CN118039497B 半导体器件的形成方法及半导体器件 （武汉新芯集成电路股份有限公司）

本发明涉及一种半导体器件的形成方法及并在所述封装晶圆及其上的所述堆叠芯片单元键合在第一重塑晶圆上继续键合所述堆叠芯片半导体器件的制作可采用上述半导体器件的形2形成堆叠芯片单元，所述堆叠芯片单元包括沿厚度方向堆叠并互在所述封装晶圆及所述封装晶圆上的所述堆叠芯片单元表面形成第一填充覆盖层以在所述第一重塑晶圆上重复进行所述芯片_晶圆键合以及所述晶圆重塑的工艺，以在晶圆级工艺在所述第一重塑晶圆远离所述封装晶圆的一侧形成与第一重塑晶圆中的所述其中，所述晶圆级键合结构包括介质层和形成于所述介器件晶圆的位于正面的键合结构和另一个所述器件晶圆的位于背面的键合结构键合并电在所述第m器件晶圆的背面形成相应的互连结构和与所述相应的互连结构连接的键合3从所述第一重塑晶圆中所述第一器件晶圆部分的背面形成TSV导通孔，所在所述第一器件晶圆部分的背面形成连接所述TSV导通孔的晶圆级尺寸的所述晶圆级在所述封装基板上堆叠的至少两层堆叠芯片单元，每层所述堆4的芯片表面制作UBM连接垫，每个芯片均需经过在另一表面临时键合载片并在堆叠前去除[0010]在所述封装晶圆及所述封装晶圆上的所述堆叠芯片单元表面形成第一填充覆盖[0012]在所述第一重塑晶圆上重复进行所述芯片一晶圆键合以5[0015]可选地，所述堆叠晶圆包括沿厚度方向依次堆叠的第一器件晶圆、第二器件晶合结构和另一个所述器件晶圆的位于背面的键合结构键合[0020]在所述第m器件晶圆的背面形成相应的互连结构和与所述相应的互连结构连接的[0027]在所述第一器件晶圆部分的背面形成连接所述TSV导通孔的晶圆级尺寸的键合结构，以便于在所述第一重塑晶圆的远离所述封装晶圆的一侧再次通过芯片_晶圆键合堆叠少一个所述堆叠芯片单元，每个所述堆叠芯片单元包括沿厚度方向堆叠并互连的多个芯元包括堆叠并互连的多个芯片，再通过芯片_晶圆键合将至少一个所述堆叠芯片单元键合6[0035]本发明提供的半导体器件包括封装基板以及在所述封装基板表面堆叠的至少一[0037]图2是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中使第一器件晶圆和第二器件晶[0039]图4是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中减薄堆叠晶圆后的剖面结构示[0040]图5是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中将堆叠晶圆转移到切割架上后[0041]图6是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中切割堆叠晶圆而形成堆叠芯片[0042]图7是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中封装晶圆与载板键合后的剖面[0043]图8是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中在封装晶圆表面键合至少一个[0044]图9是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中形成第一填充覆盖层后的剖面[0045]图10是本发明一实施例的半导体器件的形成方法中在第一重塑晶圆表面键合至[0046]图11是一实施例的半导体器件的形成方法中形成第二填充覆盖层后的剖面结构[0047]图12是一实施例的半导体器件的形成方法中在顶层堆叠芯片单元上键合载板后[0048]图13是一实施例的半导体器件的形成方法中在封装晶圆远离堆叠芯片单元的一7[0051]以下结合附图和具体实施例对本发明的半导体器件的形成方法及半导体器件作[0052]本发明实施例包括一种半导体器件的形成方法。以下结合图1至图13对该半导体晶圆上也可以形成有其它类型的有源器件或无源器件。如图2中的第一器件晶圆W1和第二器件晶圆的正面相对并键合，和/或将一个器件晶圆的正面与另一器件晶圆的背面相对并W2具有形成于其正面的互连结构FC2，互连结构FC1和FC2可包括通过介质材料隔离的图形面，并从第二器件晶圆W2的背面进行TSV工艺，在第二器件晶圆W2中形成连接至互连结构8合，使第一器件晶圆W1和第二器件晶圆W2堆叠并互连。键合结构FL1可包括覆盖互连结构可通过混合键合(hybridbonding)使第一介质层110与相对的第二介质层130或第二金属二器件晶圆W2正面的第三介质层150和形成于所述第三介质层150中的第三金属键合垫薄第一器件晶圆W1后的所述堆叠晶圆WS转移到切割架30(frame)上(例如使第一器件晶圆部分指上述第n器件晶圆被切割后保留在堆叠芯片单元CS中的部分)正面的键合结构F9200的背面，在所述封装晶圆200中形成与互连结构FC_1连接的TSV导通孔40以及位于背面圆(以RW1表示)，所述第一重塑晶圆RW1包括封装晶介质材料填充封装晶圆200未被所述堆叠芯片单元CS覆盖的区域并覆盖在堆叠芯片单元CS第一填充覆盖层300。第一填充覆盖层300可以起到固定封装晶圆200上堆叠的第一层堆叠圆RW1远离封装晶圆200的一侧(此处具体为堆叠芯片单元CS的第一器件晶圆W1部分的背面一侧)形成TSV导通孔50，所述TSV导通孔50与第一重塑晶圆RW1中的互连结构(此处具体为BL1覆盖第一重塑晶圆RW中的各堆叠芯片单元CS和第一填充覆盖层300，键合结构BL1包括介质层和形成于该介质层中的金属键合垫，键合结构BL1具有晶圆级尺寸。利用键合结构第一重塑晶圆RW1和所述第一重塑晶圆RW1上的所述堆叠芯片单元CS表面形成第二填充覆RW2包括封装晶圆200和在所述封装晶圆200上堆叠的两层所述堆叠芯片单元CS。第二填充填充第一重塑晶圆RW1未被所述堆叠芯片单元CS覆盖的区域并覆盖在堆叠芯片单元CS表晶圆RW1上剩余的所述介质材料为第二填充覆盖层[0071]通过上述过程将待键合的所述堆叠芯片单元CS堆叠在封装晶圆200上后，所述半导体器件的形成方法还可包括：在所述封装晶圆200背离所述堆叠芯片单元CS的一侧形成应的填充覆盖层而获得重塑晶圆后(图12中仅示出了两封装晶圆200上的互连结构(此处为位于封装晶圆200背面的互连结构BC一1)连接的金属焊分别位于相邻两层堆叠芯片单元CS周围的填充覆盖层，如第一填充覆盖层300和第二填充邻两层堆叠芯片单元CS周围的填充覆盖层[0081]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发