[发明专利]一种半导体器件及其制备方法、电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。

背景技术

在电子消费领域，多功能设备越来越受到消费者的喜爱，相比于功能简单的设备，多功能设备制作过程将更加复杂，比如需要在电路版上集成多个不同功能的芯片，因而出现了3D集成电路(integratedcircuit，IC)技术，3D集成电路(integratedcircuit，IC)被定义为一种系统级集成结构，将多个芯片在垂直平面方向堆叠，从而节省空间，各个芯片的边缘部分可以根据需要引出多个引脚，根据需要利用这些引脚，将需要互相连接的芯片通过金属线互联，但是上述方式仍然存在很多不足，比如堆叠芯片数量较多，而且芯片之间的连接关系比较复杂，会需要利用多条金属线，最终的布线方式比较混乱，而且也会导致体积增加。

因此，目前在所述3D集成电路(integratedcircuit，IC)技术中大都采用硅通孔(ThroughSiliconVia，TSV)，硅通孔是一种穿透硅晶圆或芯片的垂直互连，TSV的制备方法可以在硅晶圆上以蚀刻或雷射方式钻孔(via)，再以导电材料如铜、多晶硅、钨等物质填满，从而实现不同硅片之间的互联。

目前晶圆接合过程中通常选用第三片晶圆(Wafer)作为中介层(Interposer)，通过倒装凸点工艺(Bump)，将三片晶圆(Wafer)连接在一起，进行信号传输。但是所述方法不仅增加了工艺的步骤的数目，提高了产品成本，而且降低了产量(Throughput)，影响了出货量。

因此需要对目前所述方法作进一步的改进，以便消除上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明为了克服目前存在问题，提供了一种半导体器件的制备方法，包括：

步骤S1：提供底部晶圆；

步骤S2：在所述底部晶圆上形成绝缘层，并在所述绝缘层中形成若干互连通孔，以连接所述底部晶圆；

步骤S3：提供顶部晶圆，在所述顶部晶圆上形成有若干与所述互连通孔相匹配的凸点；

步骤S4：将所述互连通孔和所述凸点相连接，以形成倒装芯片。

可选地，所述步骤S1中的所述底部晶圆包括存储晶圆。

可选地，所述步骤S2中的所述绝缘层选用有机绝缘材料。

可选地，所述步骤S2中的所述绝缘层选用聚酰亚胺。

可选地，在所述步骤S2中，形成所述绝缘层的方法包括：在所述底部晶圆上形成绝缘材料涂层，然后进行烘焙，以形成所述绝缘层。

可选地，所述步骤S2包括：

步骤S21：在所述底部晶圆上形成绝缘层，以覆盖所述底部晶圆；

步骤S22：图案化所述绝缘层，以形成若干开口，露出所述底部晶圆；

步骤S23：在所述开口中填充导电材料层，以形成所述互连通孔。

可选地，所述步骤S23包括：

步骤S231：在所述开口中沉积金属Cu的种子层；

步骤S232：通过电化学镀铜的方法在所述开口中形成金属Cu，以填充所述开口。

可选地，所述顶部晶圆包括专用集成电路。

本发明还提供了一种半导体器件，包括：

底部晶圆；

绝缘层，位于所述底部晶圆的上方；

互连通孔，位于所述绝缘层中，并与所述底部晶圆相连接；

顶部晶圆，位于所述绝缘层的上方，其中，所述顶部晶圆上形成有凸点，所述凸点和所述互连通孔相连接。

可选地，所述绝缘层包括聚酰亚胺。

可选地，所述底部晶圆包括存储晶圆；

所述顶部晶圆包括专用集成电路。

本发明还提供了一种电子装置，包括上述的半导体器件。

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种半导体器件的制备方法，所述方法中改变工艺流程来实现硅通孔中介层的结构，通过选用有机物作为绝缘材料代替现有技术中的晶圆，不仅降低了漏电的风险，而且还减少了一片晶圆。

本发明的优点在于：

(1)减少了一次凸点(Bump)工艺，降低了工艺成本。

(2)减少了一片作为中介层(Interposer)的晶圆和中介层工艺，增加了出货量。

(3)使用有机物作为绝缘材料，降低了漏电的风险，提高了抗击穿能力。