[发明专利]半导体元件及其制造方法

说明书

本公开提供一种半导体元件及其制造方法。该半导体元件包括一晶圆、一半导体芯片以及多个第一增强结构。该半导体芯片设置于该晶圆的上方，并且该半导体芯片具有一非功能区及至少一功能区，该功能区设置于该非功能区内。该第一增强结构位于该非功能区内并且穿透该半导体芯片进入该晶圆内。

技术领域

本公开主张2018/11/07申请的美国正式申请案第16/183,405号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

本公开关于一种半导体元件及其制造方法，特别涉及一种具有增强结构的半导体元件及其制造方法。

背景技术

随着半导体元件(例如存储器元件)的集成密度越来越高，典型的二维(2D)结构的集成密度也接近其极限。因此，需要一种具有三维(3D)结构的半导体元件以在集成密度能力方面超过2D结构。这种需求导致对开发3D半导体元件技术的广泛研究。

在3D半导体元件中，传输着承载数据、命令或地址的各种信号，其中一些信号或者全部的信号通过穿硅通孔(through silicon via，TSV)传输。穿硅通孔是通过堆叠膜和承载堆叠膜的芯片所形成的一种结构。通常，将芯片研磨以减小其尺寸；但是，在锯切过程中，接地芯片可能会翘曲。由于芯片的翘曲，半导体存储器元件通过穿硅通孔的连接可能会失败。

上文的“现有技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。

发明内容

本公开提供一种半导体元件，包括：一晶圆、一半导体芯片、以及多个第一增强结构。该半导体芯片设置于该晶圆的上方，并且该半导体芯片具有一非功能区和至少一功能区，该功能区设置于该非功能区内。该第一增强结构穿透该半导体芯片进入该晶圆并且位于该非功能区内。

在一些实施例中，该第一增强结构为实心棒。

在一些实施例中，该多个第一增强结构中的每一个的一顶表面与该半导体芯片的一上表面共面。

在一些实施例中，还包括多个第二增强结构，穿透该半导体芯片进入该晶圆并且位于该非功能区内。

在一些实施例中，该半导体芯片具有多个功能区，该第一增强结构设置于该半导体元件的角落，该第二增强结构设置于该功能区之间。

在一些实施例中，该第二增强结构以蜂窝结构排列。

在一些实施例中，该第二增强结构是一去耦电容器。

本公开另提供一种半导体组件，包括：一晶圆、多个半导体芯片以及多个第一增强结构。该多个半导体芯片设置于该晶圆的上方，该多个半导体芯片中的每一个具有一非功能区和至少一功能区，该功能区设置于该非功能区内。该第一增强结构穿透该多个半导体芯片中的每一个进入该晶圆并且位于该非功能区内。

在一些实施例中，该第一增强结构为实心棒。

在一些实施例中，该半导体组件还包括多个第二增强结构穿透该半导体芯片进入该晶圆，并且该第二增强结构位于该非功能区内。

在一些实施例中，该多个第二增强结构中的每一个包括：一上电极、一介电层及一下电极；该上电极穿透该半导体芯片进入该芯片；该介电层，围绕该上电极；以及该下电极设置于该晶圆内并围绕该介电层。

在一些实施例中，该半导体组件还包括一保护层覆盖该半导体芯片和该第一增强结构。

本公开另提供一种半导体组件的制造方法，包括：提供一晶圆；提供该晶圆上方的多个半导体芯片，其中该多个半导体芯片中的每一个具有一非功能区和至少一功能区，该功能区设置于该非功能区内；形成多个沟槽于该非功能区内，其中该多个沟槽通过该半导体芯片并进入该晶圆而形成；形成多个第一增强结构于该沟槽内。