[发明专利]一种键合结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种键合结构及其制造方法，在晶圆上键合芯片，晶圆的裸片上形成有混合键合结构，芯片背面上也预先形成有背连线结构和混合键合结构，这样，通过背连线结构实现芯片中互连结构的电引出，进一步可以通过芯片上的混合互连结构键合至裸片上的混合键合结构，实现芯片至晶圆的互连。在该方案中，无需在芯片键合之后进行填充和研磨大量介质层的工艺，降低制造成本，同时能够更好地保证芯片间的一致性，具有更好的可实施性。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种键合结构及其制造方法。

背景技术

随着半导体技术进入后摩尔时代，为满足高集成度和高性能的需求，芯片结构向着三维方向发展，而晶圆级封装技术得到了广泛的应用，然而，晶圆级的封装是整片晶圆的封装，即使存在失效的裸片也要进行封装，造成资源的浪费。目前芯片到晶圆的封装成为另一个研究热点，而如何在工艺上实现产业化，仍存在很多问题需要解决。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种键合结构及其制造方法，实现芯片到晶圆的封装，且具有更好的可实施性。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种键合结构的制造方法，包括：

提供底晶圆，所述底晶圆具有阵列排布的裸片，所述裸片表面上形成有混合键合结构，混合键合结构包括介质键合层以及导电键合垫；

提供第1至第N芯片，N≥1，从所述芯片的背面预先形成有背连线结构和混合键合结构，所述背连线结构分别连接芯片中的互连线以及芯片的导电键合垫，且当N≥2时，第1至第N-1芯片的正面还形成有混合键合结构且正面的导电键合垫连接至芯片中的互连线；

利用混合键合结构，在底晶圆的各裸片上依次键合第n芯片，以实现芯片与裸片的互连，n从1至N且为自然数。

可选地，第N芯片的正面还形成有衬垫，所述衬垫连接至第N芯片中的互连线。

可选地，各芯片通过晶圆级测试。

可选地，所述导电键合垫的材料为铜，所述介质键合层的材料包括氧化硅、NDC和或他们的组合。

可选地，芯片的形成方法包括：

提供形成有芯片的待键合晶圆；

在待键合晶圆的正面键合载片；

以所述载片为支撑晶圆，在所述待键合晶圆的背面形成背连线结构以及混合键合结构；

去除载片；

进行待键合晶圆的切割，以获得键合用的芯片。

一种键合结构，包括：

底层晶圆，所述底晶圆具有阵列排布的裸片，所述裸片表面上形成有混合键合结构，混合键合结构包括介质键合层以及导电键合垫；

第1至第N芯片，N≥1且为自然数，所述芯片的背面上形成有背连线结构和混合键合结构，所述背连线结构分别连接芯片中的互连线以及导电键合垫，且当N≥2时，第1至第N-1芯片的正面还形成有混合键合结构且正面的导电键合垫连接至芯片中的互连线，各所述芯片利用混合键合结构依次堆叠键合在裸片之上。

可选地，第N芯片的正面还形成有衬垫，所述衬垫连接至第N芯片中的互连线。

可选地，各芯片通过晶圆级测试。

可选地，所述导电键合垫的材料为铜，所述介质键合层的材料包括氧化硅、NDC和或他们的组合。