[发明专利]包括嵌入接合焊盘的扩散阻挡层的半导体裸片及其形成方法

权利要求书

1.一种结构，所述结构包括第一半导体裸片，其中所述第一半导体裸片包括：

第一半导体器件，所述第一半导体器件位于第一衬底上方；

第一互连层级介电材料层，所述第一互连层级介电材料层嵌入第一金属互连结构，所述第一金属互连结构电连接到所述第一半导体器件并覆于所述第一半导体器件之上；

第一焊盘连接通孔层级介电材料层和第一近侧介电扩散阻挡层的层堆叠，所述层堆叠覆于所述第一互连层级介电材料层之上并嵌入第一焊盘连接通孔结构；以及

第一焊盘层级介电材料层，所述第一焊盘层级介电材料层包括第一焊盘腔，所述第一焊盘腔填充有第一接合焊盘和相应第一介电扩散阻挡部分的相应组合，其中所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘接触所述第一焊盘连接通孔结构的相应子组。

2.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一介电扩散阻挡部分中的每个第一介电扩散阻挡部分接触所述第一近侧介电扩散阻挡层的顶表面。

3.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一介电扩散阻挡部分中的每个第一介电扩散阻挡部分包括侧壁段，所述侧壁段与所述第一焊盘层级介电材料层接触并从所述第一焊盘层级介电材料层的底表面延伸到所述第一焊盘层级介电材料层的顶表面。

4.根据权利要求3所述的结构，其中所述第一介电扩散阻挡部分中的每个第一介电扩散阻挡部分还包括水平段，所述水平段具有接触所述第一近侧介电扩散阻挡层的底表面，其中所述底表面包括邻接所述侧壁段的底边缘的外周边和从所述外周边向内横向地偏移了偏移距离的内周边，所述偏移距离大于所述第一介电扩散阻挡部分的所述侧壁段的厚度。

5.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述第一焊盘连接通孔结构的所述相应子组包括多个第一焊盘连接通孔结构；并且

所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘直接接触所述第一近侧介电扩散阻挡层的顶表面的位于所述多个第一焊盘连接通孔结构之间的部分。

6.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一焊盘连接通孔结构的顶表面在与所述第一近侧介电扩散阻挡层的顶表面相同的水平平面内。

7.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘包括：

第一接合焊盘衬里，所述第一接合焊盘衬里包含金属氮化物材料；和

铜，所述铜含有嵌入在所述接合焊盘衬里中的第一金属焊盘填充材料部分。

8.根据权利要求7所述的结构，其中：

所述第一介电扩散阻挡部分穿过覆于所述第一焊盘层级介电材料层之上的第一水平延伸扩散阻挡部分彼此互连；并且

所述第一接合焊盘的顶表面位于包括所述第一水平延伸扩散阻挡部分的顶表面的水平平面内。

9.根据权利要求7所述的结构，其中：

所述第一介电扩散阻挡部分是由所述第一焊盘层级介电材料层彼此横向地间隔开的离散材料部分；并且

所述第一接合焊盘的顶表面位于包括所述第一焊盘层级介电材料层的顶表面的水平平面内。

10.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述第一介电扩散阻挡部分包括选自氮化硅、氮氧化硅或它们的堆叠的介电材料；并且

所述第一近侧介电扩散阻挡层包括选自氮化硅、氮氧化硅或硅碳氮化物的介电材料。

11.根据权利要求1所述的结构，还包括第二半导体裸片，所述第二半导体裸片包括：

第二半导体器件，所述第二半导体器件位于第二衬底上方；

第二互连层级介电材料层，所述第二互连层级介电材料层嵌入第二金属互连结构，所述第二金属互连结构电连接到所述第二半导体器件；和

第二接合焊盘，所述第二接合焊盘电连接到所述第二金属互连结构并接合到所述第一接合焊盘中的相应第一接合焊盘。