[发明专利]临时半导体结构键合方法和相关的键合半导体结构

权利要求书

1.一种制造半导体结构的方法，该方法包括以下步骤：

在第一基片上形成包括集成电路的至少一部分的第一半导体结构；

将离子注入承载晶片中以在所述承载晶片内形成弱化区域；

将所述承载晶片直接键合到所述第一半导体结构的第一侧；

在将所述承载晶片附接到所述第一半导体结构的同时，利用所述承载晶片操作所述第一半导体结构以处理所述第一半导体结构；

将包括集成电路的至少一部分的第二半导体结构直接键合到所述第一半导体结构的第二侧，该第二侧与所述第一半导体结构的被直接键合了所述承载晶片的所述第一侧相反；以及

沿所述承载晶片中的所述弱化区域使来自所述承载晶片的材料层与所述承载晶片的其余部分分离。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：形成至少部分延伸穿过所述第一基片的至少一个晶片通孔互连。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理所述第一半导体结构的步骤包括以下步骤：从所述第一半导体结构的所述第二侧去除所述第一基片的一部分，并且露出所述第一半导体结构的所述集成电路的所述至少一部分的至少一个导电结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述露出所述第一半导体结构的所述集成电路的所述至少一部分的至少一个导电结构的步骤包括以下步骤：露出所述第一半导体结构中的晶片通孔互连。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述将所述第二半导体结构直接键合到所述第一半导体结构的第二侧的步骤包括以下步骤：将所述第一半导体结构的所述晶片通孔互连直接键合到所述第二半导体结构的至少一个导电元件。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述第二半导体结构直接键合到所述第一半导体结构的第二侧的步骤包括以下步骤：将所述第一半导体结构的至少一个导电元件的金属直接键合到所述第二半导体结构的至少一个导电元件的金属。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述第二半导体结构直接键合到所述第一半导体结构的第二侧的步骤包括以下步骤：将所述第二半导体结构的半导体材料和氧化物材料中的至少一方直接键合到所述第一半导体结构的半导体材料和氧化物材料中的至少一方。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沿所述承载晶片中的所述弱化区域使来自所述承载晶片的材料层与所述承载晶片的其余部分分离的步骤包括以下步骤：在至少100℃的温度对所述承载晶片进行退火，并且将所述承载晶片的覆盖所述弱化区域的部分与所述承载晶片的仍然附接到所述第一半导体结构的另一部分分开。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沿所述承载晶片中的所述弱化区域使来自所述承载晶片的材料层与所述承载晶片的其余部分分离的步骤包括以下步骤：使所述承载基片的厚度在大约10nm到大约1000nm之间的材料层仍然附接到所述第一半导体结构。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二半导体结构到所述第一半导体结构的所述第二侧的直接键合导致沿所述承载晶片中的所述弱化区域从所述承载晶片分离所述材料层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述将所述承载晶片直接键合到所述第一半导体结构的所述第一侧的步骤包括以下步骤：沿所述承载晶片中的所述弱化区域弱化所述承载晶片，但不沿所述承载晶片中的所述弱化区域分割所述承载晶片。

12.一种键合的半导体结构，该键合的半导体结构包括：

多个键合的经处理的半导体结构；以及

承载裸片或晶片，其键合到所述多个键合的经处理的半导体结构中的至少一个经处理的半导体结构，所述承载裸片或晶片具有弱化区域，所述弱化区域包括从所述承载裸片或晶片的被键合到所述多个键合的经处理的半导体结构中的所述至少一个经处理的半导体结构的表面开始位于大约10nm和1000nm之间的平均深度处的多个注入离子。

13.根据权利要求12所述的键合的半导体结构，其中，所述多个键合的经处理的半导体结构至少部分地通过晶片通孔互连在结构上连接在一起并且电连接在一起。

14.根据权利要求12所述的键合的半导体结构，其中，所述多个键合的经处理的半导体结构在它们之间不使用粘合剂材料的情况下直接键合在一起。

15.根据权利要求14所述的键合的半导体结构，其中，所述承载裸片或晶片直接键合到所述多个键合的经处理的半导体结构中的所述至少一个经处理的半导体结构。