半导体结构及半导体结构的制作方法技术

本公开实施例提供一种半导体结构，包括：衬底；其中，所述衬底包括第一掺杂区域和第二掺杂区域；控制电路，包括源/漏区和栅极结构；其中，所述源/漏区位于所述第一掺杂区域中，所述栅极结构位于所述衬底上；密封环，所述密封环与所述第二掺杂区域耦接，所述密封环包围所述控制电路；所述密封环包括焊盘结构，所述焊盘结构位于所述密封环相对远离所述衬底的一端；其中，所述焊盘结构沿平行于所述衬底方向的截面为口字型或回字型；和/或，所述焊盘结构组成材料的平均晶粒直径小于或等于预设直径阈值，所述预设直径阈值为500nm至600nm。所述预设直径阈值为500nm至600nm。所述预设直径阈值为500nm至600nm。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及半导体结构的制作方法


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及半导体结构的制作方法。

技术介绍

[0002]在半导体芯片制作过程中，通常会在一片晶圆上集成多个芯片同时进行制作。之后，将芯片从晶圆上切割分离出来，进行封装后应用于集成电路中。
[0003]在进行半导体芯片中的器件布局设计时，通常会在芯片的器件区的周围设置密封环(SR，Seal Ring)(也可以称为隔离环)。密封环与半导体器件之间具有一定的距离，以有效间隔半导体器件的边缘，以减少切割工艺对器件的机械损伤以及湿气入侵。并且，密封环通常用导电材料制成，用以减少静电电荷放电对器件内部电路造成破坏。然而，密封环的质量会影响器件良率。

技术实现思路

[0004]根据本公开实施例的第一方面，提供了一种半导体结构，包括：
[0005]衬底；其中，所述衬底包括第一掺杂区域和第二掺杂区域；
[0006]控制电路，包括源/漏区和栅极结构；其中，所述源/漏区位于所述第一掺杂区域中，所述栅极结构位于所述衬底上；
[0007]密封环，所述密封环与所述第二掺杂区域耦接，所述密封环包围所述控制电路；
[0008]所述密封环包括焊盘结构，所述焊盘结构位于所述密封环相对远离所述衬底的一端；其中，
[0009]所述焊盘结构沿平行于所述衬底方向的截面为口字型或回字型；
[0010]和/或，
[0011]所述焊盘结构组成材料的平均晶粒直径小于或等于预设直径阈值，所述预设直径阈值为500nm至600nm。
[0012]根据本公开实施例的第二方面，提供了一种半导体结构的制作方法，所述方法包括：
[0013]提供衬底；
[0014]在所述衬底中形成第一掺杂区域和第二掺杂区域；
[0015]形成包括源/漏区和栅极结构的控制电路；其中，所述源/漏区位于所述第一掺杂区域中，所述栅极结构位于所述衬底上；
[0016]在所述衬底上形成包括焊盘结构的密封环；其中，所述密封环与所述第二掺杂区域耦接，所述密封环包围所述控制电路，所述焊盘结构位于所述密封环相对远离所述衬底的一端；
[0017]所述焊盘结构沿平行于所述衬底方向的截面为口字型或回字型；和/或，所述焊盘结构组成材料的平均晶粒直径小于或等于预设直径阈值，所述预设直径阈值为500nm至
600nm。
[0018]本公开实施例提出的半导体结构中，密封环包括焊盘结构，焊盘结构位于密封环相对远离衬底的一端。其中，焊盘结构沿平行于衬底方向的截面为口字型或回字型；和/或，焊盘结构组成材料的平均晶粒直径小于或等于预设直径阈值，预设直径阈值为500nm至600nm。本公开实施例提出的焊盘结构可以采用以上两种方式中任一方式或者其组合方式来实现。
[0019]一方面，本实施例中将焊盘结构沿平行于衬底方向的截面设置为口字型或回字型，密封环中焊盘结构为沟槽(Trench)型，即焊盘结构填充在沟槽中，该沟槽沿平行于衬底方向延伸。在相同的密封环体积的情况下，沟槽型的焊盘结构内可沉积的导电材料的体量，大于通孔型(Via)的焊盘结构内可沉积的导电材料的体量，因此，本实施例提出的半导体结构通过增大焊盘结构沉积导电材料的体量，可减少焊盘结构在清洗过程中出现较大凹陷的几率。
[0020]另一方面，本实施例中焊盘结构组成材料的平均晶粒直径小于或等于预设直径阈值，预设直径阈值为500nm至600nm。相对于微米甚至毫米级别的大晶粒构成的焊盘结构，本公开焊盘结构组成材料的平均晶粒直径较小。由于小晶粒组成的材料具有较高的材料强度，因此本实施例提升了焊盘结构的强度，从而减少焊盘结构在清洗过程中出现较大凹陷的几率，在键合时可减少键合结构中空洞等缺陷产生的几率，有利于提升器件良率。
附图说明
[0021]图1a为根据一示例性实施例示出的一种半导体结构的示意图；
[0022]图1b为图1a示出的一种半导体结构的凹陷示意图；
[0023]图1c为根据一示例性实施例示出的密封环和虚拟密封环结构的示意图；
[0024]图2a为根据一示例性实施例示出的一种半导体结构的第一示意图；
[0025]图2b为根据一示例性实施例示出的一种半导体结构的第二示意图；
[0026]图3a为根据一示例性实施例示出的一种密封环俯视图局部示意图；
[0027]图3b为根据一示例性实施例示出的另一种密封环俯视图局部示意图；
[0028]图3c为根据一示例性实施例示出的又一种密封环俯视图示意图；
[0029]图4为根据一示例性实施例示出的一种半导体结构的凹陷示意图；
[0030]图5为根据一示例性实施出的另一种半导体结构的制作方法的流程图。
具体实施方式
[0031]以下结合说明书附图及具体实施例对本公开的技术方案做进一步的详细阐述。
[0032]在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。
[0033]在本公开实施例中，术语“A与B接触”包含A与B直接接触的情形，或者A、B两者之间还间插有其它部件而A间接地与B接触的情形。
[0034]在本公开实施例中，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在下方或上方结构的整体之上延伸，或者可以具有小于下方或上方结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构厚度的均质或非均质连续结构的区域。例如，层可位于连续结构的
顶表面和底表面之间，或者层可在连续结构顶表面和底表面处的任何水平面对之间。层可以水平、垂直和/或沿倾斜表面延伸。并且，层可以包括多个子层。
[0035]可以理解的是，本公开中的“在
……
上”、“在
……
之上”和“在
……
上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在
……
上”不仅表示其“在”某物“上”且其间没有居间特征或层(即直接在某物上)的含义，而且还包括“在”某物“上”且其间有居间特征或层的含义。
[0036]在混合键合(Hybrid Bonding)工艺中，提供第一晶圆和第二晶圆，在第一晶圆和第二晶圆中均首先形成层间介电层，然后在层间介电层中形成焊盘开口(例如，为通孔)，在焊盘开口内形成阻挡层以及铜种子层，随后在焊盘开口内通过电化学镀(Electro Chemical Plating，ECP)工艺形成铜导电层，通过化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)将铜导电层的表面研磨平整之后，形成铜焊盘。然后清洗形成有铜焊盘的第一晶圆和第二晶圆，接着可以通过键合方式(例如，低温热压键合)将第一晶圆和第二晶圆的铜焊盘键合为一体，以在第一晶圆与第二晶圆之间形成键合结构，实现第一晶圆和第二晶圆的键合。
[0037]具体地，第一晶圆可以包括形成有存储阵列的晶圆，第二晶圆可以包括形成有控制电路的晶圆。通常需要对第一晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底；其中，所述衬底包括第一掺杂区域和第二掺杂区域；控制电路，包括源/漏区和栅极结构；其中，所述源/漏区位于所述第一掺杂区域中，所述栅极结构位于所述衬底上；密封环，所述密封环与所述第二掺杂区域耦接，所述密封环包围所述控制电路；所述密封环包括焊盘结构，所述焊盘结构位于所述密封环相对远离所述衬底的一端；其中，所述焊盘结构沿平行于所述衬底方向的截面为口字型或回字型；和/或，所述焊盘结构组成材料的平均晶粒直径小于或等于预设直径阈值，所述预设直径阈值为500nm至600nm。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述焊盘结构为单层晶粒层或多层复合结构；其中，所述多层复合结构至少包括第一晶粒层和第二晶粒层构成的多层结构，所述第一晶粒层位于所述密封环相对远离所述衬底的一端，所述第二晶粒层位于所述密封环相对接近所述衬底的一端，所述第一晶粒层的平均晶粒直径小于所述第二晶粒层的平均晶粒直径。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述焊盘结构的组成材料包括：铜。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一掺杂区域的掺杂类型包括P型掺杂和N型掺杂，所述第二掺杂区域的掺杂类型包括P型掺杂。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：存储器件，与所述控制电路键合。6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述密封环还包括：互连结构，在垂直于所述衬底的方向上，位于所述第二掺杂区域与所述焊盘结构之间，所述互连结构耦接所述第二掺杂区域和所述焊盘结构。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：虚拟密封环；其中，所述虚拟密封环与所述衬底耦接，所述虚拟密封环包围所述密封环。8.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：提供衬底；在所述衬底中形成第一掺杂区域和第二掺杂区域；形成包括源/漏区和栅极结构的控制电路；其中，所述源/漏区位于所述第一掺杂区域中，所述栅极结构位于所述衬底上；在所述衬底上形成包括焊盘结构的密封环；其中，所述密封环与所述第二掺杂区域耦接，所述密封环包围所述控制电路，所述焊盘结构位于所述密封环相对远离所述衬底的一端；所述焊盘结构沿平行于所述衬底方向的截面为口字型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，严孟，尹朋岸，肖文静，伍术，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：