[发明专利]基于SOI圆片的三维集成电路的实现方法

摘要

本发明公开一种基于SOI圆片的三维集成电路的实现方法。所述方法包括：刻蚀去除制造好集成电路的绝缘体上硅(SOI)圆片对应垂直互连的SOI器件层；利用有机聚合物将SOI圆片与辅助圆片临时键合，去除SOI圆片衬底将SOI层向辅助圆片转移；利用有机聚合物实现临时转移的SOI圆片和另一个制造好集成电路的底层圆片的背面对正面永久键合，形成叠加圆片；从叠加圆片正面刻蚀二氧化硅层和永久键合层形成垂直通孔，填充金属实现SOI层圆片与底层圆片的垂直互连。本发明在绝缘位置制造垂直互连解决深孔侧壁绝缘，降低了三维集成的制造难度。本方法可用于集成电路和微型传感器领域，实现多层芯片的背面对正面键合的三维集成。

主权项

1.一种基于SOI圆片的三维集成电路的实现方法，其特征在于，将一个制造好集成电路(或微结构)的圆片作为第一层圆片，将另一个制造好集成电路(或微结构)的SOI圆片作为第二层圆片；利用有机聚合物作为键合层实现SOI圆片与辅助圆片的临时键合，将SOI器件层向辅助圆片转移；利用有机聚合物实现相邻圆片间的背面对正面的永久键合；通过穿透圆片的垂直互连实现导电连接，实现基于SOI圆片的三维集成电路，过程如下：步骤A：利用干法刻蚀技术刻蚀去除第二层圆片SOI层上对应垂直互连位置的硅，使SOI层集成电路(或微结构)在埋层二氧化硅层上形成类似硅岛的结构；步骤B：利用临时键合有机聚合物作为键合层，把所述第二层圆片的正面与一个辅助圆片临时键合；步骤C：采用减薄的方法从背面去除所述第二层圆片的衬底层，实现第二层圆片的SOI层向辅助圆片的转移，其中第二层圆片的埋层二氧化硅层作为去除衬底的停止层；步骤D：利用另一种永久键合有机聚合物，把所述的第二层圆片的埋层二氧化硅层与所述的第一层圆片的正面永久键合，去除所述第二层圆片上用于临时键合的有机聚合物，使辅助圆片分离；步骤E：利用干法刻蚀技术刻蚀永久键合后两层圆片的介质层和永久键合有机聚合物层，实现连接两层圆片的垂直互连通孔；步骤F：在垂直互连孔内填充导电金属，制造高密度三维垂直导电互连，实现电路的三维集成。