[发明专利]含有自对准互锁接合结构的三维存储器装置及其制造方法

权利要求书

1.一种接合结构，其包括：

第一衬底，其具有第一接合侧平面表面和从所述第一接合侧平面表面突出的第一台面结构，其中所述第一台面结构包括第一金属衬垫结构，所述第一金属衬垫结构含有第一金属材料且包含第一金属表面；

第二衬底，其具有第二接合侧平面表面和从所述第二接合侧平面表面凹陷的第一凹部空腔，其中包括第二金属材料且包含第二金属表面的第二金属衬垫结构位于所述第一凹部空腔的凹陷区处，并且所述第一台面结构设置于所述第一凹部空腔的体积区内且所述第一接合侧平面表面接触所述第二接合侧平面表面；以及

包括第三金属材料的金属连接衬垫，其接合到所述第一金属衬垫结构和所述第二金属衬垫结构，并位于所述第一凹部空腔的未由所述第一台面结构填充的体积区内。

2.根据权利要求1所述的接合结构，其进一步包括连续沟道空腔，所述连续沟道空腔不含任何固体材料且沿着所述第一衬底与所述第二衬底之间的界面从所述金属连接衬垫连续延伸到所述第一接合侧平面表面和所述第二接合侧平面表面中的至少一个的外围边缘。

3.根据权利要求2所述的接合结构，其中所述连续沟道空腔由至少一个凹陷表面凹槽定界，所述至少一个凹陷表面凹槽沿着所述第一台面结构和所述第一凹部空腔的至少一个侧壁延伸，并位于所述第一接合侧平面表面和所述第二接合侧平面表面中的至少一个上。

4.根据权利要求1所述的接合结构，其中：

与所述第一台面结构的顶端部分到包含所述第一接合侧平面表面与所述第二接合侧平面表面之间的界面的二维平面的距离相比，所述第一金属表面更接近所述二维平面；以及

与平行于所述二维平面的所述第一凹部空腔的凹陷平面表面到所述二维平面的距离相比，所述第二金属表面距所述二维平面更远。

5.根据权利要求4所述的接合结构，其中：

所述第一台面结构具有不垂直于且不平行于所述二维平面的第一锥形台面侧壁；以及

所述第一凹部空腔具有第一锥形凹部侧壁，所述第一锥形凹部侧壁具有与所述第一锥形台面侧壁相同的锥角并接触所述第一锥形台面侧壁。

6.根据权利要求1所述的接合结构，其中：

所述第一金属材料包括第一金属氮化物材料；

所述第二金属材料包括第二金属氮化物材料；以及

所述第三金属材料包括选自钨、钌和钴的材料。

7.根据权利要求1所述的接合结构，其进一步包括：

第一半导体装置，其位于所述第一衬底的正面上方；及

第二半导体装置，其位于所述第二衬底的正面上方。

8.根据权利要求7所述的接合结构，其中：

所述第一半导体装置包括大量三维NAND存储器装置；及

所述第二半导体装置包括用于所述大量三维NAND存储器装置的驱动电路装置。

9.根据权利要求7所述的接合结构，其进一步包括：

包埋第一金属互连结构的第一互连级电介质层，所述第一金属互连结构提供所述第一金属衬垫结构与一个所述第一半导体装置之间的导电路径；以及

包埋第二金属互连结构的第二互连级电介质层，所述第二金属互连结构提供所述第二金属衬垫结构与一个所述第二半导体装置之间的导电路径。

10.根据权利要求7所述的接合结构，其中：

所述第一衬底的所述正面或背面面向所述第二衬底的背面；及

从所述第二衬底的所述背面延伸到所述正面的横向电隔离的穿衬底通孔结构提供在所述第一金属衬垫结构、所述金属连接衬垫和所述第二金属衬垫结构的组合与位于所述第二半导体衬底的所述正面上方的所述第二半导体装置之间的导电路径。