【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法。
技术介绍
1、电容是目前集成电路领域必不可少的器件之一，芯片内集成电容需要额外的设计。三维封装中经常通过混合键合的方法集成电容，也即键合金属同时用作电容极板。但电容极板不能完全相互平行，电容值很小，且电极板之间间距不能太小，金属扩散容易产生可靠性问题，导致电容失效。混合键合对于键合金属层的图形均匀性非常敏感，电容极板的形状会影响键合界面金属图形的均匀性变差，有可能导致键合失效以及混合键合工艺与电容极板制作工艺兼容性差的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种能够提高键合结构和电容的兼容性以及混合键合的良率的半导体器件及其制备方法。
2、为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种半导体器件，包括第一半导体结构及第二半导体结构，第一半导体结构包括第一电容极板、第一电容介质层及第一键合结构，第二半导体结构包括第二电容极板、第二电容介质层及第二键合结构，第一键合结构位于第一电容介质层内，第二键合结构位于第二电容介质层内，第一半导体结构及第二半导体结构通过第一键合结构和第二键合结构键合；
4、其中，第一电容极板与第一键合结构位于不同层且第二电容极板与第二键合结构位于不同层，第一电容极板在第二半导体结构上的正投影与第二电容极板至少部分重叠，第一电容极板及第二电容极板之间具有第一电容介质层和第二电容介质层中的至少一个，第一电容极板、第二电容极板及位于二者之间
5、在本申请一些实施例中，所述第一键合结构在所述第一半导体结构上的正投影与所述第一电容极板相邻设置，所述第二键合结构在所述第二半导体结构上的正投影与所述第二电容极板相邻设置。
6、在本申请一些实施例中，第一半导体结构还包括第一互连结构，第二半导体结构还包括第二互连结构；第一互连结构包括连接的第一互连导电层和第三互连导电层，第二互连结构包括连接的第二互连导电层及第四互连导电层；
7、第一电容极板与第一互连结构连接，第二电容极板与第二互连结构连接。
8、在本申请一些实施例中，第一互连结构还包括第一互连导电线路，第一互连导电线路与第一互连导电层连接；及/或
9、第二互连结构还包括第二互连导电线路，第二互连导电线路与第二互连导电层连接；
10、其中，第一键合结构与第一互连导电层或第一互连导电线路连接，第二键合结构与第二互连导电层或第二互连导电线路连接。
11、在本申请一些实施例中，第一键合结构在第一互连结构上的正投影落在第一互连导电线路外；第二键合结构在第一互连结构上的正投影落在第一互连导电线路外。
12、在本申请一些实施例中，第一键合结构位于第一互连导电线路上且与第一互连导电线路连接；及
13、第二键合结构在第一互连结构上的正投影落在第一互连导电线路上且与位于第一互连导电线路上的第一键合结构键合。
14、在本申请一些实施例中，第一键合结构位于第一互连导电线路上且与第一互连导电线路连接；及
15、第二键合结构位于第二互连导电线路上且与第二互连导电线路连接；
16、第二键合结构与第一键合结构键合。
17、在本申请一些实施例中，第一键合结构和第二键合结构中的至少一个的截面呈i字型或t字型。
18、在本申请一些实施例中，第一电容极板为第一互连结构的顶层金属的至少一部分；及/或
19、第二电容极板为第二互连结构的顶层金属的至少一部分。
20、在本申请一些实施例中，第一互连导电线路与第一电容极板同层设置且材料相同；及/或
21、第二互连导电线路与第二电容极板同层设置且材料相同。
22、在本申请一些实施例中，第一互连导电线路与第一电容极板不同层；及/或
23、第二互连导电线路与第二电容极板不同层。
24、在本申请一些实施例中，第一半导体结构还包括第一介质层，第二半导体结构还包括第二介质层，第一互连导电线路位于第一介质层内，第二互连导电线路位于第二介质层内；
25、第一半导体结构还包括位于第一介质层上的第三介质层，第一电容极板位于第三介质层内。
26、在本申请一些实施例中，第一电容极板或第二电容极板的形状为实心片状或具有镂空的片状。
27、在本申请一些实施例中，所述第一电容极板或所述第二电容极板包括至少一镂空部，部分所述第一介质层或所述第二介质层位于所述镂空部内。
28、在本申请一些实施例中，第一电容极板和第二电容极板中的至少一个为键合结构阵列，键合结构阵列贯穿第一电容介质层或第二电容介质层并与第一互连结构或第二互连结构连接；
29、第一电容极板或第二电容极板的形状为实心片状或具有镂空的片状。
30、在本申请一些实施例中，第一键合结构和第二键合结构之间通过金属键键合，第一电容介质层与第二电容介质层之间通过共价键键合。
31、在本申请一些实施例中，第一电容介质层与第二电容介质层之间二氧化硅层，且所述二氧化硅层的厚度在1nm-20nm之间。
32、在本申请一些实施例中，第一电容介质层包括第一电容介质材料层或第二电容介质材料层；
33、第二电容介质层包括第三电容介质材料层或第四电容介质材料层；
34、其中，第一电容介质材料层的介电常数高于第二电容介质材料层的介电常数，第三电容介质材料层的介电常数高于第四电容介质材料层的介电常数。
35、在本申请一些实施例中，第一电容介质层包括层叠设置的第一电容介质材料层和第二电容介质材料层；第二电容介质层包括层叠设置的第三电容介质材料层和第四电容介质材料层；
36、第一电容介质材料层的介电常数高于第二电容介质材料层的介电常数，第三电容介质材料层的介电常数高于第四电容介质材料层的介电常数，第二电容介质材料层与第四电容介质材料层键合。
37、在本申请一些实施例中，第一键合结构和第二键合结构的数量相等且均大于或等于1；
38、当第一键合结构和第二键合结构的数量均大于1时，多个第一键合结构的结构相同或不相同，多个第二键合结构的结构相同或不相同。
39、在本申请一些实施例中，第一电容极板和第二电容极板的数量相等且均大于或等于1；
40、当第一电容极板和第二电容极板的数量且均大于1时，多个第一电容极板的结构相同或不相同，多个第二电容极板的结构相同或不相同。
41、本申请还提供一种半导体器件的制备方法，包括：
42、提供第一电路基板和第二电路基板，在第一电路基板上形成第一电容极板并在第二电路基板上形成第二电容极板；
43、形成覆盖第一电容极板的第一电容介质层并形成覆盖第二电容极板的第二电容介质层；
44、在第一电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括第一半导体结构及第二半导体结构，其特征在于，所述第一半导体结构包括第一电容极板、第一电容介质层及第一键合结构，所述第二半导体结构包括第二电容极板、第二电容介质层及第二键合结构，第一键合结构位于所述第一电容介质层内，第二键合结构位于所述第二电容介质层内，所述第一半导体结构及所述第二半导体结构通过所述第一键合结构和所述第二键合结构键合；
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构在所述第一半导体结构上的正投影与所述第一电容极板相邻设置，所述第二键合结构在所述第二半导体结构上的正投影与所述第二电容极板相邻设置。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一半导体结构还包括第一互连结构，所述第二半导体结构还包括第二互连结构；所述第一互连结构包括连接的第一互连导电层和第三互连导电层，所述第二互连结构包括连接的第二互连导电层及第四互连导电层；
4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一互连结构还包括第一互连导电线路，所述第一互连导电线路与所述第一互连导电层连接；及/或
5.如权利
6.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构位于所述第一互连导电线路上且与所述第一互连导电线路连接；及
7.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构位于所述第一互连导电线路上且与所述第一互连导电线路连接；及
8.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构和所述第二键合结构中的至少一个的截面呈I字型或T字型。
9.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板为所述第一互连结构的顶层金属的至少一部分；及/或
10.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述第一互连导电线路与所述第一电容极板同层设置且材料相同；及/或
11.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一互连导电线路与所述第一电容极板不同层；及/或
12.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述第一半导体结构还包括第一介质层，所述第二半导体结构还包括第二介质层，所述第一互连导电线路位于所述第一介质层内，所述第二互连导电线路位于所述第二介质层内；
13.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板或所述第二电容极板的形状为实心片状或具有镂空的片状。
14.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板或所述第二电容极板包括至少一镂空部，部分所述第一介质层或所述第二介质层位于所述镂空部内。
15.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板和所述第二电容极板中的至少一个为键合结构阵列，所述键合结构阵列贯穿所述第一电容介质层或所述第二电容介质层并与所述第一互连结构或所述第二互连结构连接；
16.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构和所述第二键合结构之间通过金属键键合，所述第一电容介质层与所述第二电容介质层之间通过共价键键合。
17.如权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容介质层与所述第二电容介质层之间具有二氧化硅层，且所述二氧化硅层的厚度在1nm-20nm之间。
18.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容介质层包括第一电容介质材料层或第二电容介质材料层；
19.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容介质层包括层叠设置的第一电容介质材料层和第二电容介质材料层；所述第二电容介质层包括层叠设置的第三电容介质材料层和第四电容介质材料层；
20.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构和所述第二键合结构的数量相等且均大于或等于1；
21.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板和所述第二电容极板的数量相等且均大于或等于1；
22.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：
23.如权利要求22所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述第一电路基板上形成第一电容极板并在所述第二电路基板上形成第二电容极板的步骤之前，还包括：
24.如权利要求23所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述第一电路基板上形成第一电容极板并在所述第二电路基板上形成第二电容极板的步骤包括：...
【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括第一半导体结构及第二半导体结构，其特征在于，所述第一半导体结构包括第一电容极板、第一电容介质层及第一键合结构，所述第二半导体结构包括第二电容极板、第二电容介质层及第二键合结构，第一键合结构位于所述第一电容介质层内，第二键合结构位于所述第二电容介质层内，所述第一半导体结构及所述第二半导体结构通过所述第一键合结构和所述第二键合结构键合；
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构在所述第一半导体结构上的正投影与所述第一电容极板相邻设置，所述第二键合结构在所述第二半导体结构上的正投影与所述第二电容极板相邻设置。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一半导体结构还包括第一互连结构，所述第二半导体结构还包括第二互连结构；所述第一互连结构包括连接的第一互连导电层和第三互连导电层，所述第二互连结构包括连接的第二互连导电层及第四互连导电层；
4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一互连结构还包括第一互连导电线路，所述第一互连导电线路与所述第一互连导电层连接；及/或
5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构在所述第一互连结构上的正投影落在所述第一互连导电线路外；所述第二键合结构在所述第一互连结构上的正投影落在所述第一互连导电线路外。
6.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构位于所述第一互连导电线路上且与所述第一互连导电线路连接；及
7.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构位于所述第一互连导电线路上且与所述第一互连导电线路连接；及
8.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构和所述第二键合结构中的至少一个的截面呈i字型或t字型。
9.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板为所述第一互连结构的顶层金属的至少一部分；及/或
10.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述第一互连导电线路与所述第一电容极板同层设置且材料相同；及/或
11.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第一互连导电线路与所述第一电容极板不同层；及/或
12.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述第一半导体结构还包括第一介质层，所述第二半导体结构还包括第二介质层，所述第一互连导电线路位于所述第一介质层内，所述第二互连导电线路位于所述第二介质层内；
13.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板或所述第二电容极板的形状为实心片状或具有镂空的片状。
14.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板或所述第二电容极板包括至少一镂空部，部分所述第一介质层或所述第二介质层位于所述镂空部内。
15.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容极板和所述第二电容极板中的至少一个为键合结构阵列，所述键合结构阵列贯穿所述第一电容介质层或所述第二电容介质层并与所述第一互连结构或所述第二互连结构连接；
16.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一键合结构和所述第二键合结构之间通过金属键键合，所述第一电容介质层与所述第二电容介质层之间通过共价键键合。
17.如权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电容介质层与所述第二电容介质层之间具有二氧化硅层，且所述二...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春雨，朱淑娟，渠汇，
申请(专利权)人：兆易创新科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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