一种半导体器件及其制备方法、电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]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
目.ο
【背景技术】
[0002]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(integrated circuit, IC)技术，3D 集成电路(integrated circuit, 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。
[0003]在MEMS领域中，有一些产品需要多层晶圆接合(Bonding)、减薄处理，为了避免晶圆边缘(Wafer Edge)碎裂现象,引入了边缘修剪(Edge Triming)工艺，因此在第二次接合(Bonding)后，晶圆边缘(Wafer Edge)发生碎裂、掉落(Drop)现象。
[0004]在接合完成之后的研磨变薄工艺(Grinding Process)中，由于压力，导致晶圆四周没有支撑的区域发生碎裂、掉掉落(Drop)现象，同时在所述边缘发生碎裂之后，所述裂纹会延伸至所述晶圆中心区域，甚至会对晶圆中心区域的图案造成损坏，从而影响器件的性能。
[0005]因此需要对目前MEMS器件的接合方法作进一步的改进，以便消除上述问题。
【发明内容】
[0006]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。
[0007]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:
[0008]步骤S1:提供底部晶圆和中间晶圆，所述底部晶圆和所述中间晶圆接合为一体，其中，所述中间晶圆的尺寸小于所述底部晶圆的尺寸，以露出所述底部晶圆的边缘；
[0009]步骤S2:提供顶部晶圆，在所述顶部晶圆背面的边缘区域形成有防裂环；
[0010]步骤S3:将所述顶部晶圆的正面和所述中间晶圆接合为一体。
[0011]可选地，在所述步骤S2中，所述防裂环呈环形凹槽。
[0012]可选地，在所述步骤S2中，所述环形凹槽的深度为200-400um。
[0013]可选地，所述步骤S2包括:
[0014]步骤S21:提供顶部晶圆，在所述顶部晶圆的背面上形成有具有防裂环图案的掩膜层；
[0015]步骤S22:以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述顶部晶圆，以在所述顶部晶圆背面形成所述防裂环；
[0016]步骤S23:去除所述掩膜层。
[0017]可选地，在所述步骤S23之后，所述步骤S2还包括:
[0018]步骤S24:将所述顶部晶圆反转；
[0019]步骤S25:图案化所述顶部晶圆的正面，以在所述顶部晶圆的正面形成元器件图案;
[0020]步骤S26:再次反转所述顶部晶圆。
[0021]可选地，在所述步骤S22中，选用深反应离子蚀刻的方法蚀刻所述顶部晶圆背面。
[0022]可选地，所述步骤SI包括:
[0023]步骤Sll:提供所述底部晶圆和中间晶圆，并将所述底部晶圆和所述中间晶圆接合为一体；
[0024]步骤S12:修到所述中间晶圆，以去除所述中间晶圆的的边缘，露出所述底部晶圆的边缘；
[0025]步骤S13:研磨打薄所述中间晶圆。
[0026]可选地，在所述步骤Sll中，通过熔合键合的方法将所述底部晶圆和所述中间晶圆接合为一体。
[0027]可选地，在所述步骤S3之后，所述方法还进一步包括对所述顶部晶圆的背面进行研磨的步骤。
[0028]本发明还提供了一种基于上述的方法制备得到的半导体器件。
[0029]本发明还提供了一种电子装置，包括上述的半导体器件。
[0030]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，所述方法在所述顶部晶圆的背面边缘区域形成防裂环，在接合过程中以及后续的背部研磨过程中，在顶部晶圆边缘发生碎裂时，所述防裂环能够防止所述裂痕进一步延伸至晶圆的中心区域，对中心区域的图案造成影响，能够起到保护内部器件的作用。
[0031]本发明的优点在于:
[0032](I)能够避免晶圆边缘发生碎裂产生的损失，提高了器件的良率。
[0033](2)降低了晶圆目检查的失败率(Fail Rate)，提高了生产的产量，增加了产能。
【附图说明】
[0034]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0035]图la_lc为现有技术中所述底部晶圆和中间晶圆的制备过程TJK意图；
[0036]图2a_2c为现有技术中所述中间晶圆和顶部晶圆接合的过程示意图；
[0037]图3a_3c为本发明一实施方式中所述底部晶圆的制备过程示意图；
[0038]图4a_4e为本发明一实施方式中所述中间晶圆的制备过程示意图；
[0039]图5为本发明一实施方式中所述中间晶圆和顶部晶圆接合过程示意图；
[0040]图6为本发明一【具体实施方式】中所述半导体器件制备的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0041]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0042]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0043]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接至『或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0044]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0045]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0046]现有技术中所述半导体器件的制备方法如图la-lc，图2a_2c所示，首先如图1a所述，提供底部晶圆101，中间晶圆102，并将所述底部晶圆101和中间晶圆102接合为一体。
[0047]参照图lb，修剪所述中间晶圆的边缘，以减小所述晶圆的关键尺寸，露出部分所述底部晶圆101 ο
[0048]参照图lc，研磨打薄所述中间晶圆102，得到如图1c所示的图案。
[0049]参照图2a，提供顶部晶圆103，所述顶部晶圆上形成有各种器件图案，然后将所述顶部晶圆103和所述中间晶圆102相接合，其中在所述顶部晶圆103的边缘部分和所述底部晶圆101的边缘部分为中空结构，没有任何支撑，如图2b中箭头所指区域，因此在接合过程中以及后续的研磨过程中所述顶部晶圆103的边缘容易发生碎裂、跌落的现象。
[0050]进一步，在所述顶部晶圆发生碎裂的时候，所述裂纹会延伸至所述晶圆中心区域，甚至会对晶圆中心区域的图案造成损坏，如图2c所示，从而影响器件的性能。
[0051]由于所述工艺中存在上述问题，因此需要对所述方法作进一步改进。
[0052]实施例1
[0053]本发明为了解决现有技术存在的问题，提供了一种半导体器件的制备方法，下面结合图3a_3c、图4a_4e和图5对所述方法作进一步的说明。
[0054]其中，图3a_3c为本发明一实施方式中所述底部晶圆的制备过程示意图；图4a_4e为本发明一实施方式中所述中间晶圆的制备过程示意图；图5为本发明一实施方式中所述中间晶圆和顶部晶圆接合过程不意图；
[0055]首先，执行步骤201，提供所述底部晶圆301和所述中间晶圆302，并将所述底部晶圆301和所述中间晶圆302接合为一体。
[0056]具体地，如图3a所示，所述底部晶圆301和所述中间晶圆302可以选用本领域常用的晶圆，例如5圭晶圆，其中底部晶圆301和所述中间晶圆302上可以形成有各种器件图案，例如CMOS、MEMS等元器件，但是也并不局限于所述示例。
[0057]然后将所述底部晶圆301和所述中间晶圆302接合为一体，可以选用热键合的方法，例如熔合键合将底部晶圆301和所述中间晶圆302接合，但是也并不局限于所述方法。
[0058]为了节省空间，将更多的晶圆接合为一体，需要对所述中间晶圆进行处理，执行步骤202，修剪所述中间晶圆302，以去除所述中间晶圆的302的边缘，露出所述底部晶圆301的边缘。
[0059]在该步骤中，如图3b所示,对所述中间晶圆302的边缘进行修剪，以减小所述中间晶圆的关键尺寸，使所述中间晶圆302的关键尺寸小于所述底部晶圆301的关键