[发明专利]用于Xtacking架构的焊盘引出结构

说明书

本公开内容提供了一种制造半导体器件的方法。该方法可以包括：面对面地键合第一管芯和第二管芯，第一管芯包括：衬底；在第一管芯的正面形成的在半导体层之上的晶体管，其中在衬底与半导体层之间具有绝缘层；以及在第一管芯的正面的延伸穿过绝缘层的第一接触结构。该方法还可以包括：使第一接触结构从第一管芯的背面暴露；从第一管芯的背面在绝缘层中形成接触孔以使半导体层暴露；以及在第一管芯的背面形成与第一接触结构连接的第一焊盘引出结构和在接触孔上与半导体层导电地连接的第二焊盘引出结构。

技术领域

概括地说，本申请描述了与半导体存储器件有关的实施例。

背景技术

已开发了三维(3D)NAND闪存存储技术以实现较高的数据存储密度而不需要较小的存储单元。3D NAND存储器件通常包括形成垂直存储单元串的阵列晶体管和形成外围电路的外围晶体管。在常规的3D NAND器件中，在相同衬底上处理阵列晶体管和外围晶体管。然而，在Xtacking架构中，包含阵列晶体管的阵列衬底和包含外围晶体管的外围衬底经由键合界面面对面地堆叠，其中晶体管被夹在这两个衬底之间。因此，Xtacking架构可以实现较高的存储密度、较简单的处理流程、以及较短的循环时间。

Xtacking架构还可以包括在阵列衬底或外围衬底的背面的垫出(pad-out)结构。因此，外部电路可以经由焊盘引出结构来向被夹在这两个衬底之间的晶体管提供控制信号。焊盘引出结构可以用贯穿硅触点(TSC)配置来制造。

发明内容

本公开内容的各方面提供了用于Xtacking架构的半导体器件的焊盘引出结构以及形成焊盘引出结构的方法。

根据第一方面，公开了一种具有焊盘引出结构的Xtacking架构的半导体器件。所述半导体器件可以包括面对面键合的第一管芯和第二管芯。所述第一管芯可以包括在所述第一管芯的背面的绝缘层、从所述第一管芯的正面延伸穿过所述绝缘层的第一部分的第一接触结构、在所述绝缘层的第二部分的正面的半导体层、以及在所述半导体层的正面形成的第一晶体管。

在一些实施例中，所述第一晶体管可以包括在所述第一管芯的正面在所述半导体层之上形成的存储单元。所述存储单元可以包括交替的字线层和绝缘层的堆叠体、以及延伸穿过所述堆叠体的多个沟道结构。在一些实施例中，所述第一管芯还可以包括在所述堆叠体的阶梯区域中形成的多个接触结构，所述多个接触结构与所述字线层耦合。所述阶梯区域可以处于所述堆叠体的边界或中间。此外，沟道结构可以包括由一个或多个绝缘层围绕的沟道层。

在一些实施例中，所述第二管芯可以包括衬底和在所述衬底的正面形成的用于所述存储单元的外围电路。

所述半导体器件还可以包括被设置在所述第一管芯的背面的第一焊盘引出结构，其中所述第一焊盘引出结构与所述第一接触结构电耦合。所述半导体器件还可以包括被设置在所述第一管芯的背面的第二焊盘引出结构，其中所述第二焊盘引出结构经由接触孔与所述半导体层电耦合，并且所述第二焊盘引出结构填充所述接触孔。

所述第一焊盘引出结构可以包括第一导电层的第一部分，并且所述第二焊盘引出结构可以包括所述第一导电层的第二部分。所述第一导电层的所述第一部分可以与所述第一导电层的所述第二部分间隔开。所述第一导电层可以由第一金属材料制成。在一些实施例中，所述第一焊盘引出结构还可以包括第二导电层的被设置在所述第一接触结构与第一垫层之间的第一部分。所述第二焊盘引出结构还可以包括所述第二导电层的被设置在所述半导体层与第二垫层之间的第二部分。所述第二导电层的所述第一部分可以与所述第二导电层的所述第二部分间隔开。所述第二导电层可以由第二金属材料制成。在一示例中，所述第一金属材料由铝制成，并且所述第二金属材料由钛制成。