[实用新型]半导体结构

说明书

本公开提供一种半导体结构包括：堆叠结构，所述堆叠结构包括多层键合的晶圆或芯片，每层所述晶圆或芯片包括衬底和布线层，所述布线层包括多条金属导线；m个硅通孔，穿透所述堆叠结构，位于所述金属导线之间，所述硅通孔包括：第一部分，具有小于所述金属导线的间距的第一直径；第二部分，具有大于所述金属导线的间距的第二直径，耦接于所述第一部分的上表面且与所述第一部分中心对齐，侧壁与部分所述晶圆或芯片的所述金属导线相交。本公开的半导体结构可以通过一次掩模刻蚀制程制作使堆叠结构中各层晶圆或芯片进行电连接。

技术领域

本公开涉及集成电路制造技术领域，具体而言，涉及一种半导体结构。

背景技术

在集成电路制造过程中，对多个芯片进行堆叠并建立机械连接和电连接是减小集成电路体积的重要方法。现行的做法通常先对需要堆叠的各芯片制作TSV(ThroughSilicon Vias，硅通孔)，然后形成每个TSV的凸点(Micro-Bump)，最后使用片对片或片对晶圆的方式进行定位键合，利用各凸点和TSV实现上层芯片和下层芯片的电连接。

首先，在片对片或片对晶圆的键合过程中，效率低导致成本高。另外，需要预先对各芯片制作TSV，并制作凸点，在键合过程中定位失误、连接失误的风险较大，容易导致上下层芯片之间的电连接通路断开，造成良品率下降。

因此，需要一种能够克服上述问题的芯片间电连接解决方案。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种半导体结构，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的半导体结构制造程序复杂、良品率低等问题。

根据本公开的第一方面，提供一种半导体结构，包括：

堆叠结构，所述堆叠结构包括多层键合的晶圆或芯片，每层所述晶圆或芯片包括衬底和布线层，所述布线层包括多条金属导线；

m个硅通孔，穿透所述堆叠结构，在每层所述晶圆或芯片上的穿透位置的中心位于所述金属导线之间，所述硅通孔包括：

第一部分，具有小于所述金属导线的间距的第一直径；

第二部分，具有大于所述金属导线的间距的第二直径，耦接于所述第一部分的上表面且与所述第一部分中心对齐，侧壁与部分所述晶圆或芯片的所述金属导线相交。

在本公开的一种示例性实施例中，所述半导体结构的制造过程包括：

提供堆叠结构，所述堆叠结构包括多层键合的晶圆或芯片，每层所述晶圆或芯片包括衬底和布线层，所述布线层包括多条金属导线；

形成硅通孔于所述堆叠结构，所述硅通孔与部分所述金属导线相连接；

填充导电材料于所述硅通孔。

在本公开的示例性实施例中，形成硅通孔于所述堆叠结构包括：

对所述堆叠结构垂直制作具有直径为D1n和长度为L1n的m个第一盲孔H1n，所述第一盲孔H1n在所述晶圆或芯片中的穿透位置位于所述金属导线之间，且D1n小于所述金属导线的间距DLn，L1n小于所述堆叠结构的高度L0；

对所述m个第一盲孔的内部和所述堆叠结构的上表面涂覆掩模；

对所述m个第一盲孔上部的掩模进行干刻蚀以在第一盲孔H1n中从上至下去除长度为L2n的掩模；

在每个所述第一盲孔H1n中去除掩模的部位制作直径为D2n和长度为L2n的第二盲孔H2n，使所述第二盲孔的侧壁露出所述金属导线的端面；

去除全部掩模。