[发明专利]一种半导体器件及其制造方法和电子装置

说明书

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法和电子装置。所述半导体器件包括：第一晶圆，在所述第一晶圆中形成有接合凹槽，在所述接合凹槽的表面形成有接合材料层；第二晶圆，在所述第二晶圆上形成有金属柱，其中所述金属柱嵌入并填充所述接合凹槽。通过设置嵌入式的铆柱类型的金属柱可以防止第二晶圆碎裂，并且在经过高温工艺和长时间的压力之后也不会使电路断开，从而使器件的性能和良率提高。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法和电子装置。

背景技术

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，各个芯片的边缘部分可以根据需要引出多个引脚，根据需要利用这些引脚，将需要互相连接的芯片通过金属线互联，但是上述方式仍然存在很多不足，比如堆叠芯片数量较多，而且芯片之间的连接关系比较复杂，那么就会需要利用多条金属线，最终的布线方式比较混乱，而且也会导致体积增加。

目前在倒装芯片组装工艺(flip chip assembly process)中铜柱得到广泛应用。

但是铜柱的制备工艺中相对于焊接凸起包括更多的压力，这会导致晶圆碎裂，并且在经过高温工艺和长时间的压力之后会使电路断开，从而使器件的性能降低，甚至失效。

因此，为解决目前工艺中的上述技术问题，有必要提出一种新的半导体器件及其制造方法和电子装置。

发明内容

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。

为了克服目前存在的问题，本发明提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：

第一晶圆，在所述第一晶圆中形成有接合凹槽，在所述接合凹槽的表面形成有接合材料层；

第二晶圆，在所述第二晶圆上形成有金属柱，其中所述金属柱嵌入并填充所述接合凹槽。

可选地，在所述接合材料层上还设置有包裹嵌于所述接合凹槽中的所述金属柱的表面的焊接材料层。

可选地，所述金属柱部分地嵌入所述接合凹槽，部分地位于所述第二晶圆的水平表面以上。

可选地，在所述第一晶圆和所述第二晶圆之间形成有填充所述第一晶圆和所述第二晶圆之间间隙的填充材料。

可选地，所述金属柱包括铜柱。

可选地，所述第一晶圆为支撑晶圆，所述第二晶圆为器件晶圆。

本发明还提供了一种半导体器件的制备方法，所述方法包括：

提供第一晶圆，在所述第一晶圆中形成有接合凹槽，在所述接合凹槽的表面形成有接合材料层；

提供第二晶圆，在所述第二晶圆上形成有金属柱，将所述金属柱嵌入并填充所述接合凹槽，以使所述第一晶圆和所述第二晶圆相接合。

可选地，使所述第一晶圆和所述第二晶圆相接合的方法包括：

将所述金属柱嵌入所述接合凹槽中；

执行回流步骤，以使所述金属柱熔融并完全填充所述接合凹槽。

可选地，在所述金属柱的表面还形成有覆盖所述接合材料层的焊接材料层，在所述回流步骤中所述焊接材料层包裹嵌于所述接合凹槽中的所述金属柱的表面。