一种半导体结构及其制造方法与流程

本公开涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术：

1、随着半导体行业的快速发展，用户对电子产品的要求也越来越高，既希望电子产品微型化、薄型化设计，又希望产品性能与内存越来越高。因此，半导体半导体结构常采用将两个或者多个芯片叠装在单一半导体结构中的方式，来实现产品封装体积减小、提高功能集成度以及提升产品性能的效果。

2、然而，在实际操作中，半导体半导体结构仍存在很多问题亟待解决。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种半导体结构，包括：

2、第一芯片，所述第一芯片的上表面设置有多个第一接触垫；

3、第二芯片，堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片邻近所述第一芯片的一侧设置有多个第二接触垫；

4、导电层，位于所述第一芯片和所述第二芯片之间，所述第一芯片和所述第二芯片通过所述导电层键合连接；其中，

5、所述导电层的材料包括一维导电材料，多个所述第一接触垫和多个所述第二接触垫通过所述导电层在垂直于所述第一芯片的方向一一对应电连接。

6、在一些实施例中，所述第一芯片还包括第一介质层，所述第一介质层位于所述第一芯片的上表面，多个所述第一接触垫之间由所述第一介质层间隔开；所述第二芯片还包括第二介质层，所述第二介质层位于所述第二芯片邻近所述第一芯片的一侧，多个所述第二接触垫之间由所述第二介质层间隔开，所述导电层位于所述第一介质层与所述第二介质层之间，以及所述第一接触垫和所述第二接触垫之间。

7、在一些实施例中，所述导电层包括第一子层和第二子层，所述第一子层覆盖所述第一介质层和所述第一接触垫，所述第二子层覆盖所述第二介质层和所述第二接触垫，所述第一子层和所述第二子层键合连接。

8、在一些实施例中，所述导电层的材料包括碳纳米管、铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、二氧化钛纳米线中的一种或组合。

9、在一些实施例中，所述导电层的材料包括一维导电薄胶，所述一维导电薄胶包括分散介质以及位于所述分散介质中的金属颗粒。

10、在一些实施例中，所述金属颗粒的材料包括金、银、镍、镍上镀金、锡合金中的一种或组合。

11、本公开实施例还提供了一种半导体结构的制造方法，包括：

12、形成第一芯片和第二芯片，所述第一芯片的上表面设置有多个第一接触垫，所述第二芯片的上表面设置有多个第二接触垫；

13、将所述第二芯片堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片设置有第二接触垫的一侧与所述第一芯片设置有第一接触垫的一侧通过导电层键合连接；其中，

14、所述导电层的材料包括一维导电材料，多个所述第一接触垫和多个所述第二接触垫通过所述导电层在垂直于所述第一芯片的方向一一对应电连接。

15、在一些实施例中，形成第一芯片和第二芯片，还包括：在所述第一芯片上形成第一介质层，多个所述第一接触垫之间由所述第一介质层间隔开；在所述第二芯片上形成第二介质层，多个所述第二接触垫之间由所述第二介质层间隔开。

16、在一些实施例中，将所述第二芯片堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片设置有第二接触垫的一侧与所述第一芯片设置有第一接触垫的一侧通过导电层键合连接，包括：

17、在所述第一芯片上形成导电层，所述导电层覆盖所述第一介质层和所述第一接触垫，并对所述导电层的上表面执行平坦化工艺，以使所述导电层的上表面平整；

18、将所述第二芯片设置有第二键合垫的一侧与所述导电层键合连接。

19、在一些实施例中，将所述第二芯片堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片设置有第二接触垫的一侧与所述第一芯片设置有第一接触垫的一侧通过导电层键合连接，包括：

20、在所述第一芯片上形成第一子层，所述第一子层覆盖所述第一介质层和所述第一接触垫，并对所述第一子层的上表面执行平坦化工艺，以使所述第一子层的上表面平整；

21、在所述第二芯片上形成第二子层，所述第二子层覆盖所述第二介质层和所述第二接触垫，并对所述第二子层的上表面执行平坦化工艺，以使所述第二子层的上表面平整；

22、将所述第一子层和所述第二子层对应键合连接，所述第一子层和所述第二子层构成所述导电层。

23、本公开实施例提供的半导体结构及其制造方法，其中，半导体结构包括：第一芯片，所述第一芯片的上表面设置有多个第一接触垫；第二芯片，堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片邻近所述第一芯片的一侧设置有多个第二接触垫；导电层，位于所述第一芯片和所述第二芯片之间，所述第一芯片和所述第二芯片通过所述导电层键合连接；其中，所述导电层的材料包括一维导电材料，多个所述第一接触垫和多个所述第二接触垫通过所述导电层在垂直于所述第一芯片的方向一一对应电连接。在实际操作中，在对第一芯片和第二芯片进行键合时，由于第一芯片形成第一接触垫的一面以及第二芯片形成第二接触垫的一面不平整，第一接触垫和第二接触垫无法形成良好接触，导致键合效果差。本公开实施例采用一维导电材料作为第一芯片和第二芯片键合的中间层，一维导电材料能够填充第一芯片和第二芯片之间的空隙，增强键合强度，且一维导电材料在垂直于第一芯片的方向上导电，在平面方向绝缘，实现第一接触垫和第二接触垫一一对应电连接，从而提高键合效果。

24、本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本公开的其它特征和优点将从说明书以及附图变得明显。

技术特征：

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一芯片还包括第一介质层，所述第一介质层位于所述第一芯片的上表面，多个所述第一接触垫之间由所述第一介质层间隔开；所述第二芯片还包括第二介质层，所述第二介质层位于所述第二芯片邻近所述第一芯片的一侧，多个所述第二接触垫之间由所述第二介质层间隔开，所述导电层位于所述第一介质层与所述第二介质层之间，以及所述第一接触垫和所述第二接触垫之间。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述导电层包括第一子层和第二子层，所述第一子层覆盖所述第一介质层和所述第一接触垫，所述第二子层覆盖所述第二介质层和所述第二接触垫，所述第一子层和所述第二子层键合连接。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述导电层的材料包括碳纳米管、铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、二氧化钛纳米线中的一种或组合。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述导电层的材料包括一维导电薄胶，所述一维导电薄胶包括分散介质以及位于所述分散介质中的金属颗粒。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述金属颗粒的材料包括金、银、镍、镍上镀金、锡合金中的一种或组合。

7.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，形成第一芯片和第二芯片，还包括：在所述第一芯片上形成第一介质层，多个所述第一接触垫之间由所述第一介质层间隔开；在所述第二芯片上形成第二介质层，多个所述第二接触垫之间由所述第二介质层间隔开。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，将所述第二芯片堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片设置有第二接触垫的一侧与所述第一芯片设置有第一接触垫的一侧通过导电层键合连接，包括：

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，将所述第二芯片堆叠在所述第一芯片上，所述第二芯片设置有第二接触垫的一侧与所述第一芯片设置有第一接触垫的一侧通过导电层键合连接，包括：

技术总结
公开了一种半导体结构及其制造方法，半导体结构包括：第一芯片，第一芯片的上表面设置有多个第一接触垫；第二芯片，堆叠在第一芯片上，第二芯片邻近第一芯片的一侧设置有多个第二接触垫；导电层，位于第一芯片和第二芯片之间，第一芯片和第二芯片通过导电层键合连接；其中，导电层的材料包括一维导电材料，多个第一接触垫和多个第二接触垫通过导电层在垂直于第一芯片的方向一一对应电连接。

技术研发人员：程翠,陈闰鹏,胡杏,李秋智,曹瑞霞
受保护的技术使用者：湖北三维半导体集成创新中心有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5