[发明专利]半导体晶粒、半导体结构、及形成半导体结构的方法

权利要求书

1.一种半导体晶粒，包括：

多个介电材料层，嵌入多个金属互连结构；

一连接垫和通孔结构，位于该多个介电材料层的一第一侧，其中该连接垫和通孔结构包括一连接通孔部分以及一垫部分，该连接通孔部分垂直延伸穿过一垫级介电材料层，并且接触该多个金属互连结构的一者，该垫部分接触该垫级介电材料层的一水平表面；

一凸块级介电材料层，上覆于该连接垫和通孔结构；以及

一凸块结构，位于该凸块级介电材料层上，并且包括一凸块通孔部分，该凸块通孔部分延伸穿过该凸块级介电材料层并且接触该垫部分，其中该凸块通孔部的一底表面的一整体位于该连接垫和通孔结构的该垫部分的一水平顶表面的一区域内。

2.如权利要求1所述的半导体晶粒，其中该连接通孔部分的一外侧壁的多个相对段部之间的一横向距离大于该连接垫和通孔结构的该垫部分的一厚度的两倍。

3.如权利要求1所述的半导体晶粒，其中该凸块通孔部分的一底表面的一几何中心从该凸块结构的一接合凸块部分的一几何中心横向偏移，该接合凸块部分上覆于该凸块级介电材料层的一顶表面。

4.如权利要求1所述的半导体晶粒，还包括多个场效晶体管，位于该半导体基板上，并且电性连接至该多个金属互连结构的一子集。

5.一种半导体结构，包括一半导体晶粒其中：

该半导体晶粒包括多个介电材料层以及一凸块结构，该多个介电材料层嵌入多个金属互连结构，该凸块结构包括一接合凸块部分以及一凸块通孔部分，该凸块通孔部分朝向该多个金属互连结构延伸；

一焊料材料部分，附接至该凸块结构；以及

穿过该焊料材料部分的一几何中心的一垂直轴从穿过该凸块通孔部分的一几何中心的一垂直轴横向偏移。

6.如权利要求5所述的半导体结构，其中该半导体晶粒包括一连接垫和通孔结构，该连接垫和通孔结构位于该凸块通孔部分和该多个金属互连结构之间，并且该连接垫和通孔结构包括一连接通孔部分以及一垫部分，该连接通孔部分垂直延伸穿过一垫级介电材料层，并且该连接通孔部分接触该多个金属互连结构的一者，该垫部分接触该垫级介电材料层的一水平表面，并且该垫部分接触该凸块通孔部分。

7.一种形成包括一半导体晶粒的一半导体结构的方法，包括：

在一半导体基板之上形成多个介电材料层和多个金属互连结构，其中该多个介电材料层包括一垫级介电材料层；

在该多个介电材料层之上形成一连接垫和通孔结构，其中该连接垫和通孔结构包括一连接通孔部分以及一垫部分，该连接通孔部分延伸穿过该垫级介电材料层，该垫部分上覆于该垫级介电材料层；

在该连接垫和通孔结构之上形成一凸块级介电材料层；以及

在该凸块级介电材料层上形成一凸块结构，其中该凸块结构包括一凸块通孔部分以及一接合凸块部分，该凸块通孔部分延伸穿过该凸块级介电材料层，并且该凸块通孔部分接触该垫部分，该接合凸块部分上覆于该凸块级介电材料层，其中穿过该凸块通孔部分的一几何中心的一垂直轴从穿过该连接垫和通孔结构的该连接通孔部分的一几何中心的一垂直轴横向偏移。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

形成穿过该垫级介电材料层的一连接通孔腔体；以及

通过在该连接通孔腔体中并且在该垫级介电材料层之上沉积和图案化具有一厚度小于该连接通孔腔体的一最大横向尺寸的一半的一金属材料，而形成该连接垫和通孔结构。

9.权利要求8所述的方法，其中形成该凸块通孔部分使得该凸块通孔部分的一底表面的整体与该连接垫和通孔结构的该连接通孔部分的一底表面的一区域不具有任何区域重叠。

10.如权利要求7所述的方法，还包括将一半导体晶粒接合至一基板，使得该半导体晶粒的一凸块结构经由一焊料材料部分接合，其中穿过该焊料材料部分的一几何中心的一垂直轴从穿过该连接垫和通孔结构的一连接通孔部分的一几何中心的一垂直轴横向偏移。