中介层及其制作方法和集成电路

本公开的实施例涉及一种中介层及其制作方法和集成电路。

背景技术：

1、随着集成电路制造工艺节点的不断推进，电路系统集成规模，计算性能和速度得到了大幅提升，所需要的数据传输带宽需求迅速上升，限制芯片性能的因素逐渐由芯片本身的处理速度转向芯片外的互连线密度与延迟。中介层技术作为一种解决该问题的方案被提出。

2、中介层(interposer)技术指的是将需要互连的不同功能的芯片键合到提前制作好的中介层晶圆(interposer wafer)上，中介层晶圆上通过金属互连工艺与基板通孔技术(tsv，through substrate via)制作了高密度、低延迟的互连线。同时为了便于芯片键合，在顶端制作了相应的焊点结构。芯片与中介层晶圆键合后，在对整体进行封装与再布线工艺，完成芯片的封装。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种中介层及其制作方法和集成电路。该中介层可以通过后端工艺在第一钝化层上堆叠后端器件，同时又不影响衬底基板的基板通孔的互连密度，进而可以通过增加后端器件为整体系统的设计提供更加丰富的功能，并能降低生产制造成本。

2、本公开至少一个实施例提供一种中介层，包括衬底基板，设置有贯穿所述衬底基板的多个基板通孔；第一钝化层，位于所述衬底基板上；以及后端器件，位于所述第一钝化层远离所述衬底基板的一侧，其中，所述后端器件包括有源层，所述有源层与所述衬底基板不同。

3、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层还包括：金属互连图案，位于所述第一钝化层远离所述衬底基板的一侧，其中，所述第一钝化层设置有贯穿所述第一钝化层的第一钝化层通孔，所述第一钝化层通孔内设置有第一导电部，所述金属互连图案与所述第一导电部相连。

4、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层中，所述金属互连图案的材料和第一导电部的材料相同。

5、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层中，所述后端器件与所述金属互连图案和所述第一导电部中的至少一个相连。

6、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层中，所述基板通孔内设置有第二导电部，所述第二导电部与所述第一导电部相连。

7、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层还包括：n个所述第一钝化层，沿第一方向设置，其中，各所述第一钝化层远离所述衬底基板的一侧设置有所述后端器件和所述金属互连图案中的至少一个，n为大于1的正整数。

8、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层还包括：有源器件，位于所述衬底基板靠近所述第一钝化层的一侧，其中，所述有源器件与所述第一导电部相连。

9、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层还包括：第二钝化层，位于距离所述衬底基板最远的所述第一钝化层上且远离所述衬底基板的一侧；以及键合机构，其中，所述第二钝化层设置有贯穿所述第二钝化层的第二钝化层通孔，所述第二钝化层通孔设置有第三导电部，所述键合机构与所述第三导电部相连。

10、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层中，所述衬底基板的材料包括硅、碳化硅、锗硅、石英、锶钛氧、蓝宝石、金刚石中的至少一种，所述有源层的材料包括氧化物半导体或二维材料。

11、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层中，所述后端器件包括后端晶体管。

12、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层中，所述后端器件还包括后端存储器件和后端计算器件。

13、本公开至少一个实施例还提供一种集成电路，其包括上述任一项所述的中介层。

14、本公开至少一个实施例提供一种中介层制作方法，包括：在衬底基板上形成第一钝化层；以及在所述第一钝化层远离所述衬底基板的一侧形成后端器件，其中，所述后端器件包括有源层，所述有源层与所述衬底基板不同，所述衬底基板设置有贯穿所述衬底基板的多个基板通孔。

15、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法还包括：在所述第一钝化层形成贯穿所述第一钝化层的第一钝化层通孔；以及在所述第一钝化层远离所述衬底基板的一侧形成金属互连图案，其中，所述第一钝化层通孔设置有第一导电部，所述金属互连图案与所述第一导电部相连。

16、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法中，所述后端器件与所述金属互连图案和所述第一导电部中的至少一个相连。

17、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法还包括：在所述多个基板通孔中形成第二导电部，其中，所述第二导电部和所述第一导电部相连。

18、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法中，在所述衬底基板上形成所述第一钝化层包括：形成n个所述第一钝化层，其中，n个所述第一钝化层沿第一方向设置，各所述第一钝化层远离所述衬底基板的一侧设置有所述后端器件和所述金属互连图案中的至少一个，n为大于1的正整数。

19、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法还包括：在所述衬底基板靠近所述第一钝化层的一侧形成有源器件，其中，所述有源器件与所述第一导电部相连。

20、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法还包括：在距离所述衬底基板最远的所述第一钝化层上且远离所述衬底基板的一侧形成第二钝化层和键合机构，其中，所述第二钝化层设置有贯穿所述第二钝化层的第二钝化层通孔，所述第二钝化层通孔设置有第三导电部，所述键合机构与所述第三导电部相连。

21、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法中，所述衬底基板的材料包括硅、碳化硅、锗硅、石英、锶钛氧、蓝宝石、金刚石中的至少一种，所述有源层的材料包括氧化物半导体或二维材料。

22、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法中，所述后端器件包括后端晶体管。

23、例如，在本公开一实施例提供的一种中介层制作方法中，所述后端器件还包括后端存储器件和后端计算器件。

技术特征：

1.一种中介层，包括：

2.根据权利要求1所述的中介层，还包括：

3.根据权利要求2所述的中介层，其中，所述金属互连图案的材料和第一导电部的材料相同。

4.根据权利要求2所述的中介层，其中，所述后端器件与所述金属互连图案和所述第一导电部中的至少一个相连。

5.根据权利要求4所述的中介层，其中，所述基板通孔内设置有第二导电部，所述第二导电部与所述第一导电部相连。

6.根据权利要求2所述的中介层，还包括：

7.根据权利要求2-6中任一项所述的中介层，还包括：

8.根据权利要求1-6中任一项所述的中介层，还包括：

9.根据权利要求1-6任一项所述的中介层，其中，所述后端器件包括后端晶体管。

10.根据权利要求9所述的中介层，其中，所述后端器件还包括后端存储器件和后端计算器件。

11.一种集成电路，包括根据权利要求1-10任一项所述的中介层。

12.一种中介层制作方法，包括：

技术总结
一种中介层及其制作方法和集成电路。该中介层包括衬底基板、第一钝化层和后端器件。衬底基板设置有贯穿衬底基板的多个基板通孔；第一钝化层位于衬底基板上；后端器件位于第一钝化层远离衬底基板的一侧。后端器件包括有源层，有源层与衬底基板不同。由此，后端器件可以通过后端工艺在第一钝化层上堆叠，同时又不影响衬底基板的基板通孔的互连密度，进而可以通过增加后端器件为整体系统的设计提供更加丰富的功能，并能降低生产制造成本。

技术研发人员：吴华强,杜宜威,高滨,唐建石,钱鹤
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15