[发明专利]半导体装置及其接合方法

说明书

本发明公开了一种半导体装置及其接合方法，半导体装置的接合方法包括：提供第一半导体结构，第一半导体结构具有第一基板、第一金属特征及绝缘层，第一金属特征设置于第一基板上，且绝缘层设置于第一金属特征上，其中绝缘层具有开口，开口露出第一金属特征。提供第二半导体结构，第二半导体结构具有第二基板及第二金属特征，第二金属特征位于第二基板下方。第一半导体结构接触第二半导体结构，使得第二金属特征位于绝缘层的开口内。以及对第二金属特征执行电镀工艺，使得第二金属特征延伸并接触第一金属特征。借此，第一半导体结构及第二半导体结构具有优异的相互对位功能，以便于对第一半导体结构及第二半导体结构进一步执行接合工艺。

技术领域

本发明涉及一种接合方法，特别是涉及一种半导体装置及其接合方法。

背景技术

随着科技的发展与进步，对于电子产品和其零件的尺寸和效能要求越来越严苛，半导体装置的尺寸及功率也变得越来越重要。

由于三维集成电路将多颗芯片进行三维空间垂直整合，以因应半导体工艺受到电子及材料的物理极限，因此三维集成电路的领域变得相当受到重视。然而，在芯片堆叠时，各个结构或元件堆叠上的准确度也变得相当重要。

因此，如何能有效且准确地将不同芯片相互堆叠并结合便成为半导体领域亟欲投注资源与精力研究的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可解决上述问题的半导体装置的接合方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种半导体装置的接合方法包括：提供第一半导体结构，第一半导体结构具有第一基板、第一金属特征及绝缘层，第一金属特征设置于第一基板上，且绝缘层设置于第一金属特征上，其中绝缘层具有开口，开口露出第一金属特征。提供第二半导体结构，第二半导体结构具有第二基板及第二金属特征，其中第二金属特征位于第二基板下方。第一半导体结构接触第二半导体结构，使得第二金属特征位于绝缘层的开口内。以及对第二金属特征执行电镀工艺，使得第二金属特征延伸并接触第一金属特征。

在本发明的一个或多个实施方式中，第二基板具有金属柱，金属柱从该第二基板上方露出并电性连接第二金属特征，进而形成用于该电镀工艺的导电路径。

在本发明的一个或多个实施方式中，第一半导体结构还包括第一介电层及导电线，第一介电层设置于第一基板及绝缘层之间，其中导电线位于第一介电层内并且接触第一金属特征。

在本发明的一个或多个实施方式中，第二半导体结构还包括第二介电层及金属导线，第二介电层设置于第二基板及第二金属特征之间，且金属导线位于第二介电层内并接触金属柱及该第二金属特征。

在本发明的一个或多个实施方式中，第二半导体结构的金属柱、金属导线及第二金属特征包括相同的金属材料。

在本发明的一个或多个实施方式中，接合方法还包括：从第二基板上方执行平坦化工艺，使得金属柱露出于第二基板；在第二基板上形成第三介电层，第三介电层具有暴露金属柱的通孔；以及填充通孔以形成接触窗，其中接触窗连接金属柱。

在本发明的另一目的在于提供一种半导体装置。

半导体装置包括第一半导体结构及第二半导体结构。第一半导体结构包括第一基板、第一金属特征及绝缘层，其中第一金属特征设置于第一基板上，且绝缘层设置于第一金属特征上，其中绝缘层具有开口，开口露出第一金属特征。第二半导体结构包括第二基板及第二金属特征，第二金属特征位于第一基板下方，且第二基板具有金属柱，金属柱经由金属导线连接第二金属特征，其中绝缘层的开口用以容置第二金属特征。

在本发明的一个或多个实施方式中，绝缘层的开口的容置空间大于或等于第二金属特征。

在本发明的一个或多个实施方式中，第二半导体结构还包括第二介电层及第三介电层，其中第二基板位于第二介电层及第三介电层之间。