密度。

本发明的一个方面包括含第一面与第二面的半导体晶圆。第一电路是形成于第一面上，以及第二电路是形成于第二面上。硅穿孔(TSV)连接第一电路和第二电路。

本发明的另一个方面包括含互相堆栈的多颗晶粒的半导体结构。多颗晶粒中的至少有一颗晶粒包括具有第一面与第二面的双面晶粒，其中第一电路是形成于第一面上，以及第二电路是形成于第二面上。第一电路与第二电路是经由至少一硅穿孔予以电连接。

本发明的另一个方面包括制造半导体结构的方法。本方法包括在半导体衬底的第一面上形成第一电路、形成连接至第一电路的硅穿孔、以及在半导体衬底的第二面上形成连接至硅穿孔的第二电路。

附图说明

搭配附图经由下文本发明各种方面的详细说明将更轻易地理解本发明的这些及其它特征，其中：

图1表示本发明一个说明性具体实施例的侧视图。

图2A表示本发明另一个说明性具体实施例的分解侧视图。

图2B表示本发明另一个说明性具体实施例的组装侧视图。

图3A表示根据本发明一个说明性具体实施例的电路细节。

图3B表示根据本发明替代说明性具体实施例的电路细节。

图4是根据本发明说明性具体实施例所用晶圆保持器的俯视图。

图5表示根据本发明说明性具体实施例的两晶圆侧的同时处理。

图6是根据本发明说明性具体实施例表示程序步骤的流程图。

图7是根据本发明另一个说明性具体实施例表示程序步骤的流程图。

图式不一定依比例绘制。图式仅用来陈述，意图不在于描绘本发明的特定参数。图式仅用来描述本发明的一般具体实施例，因而不应该视为范畴的限制。在图式中，相称的组件符号代表相称的元件。

具体实施方式

本文现在将参照附图更完整地说明示例性具体实施例，其中所表示的是示例性具体实施例。本发明的示例性具体实施例提供使用硅穿孔(TSVs)的双面半导体结构用的方法。现有的TSVs是用于堆栈如晶粒或半导体晶圆等半导体衬底以形成3D结构。本发明的具体实施例利用晶圆（或晶粒）的顶及底面供电路使用。这具有许多优点，包括电路密度增加、成本减少、以及测试时间降低。另外，随着本发明的具体实施例中利用双面结构，可使用较短的TSV柱高(column heights)，原因是TSV仅需连接到相同晶圆上的另一个电路。因此，TSVs的制造时间及复杂度得以降低。

将了解本揭示可用许多不同形式予以体现并且不应该予以推断为受限于本文所提的示例性具体实施例。反而，提供这些具体实施例以使本揭示将透彻并且完整，并且将充分地传达本揭示的范畴予本领域技术人员。本文所用术语的目的仅在于说明特殊具体实施例并且意图不在于限制本揭示。例如，如本文中所用，单数形式「一」、「一种」、「一个」、以及「该」的用意在于同时包括复数形式，上下文另有所指除外。还有，「一」、「一种」、「一个」等用字未指示数量限制，而是指示存在至少一所引用的项目。将进一步理解的是，用字「包含有」及/或「包含」、或「包括」及/或「包括有」在用于本说明书时，是指定所述特征、区域、完整物(integer)、步骤、操作、元件、及/或组件的存在性，而非排除其一或多个其它特征、区域、完整物、步骤、操作、元件、组件、及/或群组的存在或增加。