[发明专利]连接结构及其制造方法、半导体器件

说明书

本发明提供一种连接结构及其制造方法、半导体器件，在连接结构的制造方法中，首先形成包含金属凸块、第一介质层、第二介质层和导电层的子连接结构，并且可以将多个子连接结构进行连接形成连接结构，可以根据需要的连接结构的深度来设置子连接结构的数量，与现有技术中的接触孔或连接结构相比，本发明所提供的连接结构不受深宽比的影响，能够形成任意的深度，并且制作方法简单，便于实施。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种连接结构及其制造方法、半导体器件。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，元件的关键尺寸不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。在各层布线之间需要在接触孔中沉积金属材料进行电连接。

随着元件的关键尺寸变小，接触孔的关键尺寸也变的越来越小，同时，接触孔的深度却变的越来越大(接触孔的深宽比增加)，为了形成更高深宽比的接触孔，需要增加介质层的厚度，并且需要增加刻蚀介质层的时间，然而，随着介质层厚度的增加，也同时需要增加作为硬掩膜层的光刻胶的厚度，而厚的光刻胶层使光刻胶设备难以定义较小的关键尺寸。并且，随着接触孔深宽比的增加，在接触孔内均匀填充金属也变得越来越困难。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种连接结构及其制造方法，来完成芯片垂直方向的连接。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种连接结构及其制造方法、半导体器件，其制作方法简单，且能够在不受深宽比限制的情况下形成任意深度的连接结构。

为实现上述目的，本发明提供一种连接结构的制造方法，包括：

提供一基底，所述基底上形成有一第一介质层；

形成多个规则排列的凹槽在所述第一介质层内，并且在所述凹槽内填充有金属材料，以形成多个金属凸块；

形成一第二介质层在所述基底的所述第一介质层及所述金属凸块上，并且在所述第二介质层中形成有多个开口，所述开口暴露出所述金属凸块；

填充一导电层在所述开口内，所述导电层与所述金属凸块连接；以及

去除所述基底，并利用所述金属凸块、所述第一介质层、所述第二介质层和所述导电层构成子连接结构。

可选的，形成所述子连接结构之后，所述连接结构的制造方法还包括：形成多个依次堆叠的所述子连接结构，下层的子连接结构中的导电层与位于其上方的相邻子连接结构中的金属凸块相连接。

可选的，在形成所述第一介质层之前，在所述基底上形成一牺牲层；所述凹槽形成于包含所述第一介质层与所述牺牲层的迭层结构中，所述第一介质层的下表面用于定义所述子连接结构的贴合表面。

可选的，在所述基底的上表面的基准面上，所述金属凸块的底面高于所述牺牲层的下表面，所述金属凸块的顶面与所述第一介质层的上表面位于同一高度位置。

可选的，所述金属凸块的底面和部分侧面突出地外露于所述子连接结构的所述贴合表面。

进一步的，所述牺牲层的材质包括氧化硅，所述第一介质层与所述第二介质的材质包括氮化硅。

可选的，去除所述基底的步骤包括：

采用化学机械研磨的方法去除所述基底；以及，

采用湿法刻蚀去除所述牺牲层。

可选的，所述湿法刻蚀中的刻蚀液包含氢氟酸。

可选的，当形成所述开口，所述第二介质层中的所述开口暴露出所述金属凸块的顶面并延伸暴露出所述第一介质层围绕所述金属凸块外围的部分。