半导体结构及其制造方法技术

半导体结构包括第一衬底、第二衬底、位于第一衬底上方并且位于第一衬底和第二衬底之间的第一感测结构、穿过第二衬底延伸的通孔以及位于第二衬底上方的第二感测结构，并且该第二感测结构包括与通孔电连接的互连结构以及至少部分地覆盖互连结构的感测材料。本发明专利技术实施例涉及半导体结构及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及半导体结构及其制造方法。
技术介绍
包括半导体器件的电子设备对于许多现代应用是至关重要的。半导体器件已经经历了快速增长。材料和设计中的技术进步已经产生了多代半导体器件，其中，每一代都比上一代具有更小和更复杂的电路。在进步和创新的过程中，功能密度(即，每芯片面积的互连器件的数量)已经普遍增大，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺产生的最小组件)已经减小。这种进步已经增加了处理和制造半导体器件的复杂性。微电子机械系统(MEMS)器件已经在最近得到发展并且也通常包括在电子设备中。MEMS器件是一种微型器件，MEMS器件的尺寸通常在从约小于1微米至几毫米的范围内。MEMS器件包括使用半导体材料制造以形成机械和电子部件。MEMS器件可以包括许多元件(例如，固定或可移动元件)以实现电子-机械功能。对于许多应用，MEMS器件电连接至外部电路以形成完整的MEMS系统。通常地，通过引线接合形成该连接。MEMS器件广泛用于各种应用中。MEMS应用包括运动传感器、气体探测器、压力传感器、打印机喷嘴等。此外，MEMS应用已经延伸到诸如可移动反射镜的光学应用和诸如RF开关等的射频(RF)应用等。随着技术的发展，鉴于将小尺寸作为整体以及电路的功能和数量的增加，器件的设计变得更加复杂。在这样小和高性能的半导体器件内实现许多制造操作。在按比例微型化中的半导体器件的制造变得更加复杂。制造复杂性的增加可能会引起诸如高产量损失、电子互连的可靠性差、翘曲等的缺陷。因而，为了提高器件的性能以及减少制造成本和处理时间，电子设备中的器件的结构和制造方法需要持续的改进。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种半导体结构，包括：第一衬底；第二衬底；第一感测结构，位于所述第一衬底上方，并且位于所述第一衬底和所述第二衬底之间；通孔，延伸穿过所述第二衬底；以及第二感测结构，位于所述第二衬底上方，并且所述第二感测结构包括与所述通孔电连接的互连结构以及至少部分地覆盖所述互连结构的感测材料。根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种半导体结构，包括：第一衬底，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第二衬底，位于所述第一衬底的所述第一表面上方；第一感测结构，位于所述第一衬底的所述第一表面上方，并且位于所述第一衬底和所述第二衬底之间；通孔，穿过所述第一衬底；以及第二感测结构，位于所述第一衬底的所述第二表面上方，并且所述第二感测结构包括与所述通孔电连接的互连结构以及至少部分地覆盖所述互连结构的感测材料。根据本专利技术的又一实施例，还提供了一种制造半导体结构的方法，包括：接收第一衬底；设置第一感测结构；在所述第一衬底和所述第一感测结构上方设置第二衬底；形成延伸穿过所述第二衬底的通孔；以及形成第二感测结构，所述第二感测结构包括设置在所述第二衬底上方并且与所述通孔电连接的互连结构以及至少部分地覆盖所述互连结构的感测材料。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的示意图。图1A是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的示意图。图2是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的示意图。图2A是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的示意图。图3是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的示意图。图4是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的示意图。图5是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图5A至图5F是根据本专利技术的一些实施例的通过图5的方法制造半导体结构的示意图。图6是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图6A至图6F是根据本专利技术的一些实施例的通过图6的方法制造半导体结构的示意图。图7是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图7A至图7H是根据本专利技术的一些实施例的通过图7的方法制造半导体结构的示意图。图8是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图8A至图8H是根据本专利技术的一些实施例的通过图8的方法制造半导体结构的示意图。图9是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图9A至图9E是根据本专利技术的一些实施例的通过图9的方法制造半导体结构的示意图。图10是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图10A至图10E是根据本专利技术的一些实施例的通过图10的方法制造半导体结构的示意图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实例。此外，本专利技术可在各个实施例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)原件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。电子设备可以包括多个MEMS传感器，并且这些传感器可以集成至近代的MEMS应用中的半导体芯片。例如，运动或惯性传感器用于诸如智能手机、平板电脑、游戏机的消费类电子产品中以及汽车碰撞检测系统中的运动激活的用户界面。为了捕获三维空间内的完整的运动范围，运动传感器通常利用加速度计和陀螺仪的组合。加速度计探测线性运动，并且陀螺仪探测角运动。此外，诸如电子罗盘的磁传感器也集成至芯片以用于导航。磁传感器可以确定外部磁场的方向。为了满足消费者对低成本、高质量和小体积的需求，多个传感器一起集成在相同的衬底上。通过各个工艺在衬底上制造和集成MEMS传感器。传感器横向或水平集成在衬底上以变成电子器件。该传感器彼此邻近地设置。然而，这样的集成可能引起电子设备的不期望的较大的几何尺寸或形状因子。此外，通过引线接合集成和电连接传感器。这种连接可能会引起电子设备的寄生电容并且产生高噪音和整体较差的性能。此外，传感器通过需要高温度的晶圆接合操作彼此集成。一些传感器较易通过高温劣化。高温可能对一些传感器引起损坏并且因此不利地影响它们的灵敏度或操作性能。本专利技术涉及包括集成在衬底上/上方的多个器件的半导体结构。该半导体结构包括衬底和设置在衬底上方的并且通过若干导电通孔集成的一个或多个器件。通过导电通孔集成的器件允许位于衬底上的器件彼此堆叠以减小半导体结构的几何尺寸或形状因子。同样，通过导电通孔电连接的器件可以减小噪音的产生并且改进半导体结构的性能。此外，在诸如晶圆接合操作的高温工艺完成之后，可以制造一些器件。这些器件将不会受到高温的损坏。因此，诸如磁性器件的器件将不会受到高温的影响并且因此也可以形成在半导体结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：第一衬底；第二衬底；第一感测结构，位于所述第一衬底上方，并且位于所述第一衬底和所述第二衬底之间；通孔，延伸穿过所述第二衬底；以及第二感测结构，位于所述第二衬底上方，并且所述第二感测结构包括与所述通孔电连接的互连结构以及至少部分地覆盖所述互连结构的感测材料。

【技术特征摘要】
2015.09.08 US 14/847,5211.一种半导体结构，包括：第一衬底；第二衬底；第一感测结构，位于所述第一衬底上方，并且位于所述第一衬底和所述第二衬底之间；通孔，延伸穿过所述第二衬底；以及第二感测结构，位于所述第二衬底上方，并且所述第二感测结构包括与所述通孔电连接的互连结构以及至少部分地覆盖所述互连结构的感测材料。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述通孔包括导电材料或半导体材料。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述通孔将所述互连结构与设置在所述第二衬底上方并且与所述互连结构相对的接合焊盘电连接。4.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括位于所述第一衬底上方的第一接合焊盘和位于所述通孔和所述第二衬底上方的第二接合焊盘，其中，通过共晶接合所述第一接合焊盘与所述第二接合焊盘来将所述第二衬底接合在所述第一衬底上方。5.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括位于所述第二衬底上方以及位于所述第二衬底和所述通孔之间的第一隔离层。6.根据权利要求1所述的半导体结构，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正三，林志旻，杨辰雄，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71