專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有金屬焊盤(pán)的密封圈結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種帶有金屬焊盤(pán)的密封圈結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路(ICs)的設(shè)計(jì)和封裝中，有許多關(guān)注領(lǐng)域。需要防止水汽進(jìn)入電路，因?yàn)?1)水汽可能被困入到氧化物中從而增加其介電常數(shù)；(2)水汽可能在柵極氧化物中產(chǎn)生陷阱電荷中心從而導(dǎo)致互補(bǔ)-金屬-氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管中的閾值電壓漂移；C3)水汽可能在Si-柵極氧化物界面中產(chǎn)生界面態(tài)從而通過(guò)增加的熱電子敏感性導(dǎo)致晶體管壽命的下降；(4)水汽可能導(dǎo)致金屬互連的腐蝕，降低IC的可靠性；和( 當(dāng)被 Si-氧化物捕集時(shí)，水汽可能降低氧化物的機(jī)械強(qiáng)度，因此在拉伸應(yīng)力下氧化物可能變得更容易斷裂。離子污染物也可能導(dǎo)致IC的損壞，因?yàn)樗鼈兛梢匝杆俚財(cái)U(kuò)散在氧化硅中。例如， 離子污染物可以導(dǎo)致CMOS晶體管中的閾值電壓不穩(wěn)定以及改變離子污染物附近的Si表面的表面電勢(shì)。使相鄰的IC管芯互相分離的切割工藝也可能導(dǎo)致IC的潛在損傷。在工業(yè)中使用密封圈以使IC避免水汽損害、離子污染和切割工藝，但是仍需要改進(jìn)。特別地，使用機(jī)械管芯切割的切割工藝可能由于管芯切割的切削力導(dǎo)致層的脫落。尤其是具有層間金屬或?qū)娱g介電膜(介電常數(shù)(low-k)低)的背部照明器件更容易管芯切割脫落。因此，需要半導(dǎo)體器件制造的改進(jìn)方法和通過(guò)這個(gè)方法制造的器件。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，包括基板，所述基板具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域；密封圈結(jié)構(gòu)，位于所述密封圈區(qū)域上；第一前部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)上；前部金屬焊盤(pán)，在所述第一前部鈍化層中，所述前部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；第二前部鈍化層，位于所述前部金屬焊盤(pán)上；載具晶圓，與所述第二前部鈍化層接合；和第一背部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)下面。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述密封圈結(jié)構(gòu)由圍繞所述電路區(qū)域布置的金屬層堆疊組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述前部金屬焊盤(pán)由鋁組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一前部鈍化層和所述第一背部鈍化層由氧化硅組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二前部鈍化層由氧化硅和/或氮化硅組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述前部金屬焊盤(pán)直接與所述密封圈結(jié)構(gòu)的頂部金屬層連接。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一前部鈍化層和所述第二前部鈍化層由相同的材料或不同的材料組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，還包括背部金屬焊盤(pán)，位于所述第一背部鈍化層中，所述背部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；和第二背部鈍化層，位于所述背部金屬焊盤(pán)下。根據(jù)本發(fā)明所述的一種半導(dǎo)體器件，包括基板，具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域；密封圈結(jié)構(gòu)，位于所述密封圈區(qū)域中；第一前部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)上；第一背部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)下；背部金屬焊盤(pán)，在所述第一背部鈍化層中，所述背部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；和第二背部鈍化層，位于所述背部金屬焊盤(pán)下面。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述密封圈結(jié)構(gòu)由圍繞所述電路區(qū)域布置的金屬層堆疊組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述背部金屬焊盤(pán)由鋁組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述背部金屬焊盤(pán)或者直接與所述密封圈結(jié)構(gòu)的底部金屬層連接，或者與觸點(diǎn)連接，所述觸點(diǎn)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的底部金屬層連接。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一背部金屬層由氧化硅組成，而且所述第二背部鈍化層由氮化硅組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一背部鈍化層和所述第二背部鈍化層由相同的材料或不同的材料組成。根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，還包括前部金屬焊盤(pán)，在所述第一前部鈍化層中，所述前部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；
第二前部鈍化層，位于所述前部金屬焊盤(pán)和所述第一前部鈍化層上；和載具晶圓，與所述第二前部鈍化層接合。根據(jù)本發(fā)明所述的一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括提供具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域的基板；形成在所述密封圈區(qū)域上的密封圈結(jié)構(gòu)；形成在所述密封圈結(jié)構(gòu)上的第一前部鈍化層；蝕刻鄰近所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部的所述第一前部鈍化層中的前部孔；形成在所述前部孔中的前部金屬焊盤(pán)以連接所述前部金屬焊盤(pán)和所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部；形成在所述密封圈結(jié)構(gòu)下的第一背部鈍化層；蝕刻鄰近所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部的所述第一背部鈍化層中的背部孔；和形成在所述背部孔中的背部金屬焊盤(pán)以連接所述背部金屬焊盤(pán)和所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中所述前部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的頂部金屬層連接。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中所述背部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的底部金屬層連接。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，還包括形成在所述前部金屬焊盤(pán)上的第二前部鈍化層和 /或形成在所述背部金屬焊盤(pán)下的第二背部鈍化層。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，還包括晶圓接合載具晶圓和所述第二前部鈍化層；和背面蝕刻所述基板。


當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制并且僅僅用于說(shuō)明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。圖1是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出制造帶有密封圈結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法的流程圖，所述密封圈結(jié)構(gòu)具有防止管芯切割脫落的金屬焊盤(pán)。圖2是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出帶有密封圈結(jié)構(gòu)的集成電路(IC)管芯的俯視圖。圖3A和圖;3B是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面的，可選的密封圈部分沿著圖2中的線(xiàn) 1-1’的橫截面視圖。圖4是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面的器件的實(shí)施例的橫截面視圖，示出了受阻的管芯切割效應(yīng)。圖5是以前的密封圈結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，示出了以前的半導(dǎo)體器件上的管芯切割效益。圖6A-圖6F是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面的，在各個(gè)制造階段的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式據(jù)了解為了實(shí)施本公開(kāi)的不同部件，以下公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或示例。 以下描述元件和布置的特定示例以簡(jiǎn)化本公開(kāi)。當(dāng)然這些僅僅是示例并不打算限定。再者，以下描述中第一部件形成在第二部件上可包括其中第一和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可包括其中額外的部件形成插入到第一和第二部件中的實(shí)施例，使得第一和第二部件不直接接觸。為了簡(jiǎn)明和清楚，可以任意地以不同的尺寸繪制各種部件。參考附圖，圖1是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出制造帶有密封圈結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法100的流程圖，所述密封圈結(jié)構(gòu)包含防止或阻止器件上管芯切割脫落效應(yīng)的金屬焊盤(pán)。圖2是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出包括集成電路(IC)管芯和圍繞IC管芯的密封圈結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的俯視圖。圖3A和圖;3B是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出密封圈結(jié)構(gòu) 210的可選實(shí)施例的橫截面視圖。圖4是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面的，圖3的密封圈結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的橫截面視圖，其示出了半導(dǎo)體器件上受阻的管芯切割效應(yīng)。相反地，圖5示出了以前的密封圈結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其示出了器件上的管芯切割脫落效應(yīng)。圖6A到圖6F是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出不同制造階段的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖。應(yīng)該注意到，為了簡(jiǎn)潔和清楚，相同的部件被相同地標(biāo)號(hào)。還應(yīng)該注意到，可以使用CMOS工藝流程制造一部分半導(dǎo)體器件200。因此，應(yīng)該理解，可以在圖1的方法100之前、 中間、和之后提供額外的工藝，而且本文可以只簡(jiǎn)要地描述一些其它工藝。半導(dǎo)體器件200 可以被制造成包含背部照明(BSI)器件，所述背部照明器件具有層間介質(zhì)(ILD)，如低-k金屬間介質(zhì)(IMD)?，F(xiàn)參考圖1，方法100開(kāi)始于方框102，其中提供了包含密封圈區(qū)域和電路區(qū)域的半導(dǎo)體基板。在實(shí)施例中，密封圈區(qū)域圍繞電路區(qū)域形成，而且密封圈區(qū)域是用于在其上形成密封圈結(jié)構(gòu)，電路區(qū)域是用于在其中至少形成晶體管器件。方法100繼續(xù)到方框104，其中集成電路形成在電路區(qū)域上而且密封圈結(jié)構(gòu)形成在密封圈區(qū)域上。方法100繼續(xù)到方框 106，其中第一前部鈍化層形成在密封圈區(qū)域的密封圈結(jié)構(gòu)上，然后繼續(xù)到方框108，其中在第一前部鈍化層中鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部蝕刻前部孔。方法繼續(xù)到方框110，其中前部金屬焊盤(pán)形成在第一前部鈍化層的前部孔中，從而連接第一金屬焊盤(pán)和密封圈結(jié)構(gòu)的外部。在方框112中，第二前部鈍化層形成在前部金屬焊盤(pán)上，在方框114中，實(shí)施背部加工工藝，包括第二前部鈍化層和載具晶圓的晶圓接合，和減薄基板的基板蝕刻。方法100繼續(xù)到方框116，其中第一背部鈍化層形成在密封圈結(jié)構(gòu)下，繼續(xù)到方框 118，其中在第一背部鈍化層中鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部蝕刻背部孔。在方框120中，背部金屬焊盤(pán)形成在第一背部鈍化層的背部孔中，從而連接背部金屬焊盤(pán)和密封圈結(jié)構(gòu)的外部。 在方框122中，第二背部鈍化層形成在背部金屬焊盤(pán)下。也可以在方法100的步驟之前、中間或之后提供其它層、線(xiàn)、通孔、和結(jié)構(gòu)。有利地，由于金屬焊盤(pán)與密封圈結(jié)構(gòu)的外部和它們各自的鈍化層連接，因此阻擋管芯切割脫落效應(yīng)影響密封圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部分，因此也保護(hù)了集成電路?，F(xiàn)參考圖2，根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面示出了器件200的俯視圖，其包括集成電路 (IC)管芯202、圍繞IC管芯202的密封圈結(jié)構(gòu)210、和處于中間的組裝隔離區(qū)域204。圖3A 和圖:3B示出了密封圈區(qū)域沿著線(xiàn)1-1’的可選橫截面視圖?，F(xiàn)結(jié)合圖2參考圖3A，示出了根據(jù)圖1方法100制造半導(dǎo)體器件200的實(shí)施例的橫截面視圖。半導(dǎo)體器件200可以包括半導(dǎo)體基板230，如硅基板(如ρ-摻雜基板)所述基板包括密封圈區(qū)域201和圍繞電路區(qū)域中IC管芯202的組裝隔離區(qū)域204。在實(shí)施例中，密封圈區(qū)域201圍繞電路區(qū)域形成，而且密封圈區(qū)域是用于在其上形成密封圈結(jié)構(gòu)，電路區(qū)域是用于在其中至少形成晶體管器件?；?30可以可選地包括硅鍺、砷化鎵、或其它合適的半導(dǎo)體材料。基板230還可以包括摻雜區(qū)域，如P-阱、N-阱、和/或摻雜的有源區(qū)域如P+摻雜的有源區(qū)域。一方面，摻雜有源區(qū)域可以被配置在其它區(qū)域中?；?30還包括其它部件，如埋氧層、和/或外延層。另外，基板230可以是絕緣體上的半導(dǎo)體，如絕緣體上硅(S0I)。在其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體基板230可以包括摻雜的外延層、梯度半導(dǎo)體層、和/或還可以包括半導(dǎo)體層覆蓋在其它不同類(lèi)型的半導(dǎo)體層上，如硅層在硅鍺層上。在其它實(shí)施例中，化合物半導(dǎo)體基板可以包括多層硅結(jié)構(gòu)，或硅基板可以包括多層化合物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。器件200還可以包括隔離結(jié)構(gòu)，如形成在基板230中的淺溝槽隔離(STI)部件或 LOCOS部件，其用于隔離有源區(qū)域和基板的其它區(qū)域。在一個(gè)實(shí)例中，有源區(qū)域可以被配置成NMOS器件(如nFET)或PMOS器件(如pFET)。器件200還可以包括覆蓋基板230的虛擬柵極和/或柵極結(jié)構(gòu)(未示出)，其可以由各種材料層和通過(guò)各種蝕刻/圖案化技術(shù)形成在器件200的各個(gè)區(qū)域上。器件200還包括觸點(diǎn)條218，從而電連接有源區(qū)域和隨后形成的密封圈結(jié)構(gòu) 210(包括外部210a和內(nèi)部部分210b)。應(yīng)該注意到，可以在密封圈區(qū)域中提供其它層，從而形成在密封圈結(jié)構(gòu)上和/或下的各種部件，如通過(guò)CVD、旋壓技術(shù)等等沉積的鈍化層、氮化物層、和聚酰亞胺層。半導(dǎo)體基板230還可以包括在先前工藝步驟中或在隨后工藝步驟中形成的底層、 覆層、器件、連接、和其它部件。器件200包括位于基板230上，密封圈區(qū)域201中的密封圈結(jié)構(gòu)210。在一個(gè)實(shí)施例中，密封圈結(jié)構(gòu)210可以由各種堆疊導(dǎo)電層212和分布在介電層216中的通孔層214組成，并且可能具有約5微米和約15微米之間的寬度。密封圈結(jié)構(gòu)210還包括鄰近芯片邊緣和切割槽的外部210a，和鄰近組裝隔離204和電路區(qū)域的內(nèi)部部分210b。第一前部鈍化層2 位于密封圈結(jié)構(gòu)210上。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)高縱橫比工藝(HARP)和/或高密度等離子體(HDP)CVD工藝沉積第一前部鈍化層226。在一個(gè)實(shí)施例中，第一前部鈍化層2 包括電介質(zhì)并且其為氧化物。器件200還包括在第一前部鈍化層226中的第一金屬焊盤(pán)或前部金屬焊盤(pán)224。 第一金屬焊盤(pán)或前部金屬焊盤(pán)2 與密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a連接，而且在一個(gè)實(shí)施例中，前部金屬焊盤(pán)2M與密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a的頂部金屬層連接。在一個(gè)實(shí)施例中， 前部金屬焊盤(pán)2M可以由鋁組成，而且密封圈結(jié)構(gòu)的金屬層可以由銅組成?？梢允褂闷渌?^^ I^l ο第二前部鈍化層222可以位于前部金屬焊盤(pán)2M和第一前部鈍化層2 上。載具晶圓220可以隨后與第二前部鈍化層222接合。在一個(gè)實(shí)施例中，基板230可以包括下面的第一背部鈍化層，其在密封圈區(qū)域中作為底層。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)高縱橫比工藝(HARP)和/或高密度等離子體(HDP) CVD工藝沉積氧摻雜或沉積鈍化層形成第一背部鈍化層。在一個(gè)實(shí)例中，第一背部鈍化層包括電介質(zhì)(ILD或IMD)而且其為氧化物。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，在形成第一背部鈍化層之前可以通過(guò)蝕刻減薄基板230。器件200還包括在基板230中(如第一背部鈍化層)的第二金屬焊盤(pán)或背部金屬焊盤(pán)232。在這個(gè)實(shí)施例中，背部金屬焊盤(pán)232與密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a直接連接，而且在一個(gè)實(shí)施例中，背部金屬焊盤(pán)232與密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a的底部金屬層直接連接。在一個(gè)實(shí)施例中，背部金屬焊盤(pán)232可以由鋁組成，而且密封圈結(jié)構(gòu)的金屬層可以由銅組成。可以使用其它金屬。第二背部鈍化層233、234可以位于第二金屬焊盤(pán)或背部金屬焊盤(pán)232和基板230 上。在一個(gè)實(shí)施例中，背部鈍化層233可以由氧化硅組成，并且背部鈍化層234可以由氮化
8硅組成。金屬焊盤(pán)和各種鈍化層可以經(jīng)歷圖案化和蝕刻步驟從而形成所需的結(jié)構(gòu)外觀。應(yīng)該可以理解，半導(dǎo)體器件200可以經(jīng)歷電路區(qū)域中的進(jìn)一步加工工藝從而形成各種部件如觸點(diǎn)/通孔、互連金屬層、層間介質(zhì)、鈍化層等等，形成本領(lǐng)域公知的半導(dǎo)體電路。應(yīng)該還可以理解，在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件200可以只包括前部金屬焊盤(pán)或背部金屬焊盤(pán)，而不是兩個(gè)金屬焊盤(pán)都包括?，F(xiàn)參考圖3B，示出了密封圈結(jié)構(gòu)210和器件200的可替換實(shí)施例。各個(gè)結(jié)構(gòu)與圖 3A公開(kāi)的實(shí)施例基本相似，并且這里不再重復(fù)一般結(jié)構(gòu)的描述，盡管這些結(jié)構(gòu)也完全可以應(yīng)用到這個(gè)實(shí)施例中。在這個(gè)實(shí)施例中，第二金屬焊盤(pán)或背部金屬焊盤(pán)232不與密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a的底部金屬層直接連接。反而，背部金屬焊盤(pán)232與觸點(diǎn)218連接，觸點(diǎn)218與密封圈結(jié)構(gòu)的底部金屬層連接。因此，背部金屬焊盤(pán)232與密封圈結(jié)構(gòu)電連接但是間接地通過(guò)觸點(diǎn)218?，F(xiàn)參考圖4和圖5，圖4是圖3A的密封圈結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的橫截面視圖，根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出了半導(dǎo)體器件200上受阻的管芯切割效應(yīng)，相反，圖5示出了以前的密封圈結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，顯示了器件上的管芯切割脫落效應(yīng)。管芯切割效應(yīng)，如鋸齒線(xiàn)MOa 到MOc所示，被密封圈結(jié)構(gòu)的外部210a中的金屬焊盤(pán)2M和232阻擋，從而使密封圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部分210b避免了管芯切割脫落效應(yīng)和使內(nèi)部電路器件避免了層脫落。連接和接觸密封圈結(jié)構(gòu)的外部并且進(jìn)一步分別連接前部和背部鈍化層的金屬焊盤(pán)2M和232，阻擋管芯切割脫落效應(yīng)橫越到密封圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部分和內(nèi)部電路器件。相反，圖5示出了鋸齒線(xiàn)340a到340c表示的管芯切割脫落效應(yīng)橫越到密封圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部分210b，因?yàn)槿鄙俳饘俸副P(pán)2M和/或232 (圖4)。特別地，圖5示出了沿著鈍化層222、230和234的界面所示的管芯切割脫落效應(yīng)340a-340c，而圖4示出了被金屬焊盤(pán) 2M和232阻擋的管芯切割脫落效應(yīng)M0a-240c。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面， 可以使用金剛石切割器而不是激光沿著包含密封圈結(jié)構(gòu)的器件的切割槽切割，所述密封圈結(jié)構(gòu)包括金屬焊盤(pán)，從而降低生產(chǎn)成本。圖6A到圖6F根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面，示出了在制造的各個(gè)階段的器件200的橫截面視圖。圖6A示出了基板230a、密封圈區(qū)域上的密封圈結(jié)構(gòu)210、和密封圈結(jié)構(gòu)210上的第一鈍化層226的形成。在這個(gè)實(shí)施例中，觸點(diǎn)218被從密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a下移除，盡管在其它實(shí)施例中，觸點(diǎn)218可以保留在密封圈結(jié)構(gòu)210的外部210a下。圖6B示出了第一鈍化層226的蝕刻以形成前部孔252，和隨后的沉積，和前部孔 252中金屬的蝕刻以形成第一金屬焊盤(pán)或前部金屬焊盤(pán)224。前部孔252鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部210a的頂部金屬層，并且前部金屬焊盤(pán)2M直接與密封圈外部210a的頂部金屬層連接。圖6C示出了第二前部鈍化層222形成在前部金屬焊盤(pán)2M和第一前部鈍化層2 上。圖6D示出了背部加工工藝，包括接合載具晶圓220和第二前部鈍化層222，和蝕刻基板230a以減薄基板層。圖6E示出了第一背部鈍化層230隨后形成在密封圈結(jié)構(gòu)下面。在一個(gè)實(shí)施例中， 通過(guò)高縱橫比工藝(HARP)和/或高密度等離子體(HDP) CVD工藝沉積氧摻雜或沉積鈍化層從而形成第一背部鈍化層230。在一個(gè)實(shí)施例中，第一背部鈍化層包括電介質(zhì)(ILD或IMD)并且其為氧化物。圖6F示出了第二鈍化層230的蝕刻以形成背部孔250，和隨后的沉積，和第二孔 250中金屬的蝕刻以形成第二金屬焊盤(pán)或背部金屬焊盤(pán)232。第二孔250鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部210a的底部金屬層，并且背部金屬焊盤(pán)232直接與外部210a的底部金屬層連接。圖 6F還示出了鈍化層233和234形成在背部金屬焊盤(pán)232和第二鈍化層230的下面。在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)CVD、PVD或其它合適的工藝沉積金屬焊盤(pán)2M和232在各自的孔中，隨后圖案化，例如使用標(biāo)準(zhǔn)光刻圖案化和蝕刻技術(shù)。在另一個(gè)實(shí)例中，金屬焊盤(pán)224 和232由鋁組成，盡管也可以使用其它金屬，如鈦、鎢、銅。本公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例，并且本公開(kāi)的方法、技術(shù)和結(jié)構(gòu)可以被應(yīng)用在 CMOS圖像感應(yīng)器(CIS)背部照明(BSI)產(chǎn)品中，和應(yīng)用在需要晶圓接合工藝的產(chǎn)品中，如微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)產(chǎn)品。另外，半導(dǎo)體器件可以被形成為具有與密封圈結(jié)構(gòu)連接的前部金屬焊盤(pán)、與密封圈結(jié)構(gòu)連接的背部金屬焊盤(pán)、或與密封圈結(jié)構(gòu)連接的這兩個(gè)金屬焊盤(pán)。本公開(kāi)的其中一個(gè)寬泛形式是涉及半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括基板，其具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域，位于密封圈區(qū)域上的密封圈結(jié)構(gòu)，位于密封圈結(jié)構(gòu)上的第一前部鈍化層，和位于第一前部鈍化層中的前部金屬焊盤(pán)，與密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接的前部金屬焊盤(pán)。器件還包括位于前部金屬焊盤(pán)上的第二前部鈍化層，與第二前部鈍化層接合的載具晶圓，位于密封圈結(jié)構(gòu)下的第一背部鈍化層。本公開(kāi)的另一個(gè)寬泛形式是涉及半導(dǎo)體器件，半導(dǎo)體器件包括含有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域的基板，在密封圈區(qū)域中的密封圈結(jié)構(gòu)，位于密封圈結(jié)構(gòu)上的第一鈍化層，和在第一鈍化層中的第一金屬焊盤(pán)，與密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接的第一金屬焊盤(pán)。器件還包括位于密封圈結(jié)構(gòu)下的第二鈍化層，和在第二鈍化層中的第二金屬焊盤(pán)，與密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接的第二金屬焊盤(pán)。本公開(kāi)的另一個(gè)寬泛形式是涉及制造半導(dǎo)體器件的方法。方法包括提供具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域的基板，在密封圈區(qū)域上形成密封圈結(jié)構(gòu)，在密封圈結(jié)構(gòu)上形成第一前部鈍化層，在第一前部鈍化層中蝕刻鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部的前部孔，和在前部孔中形成前部金屬焊盤(pán)以連接前部金屬焊盤(pán)和密封圈結(jié)構(gòu)的外部。方法還包括在密封圈結(jié)構(gòu)下形成第一背部鈍化層，在第一背部鈍化層中蝕刻鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部的背部孔，和在背部孔中形成背部金屬焊盤(pán)以連接背部金屬焊盤(pán)和密封圈結(jié)構(gòu)的外部。上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括基板，所述基板具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域； 密封圈結(jié)構(gòu)，位于所述密封圈區(qū)域上； 第一前部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)上；前部金屬焊盤(pán)，在所述第一前部鈍化層中，所述前部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；第二前部鈍化層，位于所述前部金屬焊盤(pán)上； 載具晶圓，與所述第二前部鈍化層接合；和第一背部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)下面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述密封圈結(jié)構(gòu)由圍繞所述電路區(qū)域布置的金屬層堆疊組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述前部金屬焊盤(pán)由鋁組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一前部鈍化層和所述第一背部鈍化層由氧化硅組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二前部鈍化層由氧化硅和/或氮化硅組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述前部金屬焊盤(pán)直接與所述密封圈結(jié)構(gòu)的頂部金屬層連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一前部鈍化層和所述第二前部鈍化層由相同的材料或不同的材料組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括背部金屬焊盤(pán)，位于所述第一背部鈍化層中，所述背部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；和第二背部鈍化層，位于所述背部金屬焊盤(pán)下。
9.一種半導(dǎo)體器件，包括基板，具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域； 密封圈結(jié)構(gòu)，位于所述密封圈區(qū)域中； 第一前部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)上； 第一背部鈍化層，位于所述密封圈結(jié)構(gòu)下；背部金屬焊盤(pán)，在所述第一背部鈍化層中，所述背部金屬焊盤(pán)與所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部連接；和第二背部鈍化層，位于所述背部金屬焊盤(pán)下面。
10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括 提供具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域的基板；形成在所述密封圈區(qū)域上的密封圈結(jié)構(gòu)； 形成在所述密封圈結(jié)構(gòu)上的第一前部鈍化層； 蝕刻鄰近所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部的所述第一前部鈍化層中的前部孔； 形成在所述前部孔中的前部金屬焊盤(pán)以連接所述前部金屬焊盤(pán)和所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部；形成在所述密封圈結(jié)構(gòu)下的第一背部鈍化層；蝕刻鄰近所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部的所述第一背部鈍化層中的背部孔；和形成在所述背部孔中的背部金屬焊盤(pán)以連接所述背部金屬焊盤(pán)和所述密封圈結(jié)構(gòu)的外部。
全文摘要
方法包括提供具有密封圈區(qū)域和電路區(qū)域的基板，在密封圈區(qū)域上形成密封圈結(jié)構(gòu)，在密封圈結(jié)構(gòu)上形成第一前部鈍化層，在第一前部鈍化層中蝕刻鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部的前部孔，在前部孔中形成前部金屬焊盤(pán)以連接前部金屬焊盤(pán)和密封圈結(jié)構(gòu)的外部，在密封圈結(jié)構(gòu)下形成第一背部鈍化層，在第一背部鈍化層中蝕刻鄰近密封圈結(jié)構(gòu)的外部的背部孔，和在背部孔中形成背部金屬焊盤(pán)以連接背部金屬焊盤(pán)和密封圈結(jié)構(gòu)的外部。也提供了通過(guò)所述方法制造的半導(dǎo)體器件。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102376683SQ201110224828
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者劉人誠(chéng), 李新輝, 楊敦年, 林政賢, 王文德, 蔡紓婷 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司