[发明专利]包括层叠基板的半导体装置及制造该半导体装置的方法

说明书

本发明提供一种包括层叠基板的半导体装置及制造该半导体装置的方法。一种半导体装置包括垂直层叠在第一半导体基板上的第二半导体基板。第一半导体基板包括覆盖第一半导体基板主体的第一表面的第一扩散阻挡层、以及具有暴露于第一扩散阻挡层的第二表面的第三表面的第一通孔。第二半导体基板包括第二半导体基板主体、直接接合到第一扩散阻挡层的第二表面的第二扩散阻挡层、以及具有比第一通孔的第三表面更小的表面面积并直接接合至第一通孔的第三表面的前焊盘。

技术领域

本公开总体上涉及一种半导体封装技术，并且更具体地，涉及一种包括层叠基板的半导体装置及制造该半导体装置的方法。

背景技术

半导体装置被用于各种电子应用中。半导体装置可以用于个人计算机、移动电话、相机等。半导体装置可以通过在半导体基板或半导体晶圆上沉积半导体材料层、导电层、介电层或绝缘层并对这些层进行图案化以形成电路组件和元件的工序、以及将半导体基板或晶圆分成单个晶片并且将单个晶片封装在封装件中的工序来制造。

随着诸如晶体管、电容器和二极管之类的各种电子组件的集成密度增加并且需要更小的封装件，最近已经开发了三维(3D)半导体装置。已经按诸如封装体叠层(PoP)或系统级封装(SiP)之类的封装形式开发了3D半导体装置。

发明内容

本公开的一方面提出了一种半导体装置，其包括第一半导体基板和垂直层叠在第一半导体基板上的第二半导体基板。

第一半导体基板可以包括：第一半导体基板主体；第一扩散阻挡层，其覆盖第一半导体基板主体的第一表面；以及第一通孔，其具有暴露于第一扩散阻挡层的第二表面的第三表面。

第二半导体基板可以包括：第二半导体基板主体，其设置在第一半导体基板主体上；第二扩散阻挡层，其覆盖第二半导体基板主体的面对第一半导体基板主体的第四表面，第二扩散阻挡层的第五表面的一部分直接接合到第一扩散阻挡层的第二表面；以及前焊盘，其具有暴露于第二扩散阻挡层的第五表面的第六表面，第六表面具有比第一通孔的第三表面更小的表面面积，并直接接合至第一半导体基板的第一通孔的第三表面。

本公开的一方面提出了一种半导体装置，其包括第一半导体基板和垂直层叠在第一半导体基板上的第二半导体基板。

第一半导体基板可以包括：第一半导体基板主体；第一扩散阻挡层，其覆盖第一半导体基板主体的第一表面；以及第一通孔，其具有暴露于第一扩散阻挡层的第二表面的第三表面。

第二半导体基板可以包括：第二半导体基板主体，其设置在第一半导体基板主体上；第二扩散阻挡层，其覆盖第二半导体基板主体的面对第一半导体基板主体的第四表面，并且具有局部地且直接地接合到第一扩散阻挡层的第二表面的第五表面；前焊盘，其具有第六表面并且接合至第一通孔的第三表面，第六表面暴露于第二扩散阻挡层的第五表面，具有比第一通孔的第三表面更小的表面面积；以及第二通孔，其电连接到前焊盘并贯穿第二半导体基板主体。

在根据本公开的一方面的制造半导体装置的方法中，第二半导体基板可以层叠在第一半导体基板上。该半导体装置的制造方法可以包括：形成第一半导体基板，该第一半导体基板包括覆盖第一半导体基板主体的第一表面的第一扩散阻挡层和具有暴露于第一扩散阻挡层的第二表面的第三表面的第一通孔；形成第二半导体基板，该第二半导体基板包括覆盖第二半导体基板主体的第四表面的第二扩散阻挡层、以及具有暴露于第二扩散阻挡层的第五表面的第六表面的前焊盘，第六表面具有比第一通孔的第三表面更小的表面面积；以及将第二半导体基板层叠在第一半导体基板上，以将第二扩散阻挡层的第五表面的一部分直接接合到第一扩散阻挡层的第二表面，并且将前焊盘的第六表面直接接合到第一通孔的第三表面。

附图说明

图1是例示了根据实施方式的半导体装置的截面图。

图2是例示了图1的半导体装置的第一半导体基板的截面图。

图3是例示了图1的半导体装置的第二半导体基板的截面图。