[发明专利]提供具有互连堆叠装置晶片的集成电路系统的方法及设备

权利要求书

1.一种集成电路系统，其包括：

第一装置晶片，其具有第一半导体层，所述第一半导体层接近安置在第一金属层氧化物内的包含第一导体的第一金属层；

第二装置晶片，其具有第二半导体层，所述第二半导体层接近安置在第二金属层氧化物内的包含第二导体的第二金属层，其中所述第一装置晶片的所述第一金属层氧化物的前侧在所述第一金属层氧化物与所述第二金属层氧化物之间的接合界面处接合到所述第二装置晶片的所述第二金属层氧化物的前侧；及

导电路径，其将所述第一导体耦合到所述第二导体，其中所述导电路径具备形成在腔内的导电材料，所述腔蚀刻在所述第一导体与所述第二导体之间且从所述第二装置晶片的背侧蚀刻穿过所述接合界面并穿过所述第二半导体层。

2.根据权利要求1所述的集成电路系统，其进一步包括沉积在所述导电路径与所述第一导体及所述第二导体之间的所述腔内的势垒金属沉积，其中所述第一导体通过所述势垒金属沉积及所述导电路径而耦合到所述第二导体。

3.根据权利要求1所述的集成电路系统，其进一步包括安置在所述导电材料与所述第二半导体层之间的氧化物沉积。

4.根据权利要求3所述的集成电路系统，其进一步包括安置在所述第二半导体层的背侧与所述氧化物沉积之间的钝化层。

5.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述第一金属层氧化物的所述前侧及所述第二金属层氧化物的所述前侧中的至少一者通过化学机械抛光而平坦化。

6.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中穿过其蚀刻所述腔的所述第二半导体层在蚀刻所述腔之前被减薄。

7.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述腔被进一步蚀刻穿过所述第二导体中的环形孔。

8.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述腔被进一步蚀刻穿过从所述第二半导体层的所述背侧蚀刻到所述第一导体的沟槽。

9.根据权利要求8所述的集成电路系统，其中所述腔是在蚀刻从所述第二半导体层的所述背侧到所述第一导体的所述沟槽之前被蚀刻。

10.根据权利要求1所述的集成电路系统，其中所述第一装置晶片及第二装置晶片中的一者包括成像器芯片，且所述第一装置晶片及第二装置晶片中的另一者包括处理芯片。

11.一种制造集成电路系统的方法，其包括

在安置在第一金属层氧化物内的接近第一装置晶片的第一半导体层的第一金属层中形成第一导体；

在安置在第二金属层氧化物内的接近第二装置晶片的第二半导体层的第二金属层中形成第二导体；

在所述第一金属层氧化物与所述第二金属层氧化物之间的接合界面处将所述第一装置晶片的所述第一金属层氧化物的前侧接合到所述第二装置晶片的所述第二金属层氧化物的前侧；

在所述第一导体与所述第二导体之间且从所述第二装置晶片的背侧穿过所述接合界面并穿过所述第二半导体层蚀刻腔；及

用导电材料填充所述腔以提供将所述第一导体耦合到所述第二导体的导电路径。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在用所述导电材料填充所述腔之前，在所述腔中沉积势垒金属沉积以提供将所述第一导体耦合到所述第二导体的所述导电路径。

13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在蚀刻所述第一导体与所述第二导体(209)之间的所述腔之前，钝化所述第二装置晶片的所述背侧。

14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在蚀刻所述第一导体与所述第二导体之间的所述腔之前，在所述第二装置晶片的所述背侧上沉积氧化物沉积。

15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在将所述第一装置晶片的所述第一金属层氧化物的所述前侧接合到所述第二装置晶片的所述第二金属层氧化物的所述前侧之前，通过化学机械抛光而平坦化所述第一金属层氧化物的所述前侧及所述第二金属层氧化物的所述前侧中的至少一者。

16.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在蚀刻所述第一导体与所述第二导体之间的所述腔之前，减薄所述第二装置晶片的所述第二半导体层。