[发明专利]使用被接合的金属平面的3维集成结构和方法

权利要求书

1.一种制造3维集成电路的方法，包括的步骤是：

获得第一半导体结构，所述第一半导体结构包括第一半导体晶片、第一半导体晶片上的前段布线，前段布线上的后段布线，后段布线上的绝缘体层和绝缘体层上的金属层；

获得第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二半导体晶片、第二半导体晶片上的前段布线，前段布线上的后段布线，后段布线上的绝缘体层和绝缘体层上的金属层；

对齐第一半导体结构和第二半导体结构，使得第一和第二半导体结构的金属层相互面对；并且

相互接触并且接合第一和第二半导体结构的金属层，其中接合的金属层形成电隔离层。

2.根据权利要求1的方法，其中所述第一和第二半导体结构的金属层具有穿孔并且所述金属层的穿孔相互对齐。

3.根据权利要求1的方法，其中所述金属层由选自由铜、镍、铜/镍、铜/金和铜/镍/金构成的组的材料制成。

4.根据权利要求1的方法，其中所述金属层包括与所述绝缘层接触的下层和选自铜、镍、铜/镍、铜/金和铜/镍/金构成的组的材料，所述下层的材料选自由氮化钽/钽和氮化钛/钛构成的组，其中所述各金属层的材料被接合在一起。

5.根据权利要求1的方法，其中所述金属层的接合通过金属对金属固态接合工艺进行。

6.根据权利要求1的方法，其中所述金属层的接合通过使用焊接工艺，其中所述接合界面经历了熔化和再固化。

7.一种制造3维集成电路的方法，包括的步骤是：

获得第一半导体结构，所述第一半导体结构包括第一半导体晶片、第一半导体晶片上的前段布线，前段布线上的后段布线，后段布线上的绝缘体层和绝缘体层上的金属层；

获得第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二半导体晶片、第二半导体晶片上的前段布线，前段布线上的后段布线，后段布线上的绝缘体层和绝缘体层上的金属层；

对齐第一半导体结构和第二半导体结构，使得第一和第二半导体结构的金属层相互面对；

相互接触并且接合第一和第二半导体结构的金属层，其中接合的金属层形成电隔离层；

减薄第二半导体晶片至小于第一半导体晶片的厚度的预定厚度；

形成延伸穿过第二半导体结构和接合的金属层并且停止于第一半导体结构的后段布线层上的通孔；并且

用导电材料填充通孔，其中通孔与接合的金属层电隔离。

8.根据权利要求7的方法，其中所述第一和第二半导体结构的金属层具有穿孔并且所述金属层的穿孔相互对齐。

9.根据权利要求7的方法，其中所述第一和第二半导体结构的金属层具有穿孔，并且所述金属层的穿孔相互对齐，并且其中形成通孔包括仅蚀刻入所述第二半导体结构的所述第二半导体晶片、前段布线、后段布线和绝缘体层，以及仅蚀刻入所述第一半导体结构的绝缘体层和后段布线。

10.根据权利要求7的方法，其中所述获得第一半导体结构的步骤还包括在所述金属层中形成穿孔，其中在获得第二半导体结构的所述步骤中还包括在所述金属层中形成穿孔，并且其中在所述对齐的步骤中还包括对齐所述金属层的穿孔。

11.根据权利要求7的方法，还包括在形成通孔和填充通孔之间用绝缘材料衬里所述通孔的步骤。

12.根据权利要求7的方法，其中所述金属层由选自由铜、镍、铜/镍、铜/金和铜/镍/金构成的组的材料制成。

13.根据权利要求7的方法，其中所述金属层的接合通过金属对金属固态接合工艺进行。

14.根据权利要求7的方法，其中所述金属层的接合通过使用焊接工艺进行，其中所述接合界面经历了熔化和再固化。

15.根据权利要求7的方法，其中所述金属层包括与所述绝缘层接触的下层和选自铜、镍、铜/镍、铜/金和铜/镍/金构成的组的材料，所述下层的材料选自由氮化钽/钽和氮化钛/钛构成的组，其中各金属层的所述材料被接合在一起。