[发明专利]具有处理器和动态随机存取存储器的键合半导体器件及其形成方法

说明书

公开了半导体器件及其制造方法的实施例。在一个示例中，一种半导体器件包括第一半导体结构，第一半导体结构包括处理器、静态随机存取存储器(SRAM)单元的阵列以及包括多个第一键合触点的第一键合层。所述半导体器件还包括第二半导体结构，第二半导体结构包括动态随机存取存储器(DRAM)单元的阵列以及包括多个第二键合触点的第二键合层。所述半导体器件还包括在第一键合层和第二键合层之间的键合界面。第一键合触点和第二键合触点在键合界面处接触。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月15日提交的题为“INTEGRATION OF THREE-DIMENSIONALNAND MEMORY DEVICES WITH MULTIPLE FUNCTIONAL CHIPS”的国际申请No.PCT/CN2019/082607的优先权的权益，通过引用将该国际申请的全部内容并入本文。

背景技术

本公开的实施例涉及半导体器件及其制造方法。

在现代移动设备(例如，智能手机、平板电脑等)中，使用多个复杂的片上系统(SOC)以实现各种功能，例如应用处理器、动态随机存取存储器(DRAM)、闪存、用于蓝牙、Wi-Fi、全球定位系统(GPS)、调频(FM)无线电、显示器等的各种控制器、以及基带处理器，它们被形成为分立的芯片。例如，包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、片上存储器、加速功能硬件、和其它模拟部件的应用处理器通常尺寸较大。

发明内容

本文公开了半导体器件及其制造方法的实施例。

在一个示例中，一种半导体器件包括第一半导体结构，所述第一半导体结构包括处理器、静态随机存取存储器(SRAM)单元的阵列、以及包括多个第一键合触点的第一键合层。半导体器件还包括第二半导体结构，所述第二半导体结构包括DRAM单元的阵列、以及包括多个第二键合触点的第二键合层。半导体器件还包括第一键合层和第二键合层之间的键合界面。第一键合触点与第二键合触点在键合界面处接触。

在另一个示例中，公开了一种用于形成半导体器件的方法。在第一晶圆上形成多个第一半导体结构。第一半导体结构中的至少一个包括处理器、SRAM单元的阵列、以及包括多个第一键合触点的第一键合层。在第二晶圆上形成多个第二半导体结构。第二半导体结构中的至少一个包括DRAM单元的阵列以及包括多个第二键合触点的第二键合层。将第一晶圆和第二晶圆以面对面的方式键合，使得第一半导体结构中的至少一个键合到第二半导体结构中的至少一个。第一半导体结构的第一键合触点与第二半导体结构的第二键合触点在键合界面处接触。将键合的第一和第二晶圆切割成多个管芯。管芯中的至少一个包括键合的第一和第二半导体结构。

在又一个示例中，公开了一种用于形成半导体器件的方法。在第一晶圆上形成多个第一半导体结构。第一半导体结构中的至少一个包括处理器、SRAM单元的阵列、以及包括多个第一键合触点的第一键合层。将第一晶圆切割成多个第一管芯，使得第一管芯中的至少一个包括第一半导体结构中的至少一个。在第二晶圆上形成多个第二半导体结构。第二半导体结构中的至少一个包括DRAM单元的阵列以及包括多个第二键合触点的第二键合层。将第二晶圆切割成多个第二管芯，使得第二管芯中的至少一个包括第二半导体结构中的至少一个。将第一管芯和第二管芯以面对面的方式键合，使得第一半导体结构键合到第二半导体结构。第一半导体结构的第一键合触点与第二半导体结构的第二键合触点在键合界面处接触。

附图说明

被并入本文并形成说明书的部分的附图例示了本公开的实施例并与说明书一起进一步用以解释本公开的原理，并使相关领域的技术人员能够做出和使用本公开。

图1A示出了根据一些实施例的示例性半导体器件的截面的示意图。

图1B示出了根据一些实施例的另一示例性半导体器件的截面的示意图。

图2A示出了根据一些实施例的具有处理器和SRAM的示例性半导体结构的示意性平面图。