[发明专利]键合半导体结构及其形成方法

说明书

优先权声明

本申请主张2010年3月31日提交的美国临时专利申请第61/319,495号、“BONDED SEMICONDUCTOR STRUCTURES AND METHOD OF FORMING SAME”的提交日的权利。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及形成半导体结构的方法及采用这种方法形成的作为结果的结构，更具体地涉及键合半导体结构及其形成方法。

背景技术

两个或多个半导体结构的三维（3D）集成可以对微电子应用产生许多好处。例如，微电子元件的3D集成可以产生改进的电性能和功率消耗，同时减少器件覆盖区的面积。例如参见P.Garrou等人的“The Handbook of 3D Integration”（Wiley VCH(2008)）。

半导体结构的3D集成可以通过许多方法来实现，例如，将一个或多个半导体层转移到处理的半导体结构，其可以包括多个器件结构。将半导体层转移到处理的半导体结构可以通过将施主结构的一部分转移到处理的半导体结构来实现，其采用例如离子注入、键合以及分离的方法。施主结构的被转移部分可以经受进一步处理，例如，在其中产生另外的器件结构，其可以与下面的器件结构集成。然而，形成处理的半导体结构以及将施主结构的一部分转移到处理的半导体结构中涉及的处理可能对键合半导体结构的质量产生不利影响。

应该注意的是，半导体结构的3D集成可以如下发生：将半导体模具附着到一个或多个另外的半导体模具（即，模具到模具（D2D）），半导体模具到一个或多个半导体晶片（即，模具到晶片（D2W）），以及半导体晶片到一个或多个另外的半导体晶片（即，晶片到晶片（W2W）），或其组合。

发明内容

本发明的实施例可以提供用于形成半导体结构的方法及结构，更具体地提供用于形成键合半导体结构的方法及结构。提供该总结，以以一种简化的形式来引入概念选择，其在本发明的实施例的详细描述中进行进一步描述。该总结不旨在识别要求的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制要求的主题的范围。

因此，在本发明的一些实施例中，形成半导体结构的方法可以包括，将施主结构的一部分转移到处理的半导体结构，并形成包含一个或多个非平面表面的键合半导体结构。非晶形膜可以形成在至少该键合半导体结构的一个或多个非平面表面之上，并且，可以将该非晶形膜平面化，以形成一个或多个平面化表面。使该非晶形膜平面化可以包含，去除该非晶形膜在该一个或多个非平面表面中的至少一个凹处外面的一部分，保留该非晶形膜在该一个或多个非平面表面中的至少一个凹处内的一部分。

在本发明的另外的实施例中，形成半导体结构的方法可以包括，在半导体结构上或中形成多个器件结构，以产生包含非平面主表面和非平面侧表面的处理的半导体结构。施主结构至少大体由单晶半导体材料组成的一部分可以被转移到该处理的半导体结构的非平面主表面，以形成具有非平面主表面和非平面侧表面的键合半导体结构。非晶形膜可以形成在该键合半导体结构的非平面侧表面和非平面主表面之上，并且至少键合半导体结构的非平面主表面可以通过选择性地去除非晶形膜的部分来被平面化。

本发明的实施例也可以包括通过本文描述的方法形成的半导体结构。在本发明的一些实施例中，半导体结构包括具有非平面主表面和非平面侧表面的键合半导体结构，并且非晶形膜布置在键合半导体结构的非平面侧表面和非平面主表面之上。键合半导体结构可以包括包含非平面主表面和非平面侧表面的处理的半导体结构，并且单晶施主结构的一部分附着到该处理的半导体结构的非平面主表面。

在本发明的一些实施例中，半导体结构包含具有非平面主表面和非平面侧表面的键合半导体结构，并且多个重结晶晶体材料区域布置在该键合半导体结构的非平面侧表面和非平面主表面的谷区之上。键合半导体结构可以包括包含多个器件结构、非平面主表面和非平面侧表面的处理的半导体结构。键合半导体结构也可以包括单晶施主结构附着到该处理的半导体结构的非平面主表面的一部分。根据下面的详细描述，本发明的另外的实施例的单元的进一步的方面、细节和可选组合将会变得显而易见。

附图说明

通过参考下面对本发明实施例的详细描述、本发明具体实施例的说明性实例，以及附图，可以更充分理解本发明的实施例，附图中：

图1A-1G示意性地示出形成键合半导体结构的本发明的实例实施例。

图2A-2F示意性地示出形成键合半导体结构的本发明的另外的实例实施例。

具体实施方式