半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
[0001][相關(guān)申請(qǐng)案]
[0002]本申請(qǐng)案享有2014年11月4日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)案編號(hào)2014 — 224602的優(yōu)先權(quán)的利益，該日本專利申請(qǐng)案的全部?jī)?nèi)容被弓I用于本申請(qǐng)案中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實(shí)施方式一般而言涉及一種半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]以往有一種半導(dǎo)體裝置，其通過(guò)將半導(dǎo)體芯片積層為多級(jí)而能夠降低占有面積。此種半導(dǎo)體裝置例如通過(guò)將形成有半導(dǎo)體元件或集成電路的基板貼合為多級(jí)并切割為半導(dǎo)體芯片單位而制造成。
[0005]在所貼合的各基板的表面一般而言設(shè)置有半導(dǎo)體氧化膜，且在各半導(dǎo)體氧化膜的表面的對(duì)應(yīng)的位置，設(shè)置有通過(guò)貼合基板而連接的多個(gè)電極。此處，在將基板彼此貼合的步驟中，所連接的電極的位置存在產(chǎn)生錯(cuò)位的情況。
[0006]該情況下，設(shè)置于一基板側(cè)的電極的金屬會(huì)與設(shè)置于另一基板表面的半導(dǎo)體氧化膜直接接觸，當(dāng)在其后進(jìn)行的熱處理步驟中金屬向另一基板側(cè)擴(kuò)散時(shí)，對(duì)設(shè)置于另一基板側(cè)的半導(dǎo)體元件或集成電路的特性帶來(lái)不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實(shí)施方式提供能夠抑制設(shè)置于一基板表面的金屬電極的金屬向貼合于一基板的另一基板擴(kuò)散的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
[0008]根據(jù)本實(shí)施方式而提供一種半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置包括低黏接性膜、一對(duì)基板、及金屬電極。低黏接性膜相較于半導(dǎo)體氧化膜而對(duì)金屬的黏接性更低。一對(duì)基板隔著所述低黏接性膜而設(shè)置。金屬電極貫通所述低黏接性膜而連接所述一對(duì)基板，且在所述一對(duì)基板之間具有較埋設(shè)于所述一對(duì)基板的部位更細(xì)的部位。埋設(shè)于一所述基板的所述金屬電極的一部分在與另一所述基板上的所述低黏接性膜之間隔著空隙而設(shè)置。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的示意性的剖面的說(shuō)明圖。
[0010]圖2A?圖2D是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的說(shuō)明圖。
[0011]圖3A?圖3C是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的說(shuō)明圖。
[0012]圖4A?圖4C是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的說(shuō)明圖。
[0013]圖5A及圖5B是表示實(shí)施方式的變形例I的半導(dǎo)體裝置的示意性的剖面的說(shuō)明圖。
[0014]圖6A及圖6B是表示實(shí)施方式的變形例2的半導(dǎo)體裝置的示意性的剖面的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下參照隨附圖式對(duì)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，并非為通過(guò)該實(shí)施方式來(lái)限定本發(fā)明。以下，列舉將形成有邏輯電路的第I基板與形成有影像傳感器的第2基板貼合的所謂的Wafer on Wafer (晶片上晶片)為例進(jìn)行說(shuō)明，但本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可采用于Chip on Wafer (芯片上晶片)或Chip on Chip(芯片上芯片)。另外，形成于第I基板或第2基板的電路并不限定于邏輯電路或影像傳感器，也可為任意的半導(dǎo)體集成電路。
[0016]圖1是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置I的示意性的剖面的說(shuō)明圖。如圖1所示，半導(dǎo)體裝置I包括低黏接性膜2、第I基板31及第2基板32、及金屬電極4(以下，僅記載為“電極4”)。
[0017]低黏接性膜2為由相較于半導(dǎo)體氧化膜(例如未添加雜質(zhì)的氧化硅膜)而對(duì)金屬的黏接性更低的材料形成的膜。此處的相較于半導(dǎo)體氧化膜而對(duì)金屬的黏接性更低的材料，例如包含氮化娃、添加有碳的氮化娃、添加有碳的氧化娃等的絕緣膜、或Low-k材料等。
[0018]此種低黏接性膜2是將設(shè)置于貼合前的第I基板31表面的第I低黏接性膜21與設(shè)置于貼合前的第2基板32表面的第2低黏接性膜22貼合而成。
[0019]第I基板31及第2基板32例如為硅晶片等半導(dǎo)體基板。第I基板31在內(nèi)部形成有邏輯電路(省略圖示)。第2基板32在內(nèi)部形成有影像傳感器(省略圖示)。這些第I基板31及第2基板32隔著低黏接性膜2而設(shè)置。
[0020]電極4例如由銅形成，且貫通低黏接性膜2而連接形成于第I基板31內(nèi)的邏輯電路與形成于第2基板32內(nèi)的影像傳感器。另外，電極4的材料也可為除銅以外的金屬。
[0021]此種電極4包括埋入至第I基板31的部位(以下，記載為“第I部位41”)、及埋入至第2基板32的部位(以下，記載為“第2部位42”)。進(jìn)而，電極4包括連接第I部位41與第2部位42的部位(以下，記載為“第3部位43”)。第3部位43的寬度d3窄于第I部位41的寬度dl及第2部位42的寬度d2。
[0022]此外，半導(dǎo)體裝置I在電極4的第I部位41與第I基板31及第I低黏接性膜21之間，包括由鉭或氮化鉭形成的阻隔金屬23。此外，半導(dǎo)體裝置I在電極4的第2部位42與第2基板32及第2低黏接性膜22之間，包括由例如鉭或氮化鉭形成的阻隔金屬24。
[0023]此外，埋設(shè)于一基板即第I基板31的電極4的一部分即第I部位41，在與另一基板即第2基板32上的第2低黏接性膜22之間隔著空隙51而設(shè)置。此外，埋設(shè)于另一基板即第2基板32的電極4的一部分即第2部位42，在與一基板即第I基板31上的第I低黏接性膜21之間隔著空隙52而設(shè)置。
[0024]由此，在半導(dǎo)體裝置I中，第I部位41的周面中與第2基板32對(duì)向的部位不會(huì)接觸于第2低黏接性膜22，因此能夠防止第I部位41的金屬經(jīng)由第2低黏接性膜22向第2基板32側(cè)擴(kuò)散。
[0025]同樣，在半導(dǎo)體裝置I中，第2部位42的周面中與第I基板31對(duì)向的部位不會(huì)接觸于第I低黏接性膜21，因此能夠防止第2部位42的金屬經(jīng)由第I低黏接性膜21向第I基板31側(cè)擴(kuò)散。
[0026]此外，根據(jù)半導(dǎo)體裝置1，能夠通過(guò)阻隔金屬23而防止自電極4的第I部位41向第I基板31的金屬擴(kuò)散，且能夠通過(guò)阻隔金屬24而防止自電極4的第2部位42向第2基板32的金屬擴(kuò)散。
[0027]其次，參照?qǐng)D2A?圖4C對(duì)半導(dǎo)體裝置I的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖2A?圖4C是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置I的制造步驟的說(shuō)明圖。在制造半導(dǎo)體裝置I的情況下，首先如圖2A所示，準(zhǔn)備在內(nèi)部形成有邏輯電路(省略圖示)的第I基板31。
[0028]然后，如圖2B所示，在第I基板31的表面通過(guò)例如氮化硅、添加有碳的氮化硅、添加有碳的氧化硅等的絕緣膜、或Low-k材料等而形成第I低黏接性膜21。
[0029]由此，能夠形成相對(duì)于其后形成的電極4的材料即銅的黏接性更低的第I低黏接性膜21。另外，第I低黏接性膜21通過(guò)例如CVD (Chemical Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積)形成。在通過(guò)有機(jī)系的Low-k材料形成第I低黏接性膜21的情況下，也可通過(guò)旋涂機(jī)形成第I低黏接性膜21。
[0030]此外，此處，在第I基板31的表面形成有第I低黏接性膜21，但也可于在第I基板31的表面形成有氧化硅膜作為層間絕緣膜之后，在氧化硅膜的表面形成第I低黏接性膜
21ο
[0031]繼而，如圖2C所示，于在第I低黏接性膜21的表面涂布抗蝕劑6之后，通過(guò)光刻將電極4的形成預(yù)定位置上的抗蝕劑6除去而形成開口 61。
[0032]然后，如圖2D所示，使用抗蝕劑6作為掩模對(duì)第I低黏接性膜21及第I基板31進(jìn)行例如RIE (Reactive 1n Etching，反應(yīng)性離子蝕刻)等各向異性蝕刻，由此在第I基板31形成