FR2979167A1 - Forming bonded semiconductor structure, comprises e.g. forming through wafer interconnects through thin layer of material of first substrate structure, bonding processed semiconductor structure and electrically coupling conductive feature - Google Patents

Forming bonded semiconductor structure, comprises e.g. forming through wafer interconnects through thin layer of material of first substrate structure, bonding processed semiconductor structure and electrically coupling conductive feature Download PDF

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Abstract

Forming bonded semiconductor structure (180), comprises: (a) providing first substrate structure (120) comprising thin layer of material on thick substrate body (104); (b) forming through wafer interconnects (112) through thin layer; (c) bonding processed semiconductor structure over thin layer and electrically coupling conductive feature of processed structure; (d) bonding second substrate structure (182) over processed structure; (e) removing substrate body and leaving thin layer; and (f) electrically coupling through wafer interconnect to conductive feature of another structure. Forming a bonded semiconductor structure (180), comprises: (a) providing a first substrate structure (120) comprising a relatively thin layer of material on a relatively thick substrate body (104); (b) forming many through wafer interconnects (112) through the thin layer of material of the first substrate structure; (c) bonding at least one processed semiconductor structure over the thin layer of material of the first substrate structure on side opposite the relatively thick substrate body and electrically coupling at least one conductive feature of the processed semiconductor structure with at least one through wafer interconnect of the many through wafer interconnects; (d) bonding a second substrate structure (182) over the processed semiconductor structure on side opposite the first substrate structure; (e) removing the thick substrate body of the first substrate structure and leaving the thin layer of material of the first substrate structure bonded to the processed semiconductor structure; and (f) electrically coupling at least one through wafer interconnect of the through wafer interconnects to a conductive feature of another structure. An independent claim is also included for an intermediate structure formed during fabrication of a bonded semiconductor structure, comprising: a first substrate structure comprising many through wafer interconnects extending through the thin layer of material, and a thick substrate body temporarily bonded to the layer of material; many processed semiconductor structures electrically coupled to the through wafer interconnects; and the second substrate structure temporarily bonded over the processed semiconductor structures on a side opposite the first substrate structure.

Description

Domaine technique La présente invention concerne des procédés de formation de structures semi-conductrices liées en utilisant des techniques d'intégration tridimensionnelle (3D), et des structures semiconductrices liées formées par ces procédés. Contexte L'intégration tridimensionnelle (3D) de deux structures semi-conductrices ou plus peut apporter un certain nombre d'avantages dans des applications microélectroniques. Par exemple, une intégration tridimensionnelle de composants microélectroniques peut résulter en une amélioration de la performance électrique et de la consommation d'énergie tout en réduisant l'aire de l'empreinte du dispositif. Voir, par exemple, P. Garrou, et al., « The Handbook of 3D Integration », Wiley-VCH (2008). L'intégration tridimensionnelle de structures semi-conductrices peut s'effectuer par la liaison d'une puce semi-conductrice à une ou plusieurs puces semiconductrices supplémentaires (c'est-à-dire, puce à puce (D2D)), d'une puce semi-conductrice à une ou plusieurs tranches semi-conductrices (c'est-à-dire, puce à tranche semi-conductrice (D2W)), ainsi que d'une tranche semi-conductrice à une ou plusieurs tranches semi-conductrices supplémentaires (c'est-à-dire, tranche semi-conductrice à tranche semi-conductrice (W2W)), ou une combinaison de celles-ci. Technical Field The present invention relates to methods of forming bonded semiconductor structures using three-dimensional (3D) integration techniques, and linked semiconductor structures formed by these methods. Background Three-dimensional (3D) integration of two or more semiconductor structures can bring a number of benefits in microelectronic applications. For example, three-dimensional integration of microelectronic components can result in improved electrical performance and power consumption while reducing the area of the device footprint. See, for example, P. Garrou, et al., "The Handbook of 3D Integration," Wiley-VCH (2008). The three-dimensional integration of semiconductor structures can be achieved by connecting a semiconductor chip to one or more additional semiconductor chips (i.e., chip chip (D2D)), a semiconductor chip having one or more semiconductor wafers (i.e., semiconductor wafer chip (D2W)), as well as a semiconductor wafer with one or more additional semiconductor wafers (i.e. semiconductor wafer (W2W)), or a combination thereof.

Les techniques de liaison utilisées pour lier une structure semi-conductrice à une autre structure semiconductrice peuvent être classées de différentes manières, la première étant qu'une couche de matériau intermédiaire est prévue entre les deux structures semi-conductrices pour les lier l'une à l'autre, et la deuxième étant que l'interface de liaison permet à des électrons (c'est-à-dire, à un courant électrique) de traverser l'interface. Les « procédés dits de liaison directe » sont des procédés dans lesquels une liaison chimique solide à solide directe est établie entre deux structures semi-conductrices pour les lier l'une à l'autre sans utiliser de matériau de liaison intermédiaire entre les deux structures semiconductrices pour les lier l'une à l'autre. Des procédés de liaison directe métal-métal ont été développés pour lier un matériau métallique sur une surface d'une première structure semi-conductrice à un matériau métallique sur une surface d'une deuxième structure semi-conductrice. The bonding techniques used for bonding a semiconductor structure to another semiconductor structure can be classified in different ways, the first being that an intermediate material layer is provided between the two semiconductor structures to bond them to each other. the other, and the second being that the link interface allows electrons (i.e., an electric current) to pass through the interface. "Direct binding methods" are processes in which a solid-to-solid solid chemical bond is established between two semiconductor structures to bond to each other without using intermediate bonding material between the two semiconductor structures. to link them to each other. Direct metal-to-metal bonding methods have been developed for bonding a metal material on a surface of a first semiconductor structure to a metal material on a surface of a second semiconductor structure.

Les procédés de liaison directe métal-métal peuvent également être classés en fonction de la plage de température dans laquelle chacun est effectué. Par exemple, certains procédés de liaison directe métal-métal sont effectués à des températures relativement élevées, résultant en une fusion au moins partielle du matériau métallique au niveau de l'interface de liaison. Ces processus de liaison directe peuvent être indésirables pour une utilisation pour la liaison de structures semi-conductrices traitées qui comprennent une ou plusieurs structures de dispositif, étant donné que les températures relativement élevées peuvent affecter de manière négative les structures de dispositif précédemment formées. Les procédés de « liaison par thermocompression 5 sont des procédés de liaison directe dans lesquels une pression est appliquée entre les surfaces de liaison à des températures élevées entre deux cents degrés Celsius (200 °C) et environ cinq cent degrés Celsius (500 °C), et souvent entre environ trois cent degrés 10 Celsius (300 °C) et environ quatre cents degrés Celsius (400 °C). Des procédés de liaison directe supplémentaires ont été développés qui peuvent être effectués à des températures de deux cents degrés Celsius (200 °C) ou 15 moins. Ces processus de liaison directe effectués à des températures de deux cents degrés Celsius (200 °C) ou moins sont appelés ici procédés de liaison directe « à température ultra faible ». Les procédés de liaison directe à température ultra faible peuvent être mis en 20 oeuvre en retirant soigneusement les impuretés superficielles et les composés de surface (par exemple, des oxydes natifs), et en augmentant l'aire de contact étroit entre les deux surfaces à l'échelle atomique. L'aire de contact étroit entre les deux surfaces est 25 généralement obtenue en polissant les surfaces de liaison pour réduire la rugosité de surface jusqu'à des valeurs proches de l'échelle atomique, en appliquant une pression entre les surfaces de liaison, ce qui résulte en une déformation plastique, ou à la fois en 30 polissant les surfaces de liaison et en appliquant une pression pour obtenir cette déformation plastique. Certains procédés de liaison directe à température ultra faible peuvent être mis en oeuvre sans appliquer de pression entre les surfaces de liaison au niveau de 35 l'interface de liaison, tandis qu'une pression peut être appliquée entre les surfaces de liaison au niveau de l'interface de liaison dans d'autres procédés de liaison directe à température ultra faible afin d'obtenir une résistance de liaison appropriée au niveau de l'interface de liaison. Les procédés de liaison directe à température ultra faible dans lesquels une pression est appliquée entre les surfaces de liaison sont souvent appelés dans l'art procédés de « liaison assistée de surfaces » ou « SAB ». Ainsi, telles qu'utilisées ici, les expressions « liaison assistée de surfaces » et « SAB » désignent et comprennent n'importe quel processus de liaison directe dans lequel un premier matériau est directement lié à un deuxième matériau en plaçant le premier matériau en butée contre le deuxième matériau et en appliquant une pression entre les surfaces de liaison au niveau de l'interface de liaison à une température de deux cents degrés Celsius (200 °C) ou moins. Les substrats en silicium (Si) et en verre sont généralement perçus comme des substrats de base sur lesquels des dispositifs à semi-conducteurs peuvent être fabriqués pour obtenir une performance de bande passante élevée, et pour une utilisation lors d'une intégration tridimensionnelle hétérogène de premier niveau. Les dispositifs d'interposition sont généralement des structures planes qui comprennent des couches de matériau, qui sont interposées entre deux puces et/ou tranches semi-conductrices différentes ou plus dans des processus d'intégration tridimensionnelle. Les dispositifs d'interposition sont utilisés dans des étapes de traitement intermédiaires pendant une intégration de circuit intégré tridimensionnelle (3D-IC). Les objectifs principaux pour les dispositifs d'interposition en silicium sont le plus grand besoin pour des interconnexions de puce à boîtier à haute densité, une adaptation de coefficient de dilatation thermique (CTE) (par exemple, Si sur Si), et une plus grande implantation de dispositifs passifs (par exemple, résistances, inductances, etc.) dans le 5 dispositif d'interposition. Par exemple, les dispositifs d'interposition peuvent incorporer des trous d'interconnexion traversant le substrat (TSV), ainsi que des condensateurs de découplage et des régulateurs de tension. De plus, des facteurs de forme 10 très réduits peuvent être obtenus sur un dispositif d'interposition en silicium. Généralement, les dispositifs d'interposition en silicium sont amincis après la formation des trous d'interconnexion traversant le substrat (TSV) et des 15 couches de redistribution (RDL) dans et sur les dispositifs d'interposition en silicium. Ces processus d'amincissement impliquent souvent un gaspillage de silicium coûteux. De plus, les dispositifs d'interposition sont habituellement amincis alors que 20 les TSV et les couches RDL sont remplis de cuivre. Une contrainte mécanique peut se développer dans le dispositif d'interposition après la fabrication des TSV et des couches RDL, et après l'amincissement du dispositif d'interposition. Cette contrainte peut 25 provoquer un voilement du dispositif d'interposition et peut résulter en une fracture ou un autre dommage mécanique du dispositif d'interposition. Un dispositif d'interposition voilé peut également voiler la puce totalement testée (KGD) qui peut être montée sur celui- 30 ci, affectant ainsi de manière significative la productivité de dispositifs pouvant être mis en oeuvre fabriqués sur ou par-dessus le dispositif d'interposition. 35 Bref résumé Ce résumé est fourni pour introduire une sélection de concepts sous une forme simplifiée. Ces concepts sont décrits plus en détail dans la description détaillée de modes de réalisation exemplaires de l'invention ci-dessous. Ce résumé n'est pas destiné à identifier des caractéristiques principales ou des caractéristiques essentielles de l'objet revendiqué, il n'est pas destiné non plus à être utilisé pour limiter l'étendue de l'objet revendiqué. Metal-to-metal direct bonding methods can also be classified according to the temperature range in which each is performed. For example, some metal-to-metal direct bonding processes are performed at relatively high temperatures, resulting in at least partial melting of the metallic material at the bonding interface. These direct bonding processes may be undesirable for use in bonding treated semiconductor structures that include one or more device structures, since relatively high temperatures may adversely affect previously formed device structures. Thermocompression bonding methods are direct bonding methods in which pressure is applied between the bonding surfaces at high temperatures between 200 degrees Celsius (200 degrees C) and about 500 degrees Celsius (500 degrees Celsius). and often between about three hundred degrees Celsius (300 ° C) and about four hundred degrees Celsius (400 ° C). Additional direct link methods have been developed that can be performed at temperatures of 200 degrees Celsius (200 degrees Celsius) or less. These direct bonding processes performed at temperatures of 200 degrees Celsius (200 degrees Celsius) or less are referred to herein as "ultra-low temperature" direct bonding processes. Ultra-low temperature direct bonding processes can be carried out by carefully removing surface impurities and surface compounds (eg, native oxides), and increasing the area of close contact between the two surfaces. atomic scale. The close contact area between the two surfaces is generally achieved by polishing the bonding surfaces to reduce surface roughness to values near the atomic scale, applying pressure between the bonding surfaces, thereby This results in plastic deformation, or both polishing the bonding surfaces and applying pressure to achieve this plastic deformation. Some ultra low temperature direct bonding methods can be implemented without applying pressure between the bonding surfaces at the bonding interface, while pressure can be applied between the bonding surfaces at the bonding interface. link interface in other ultra-low temperature direct-link methods to obtain an appropriate link resistance at the link interface. Ultra-low temperature direct bonding processes in which pressure is applied between the bonding surfaces are often referred to in the art as "power assisted bonding" or "BSA" processes. Thus, as used herein, the terms "surface assisted bonding" and "SAB" refer to and include any direct bonding process in which a first material is directly bonded to a second material by placing the first material abutting against the second material and applying pressure between the bonding surfaces at the bonding interface at a temperature of two hundred degrees Celsius (200 ° C) or less. Silicon (Si) and glass substrates are generally perceived as basic substrates on which semiconductor devices can be fabricated to achieve high bandwidth performance, and for use in heterogeneous three-dimensional integration of first level. The interposers are generally planar structures that include layers of material, which are interposed between two or more different chips and / or semiconductor wafers in three-dimensional integration processes. The interposers are used in intermediate processing steps during a three-dimensional integrated circuit (3D-IC) integration. The main objectives for silicon interposers are the greatest need for high density package chip interconnects, thermal expansion coefficient (CTE) matching (for example, Si on Si), and greater scalability. implantation of passive devices (eg, resistors, inductors, etc.) in the interposer. For example, the interposers may incorporate vias through the substrate (TSV), as well as decoupling capacitors and voltage regulators. In addition, very small form factors can be obtained on a silicon interposition device. Generally, the silicon interposers are thinned after the formation of vias crossing the substrate (TSV) and redistribution layers (RDL) in and on the silicon interposers. These thinning processes often involve waste of expensive silicon. In addition, the interposers are usually thinned while the TSVs and RDL layers are filled with copper. A mechanical stress may develop in the interposing device after the manufacture of the TSV and RDL layers, and after the thinning of the interposition device. This constraint may cause the interposition device to buckle and may result in fracture or other mechanical damage to the interposition device. A veiled interposing device may also veil the fully tested chip (KGD) which can be mounted thereto, thereby significantly affecting the productivity of devices which can be implemented on or over the device. interposition. Brief summary This summary is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form. These concepts are described in more detail in the detailed description of exemplary embodiments of the invention below. This summary is not intended to identify key features or essential characteristics of the claimed subject matter, nor is it intended to be used to limit the scope of the claimed subject matter.

Dans certains modes de réalisation, la présente description comprend des techniques d'intégration tridimensionnelle qui utilisent un substrat récupérable, et peut fournir des solutions pour surmonter les défis limitant la productivité généralement rencontrés du fait du développement de contraintes dans les dispositifs d'interposition. De plus, certains modes de réalisation peuvent impliquer des techniques de liaison directe pour permettre le positionnement et la liaison à faible température et faible pression de structures dans des processus d'intégration tridimensionnelle. Dans certains modes de réalisation, la présente invention comprend des procédés de formation de structures semi-conductrices liées. Selon ces procédés, une première structure de substrat peut être prévue laquelle comprend une couche relativement mince de matériau sur un corps de substrat relativement épais. Une pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi-conductrice peuvent être formées à travers la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat. Au moins une structure semiconductrice traitée peut être liée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat d'un côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais, et au moins une caractéristique conductrice de ladite au moins une structure semi-conductrice traitée peut être couplée électriquement à au moins une interconnexion traversant la tranche semi-conductrice de la pluralité d'interconnexions à travers la tranche semiconductrice. Une deuxième structure de substrat peut être liée sur ladite au moins une structure semiconductrice traitée d'un côté de celle-ci opposé à la première structure de substrat. Le corps de substrat relativement épais de la première structure de substrat peut être retiré, laissant la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat liée à ladite au moins une structure semi-conductrice traitée. Au moins une interconnexion traversant la tranche semi- conductrice de la pluralité d'interconnexions à travers la tranche semi-conductrice peut être couplée électriquement à une caractéristique conductrice d'une autre structure. Dans des modes de réalisation supplémentaires, la 20 présente invention comprend des structures semiconductrices liées formées par des procédés tels que présentés ici. Par exemple, un mode de réalisation d'une structure semi-conductrice liée de la présente invention peut comprendre une première 25 structure de substrat comprenant une pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi- conductrice et s'étendant à travers une couche relativement mince de matériau, et un corps de substrat relativement épais temporairement lié à la couche de 30 matériau. Une pluralité de structures semi-conductrices traitées peuvent être couplées électriquement à la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice, et une deuxième structure de substrat peut être temporairement liée sur la pluralité de structures semi-conductrices traitées d'un côté de celles-ci opposé à la première structure de substrat. Brève description des dessins Bien que la description se termine par des revendications montrant particulièrement et revendiquant distinctement ce qui est considéré comme des modes de réalisation de l'invention, les avantages des modes de réalisation de l'invention peuvent être plus facilement établis à partir de la description de certains exemples de modes de réalisation de l'invention lorsqu'elle est lue conjointement avec les dessins joints, sur lesquels : les figures lA à 1L sont des vues en coupe transversale simplifiées de structures semiconductrices et représentent la formation d'une structure semi-conductrice liée selon des modes de réalisation exemplaires de l'invention ; les figures 2A à 2C sont des vues en coupe transversale simplifiées de structures semiconductrices et sont utilisées pour décrire des modes de réalisation supplémentaires de procédés de formation de structures semi-conductrices liées de l'invention ; et les figures 3A à 3D sont des vues en coupe transversale simplifiées de structures semiconductrices et sont utilisées pour décrire encore d'autres modes de réalisation de procédés de formation de structures semi-conductrices liées de l'invention. In some embodiments, the present disclosure includes three-dimensional integration techniques that utilize a recoverable substrate, and can provide solutions for overcoming the productivity-limiting challenges commonly encountered due to constraint development in the interposer devices. In addition, some embodiments may involve direct bonding techniques to enable low-temperature and low-pressure positioning and bonding of structures in three-dimensional integration processes. In some embodiments, the present invention includes methods of forming bonded semiconductor structures. According to these methods, a first substrate structure may be provided which includes a relatively thin layer of material on a relatively thick substrate body. A plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer may be formed through the relatively thin layer of material of the first substrate structure. At least one treated semiconductor structure may be bonded to the relatively thin layer of material of the first substrate structure on one side thereof opposite the relatively thick substrate body, and at least one conductive characteristic of the at least one structure The treated semiconductor may be electrically coupled to at least one interconnection traversing the semiconductor wafer of the plurality of interconnects through the semiconductor wafer. A second substrate structure may be bonded to the at least one semiconductor structure processed on one side thereof opposite the first substrate structure. The relatively thick substrate body of the first substrate structure can be removed, leaving the relatively thin layer of material of the first substrate structure bonded to the at least one processed semiconductor structure. At least one interconnection traversing the semiconductor wafer of the plurality of interconnects through the semiconductor wafer may be electrically coupled to a conductive characteristic of another structure. In further embodiments, the present invention comprises linked semiconductor structures formed by methods as presented herein. For example, one embodiment of a linked semiconductor structure of the present invention may include a first substrate structure comprising a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer and extending through a relatively thin layer of material, and a relatively thick substrate body temporarily bonded to the layer of material. A plurality of processed semiconductor structures may be electrically coupled to the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer, and a second substrate structure may be temporarily bonded to the plurality of semiconductor structures processed on one side thereof. opposite to the first substrate structure. Brief Description of the Drawings Although the description ends with claims particularly showing and distinctly claiming what are considered embodiments of the invention, the advantages of the embodiments of the invention may be more readily established from describing certain exemplary embodiments of the invention when read in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIGS. 1A-1L are simplified cross-sectional views of semiconductor structures and show formation of a structure bound semiconductor according to exemplary embodiments of the invention; Figs. 2A-2C are simplified cross-sectional views of semiconductor structures and are used to describe additional embodiments of linked semiconductor structure forming methods of the invention; and Figs. 3A-3D are simplified cross-sectional views of semiconductor structures and are used to further describe other embodiments of linked semiconductor structure forming methods of the invention.

Description détaillée Les illustrations présentées ici ne sont pas considérées comme des vues réelles d'une structure semi-conductrice, d'un dispositif, d'un système, ou 35 d'un procédé particulier, mais sont des représentations simplement idéalisées qui sont utilisées pour décrire des modes de réalisation de l'invention. Les titres utilisés ici ne doivent pas être considérés comme limitant l'étendue des modes de réalisation de l'invention tels que définis par les revendications qui suivent et leurs équivalents légaux. Les concepts décrits dans un quelconque titre spécifique sont généralement applicables dans d'autres sections dans la description entière. Detailed Description The illustrations presented here are not considered actual views of a particular semiconductor structure, device, system, or process, but are merely idealized representations that are used to describe embodiments of the invention. The titles used herein should not be construed as limiting the scope of the embodiments of the invention as defined by the following claims and their legal equivalents. The concepts described in any specific title are generally applicable in other sections in the entire description.

Telle qu'utilisée ici, l'expression « structure semi-conductrice » désigne et comprend n'importe quelle structure qui est utilisée pour la formation d'un dispositif à semi-conducteurs. Les structures semiconductrices comprennent, par exemple, des puces et des tranches semi-conductrices (par exemple, des substrats de support et des substrats de dispositif), ainsi que des ensembles ou des structures composites qui comprennent deux puces et/ou tranches semi-conductrices ou plus intégrées de manière tridimensionnelle les unes aux autres. Les structures semi-conductrices comprennent également des dispositifs à semiconducteurs totalement fabriqués, ainsi que des structures intermédiaires formées pendant la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs. As used herein, the term "semiconductor structure" refers to and includes any structure that is used for the formation of a semiconductor device. Semiconductor structures include, for example, chips and semiconductor wafers (for example, support substrates and device substrates), as well as composite assemblies or structures that include two chips and / or semiconductor wafers. or more integrated three-dimensionally to each other. Semiconductor structures also include fully-manufactured semiconductor devices, as well as intermediate structures formed during the fabrication of semiconductor devices.

Telle qu'utilisée ici, l'expression « structure semi-conductrice traitée » désigne et comprend n'importe quelle structure semi-conductrice qui comprend une ou plusieurs structures de dispositif au moins partiellement formées. Les structures semi30 conductrices traitées sont un sous-ensemble de structures semi-conductrices, et toutes les structures semi-conductrices conductrices. Telle qu'utilisée ici, l'expression « structure traitées sont des structures semi- 35 semi-conductrice liée » désigne et comprend n'importe quelle structure qui comprend deux structures semiconductrices ou plus qui sont attachées les unes aux autres. Les structures semi-conductrices liées sont un sous-ensemble de structures semi-conductrices, et toutes les structures semi-conductrices liées sont des structures semi-conductrices. En outre, les structures semi-conductrices liées qui comprennent une ou plusieurs structures semi-conductrices traitées sont également des structures semi-conductrices traitées. As used herein, the term "treated semiconductor structure" means and includes any semiconductor structure that includes one or more at least partially formed device structures. The semi-conductive structures treated are a subset of semiconductor structures, and all conductive semiconductor structures. As used herein, the term "treated structure is bound semi-semiconductor structures" means and includes any structure that comprises two or more semiconductor structures that are attached to each other. The linked semiconductor structures are a subset of semiconductor structures, and all related semiconductor structures are semiconductor structures. In addition, the bonded semiconductor structures that include one or more processed semiconductor structures are also treated semiconductor structures.

Telle qu'utilisée ici, l'expression « structure de dispositif » désigne et comprend n'importe quelle partie d'une structure semi-conductrice traitée, c'est-à-dire, comprend ou définit au moins une partie d'un composant actif ou passif d'un dispositif à semi- conducteurs à former sur ou dans la structure semiconductrice. Par exemple, les structures de dispositif comprennent des composants actifs et passifs de circuits intégrés, tels que des transistors, des transducteurs, des condensateurs, des résistances, des lignes conductrices, des trous d'interconnexion conducteurs, et des pastilles de contact conductrices. Telle qu'utilisée ici, l'expression « interconnexion traversant la tranche semi- conductrice » ou « TWI » désigne et comprend n'importe quel trou traversant conducteur s'étendant à travers au moins une partie d'une première structure semiconductrice qui est utilisé pour réaliser une interconnexion structurelle et/ou électrique entre la première structure semi-conductrice et une deuxième structure semi-conductrice à travers une interface entre la première structure semi-conductrice et la deuxième structure semi-conductrice. Les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice sont également appelées dans l'art par d'autres 35 expressions, telles que « trous d'interconnexion à travers le silicium », « trous d'interconnexion à travers le substrat », « trous d'interconnexion à travers la tranche semi-conductrice », ou des abréviations de ces expressions, telles que « TSV » ou 5 « TWV ». Les TWI s'étendent généralement à travers une structure semi-conductrice dans une direction généralement perpendiculaire aux surfaces principales généralement plates de la structure semi-conductrice (c'est-à-dire, dans une direction parallèle à l'axe 10 « Z »). Selon certains modes de réalisation de l'invention, les structures de substrat récupérables sont temporairement liées à des structures semiconductrices et utilisées dans la formation de 15 structures semi-conductrices liées. Les structures de substrat récupérables sont retirées des structures semi-conductrices à différents points dans le processus de formation des structures semi-conductrices liées. Les structures de substrat récupérables peuvent 20 fournir un support pour des dispositifs d'interposition tout au long des étages de processus. De plus, une interface séparable entre elles peut être conçue afin de commander le rapport d'aspect du TSV et l'épaisseur du dispositif d'interposition finale (c'est-à-dire, 25 qu'un dispositif d'interposition plus mince résulte en un rapport d'aspect de TSV plus faible). Les figures lA à 1C illustrent la fabrication d'une structure de substrat 120 (figure 1C) qui peut être utilisée dans certains modes de réalisation de 30 l'invention. En faisant référence à la figure 1A, une structure de substrat 100 est prévue qui comprend une couche relativement mince de matériau 102 sur un corps de substrat relativement épais 104. Dans certains modes de réalisation, la structure de substrat 100 peut 35 comprendre un substrat à l'échelle de la tranche semi- conductrice ayant un diamètre moyen de plusieurs centaines de millimètres ou plus. A titre d'exemple et non de limitation, la couche relativement mince de matériau 102 peut avoir une épaisseur moyenne d'environ deux cent microns (200 pm) ou moins, d'environ cent microns (100 pm) ou moins ou même d'environ cinquante microns (50 pm) ou moins. Le corps de substrat relativement épais 104 peut avoir une épaisseur moyenne, par exemple, entre environ trois cent microns (pm) et 750 microns ou plus. La couche relativement mince de matériau 102 peut comprendre un matériau semi-conducteur tel que, par exemple, du silicium ou du germanium. Un tel matériau semi-conducteur peut être un matériau polycristallin ou au moins sensiblement composé d'un matériau monocristallin, et peut être dopé ou non dopé. Dans des modes de réalisation supplémentaires, la couche relativement mince de matériau 102 peut comprendre une céramique, telle qu'un oxyde (par exemple, de l'oxyde de silicium (Si02), de l'oxyde d'aluminium (A1203), etc.), un nitrure (par exemple, du nitrure de silicium (Si3N4), du nitrure de bore (BN), etc.) , ou un oxynitrure (par exemple, de l'oxynitrure de silicium (SION)). As used herein, the term "device structure" means and includes any portion of a treated semiconductor structure, i.e., includes or defines at least a portion of a component active or passive component of a semiconductor device to be formed on or in the semiconductor structure. For example, the device structures comprise active and passive integrated circuit components, such as transistors, transducers, capacitors, resistors, conductive lines, conductive vias, and conductive pads. As used herein, the term "semiconductor wafer interconnect" or "TWI" means and includes any conductive through hole extending through at least a portion of a first semiconductor structure that is used for performing a structural and / or electrical interconnection between the first semiconductor structure and a second semiconductor structure through an interface between the first semiconductor structure and the second semiconductor structure. Interconnections passing through the semiconductor wafer are also known in the art by other expressions, such as "vias through silicon", "vias through the substrate", "vias" interconnection through the semiconductor wafer ", or abbreviations of these expressions, such as" TSV "or" TWV ". The TWIs generally extend through a semiconductor structure in a direction generally perpendicular to the generally flat major surfaces of the semiconductor structure (i.e., in a direction parallel to the "Z" axis ). According to some embodiments of the invention, the recoverable substrate structures are temporarily bonded to semiconductor structures and used in the formation of bonded semiconductor structures. The recoverable substrate structures are removed from the semiconductor structures at different points in the process of forming the bonded semiconductor structures. Recoverable substrate structures can provide support for interposers throughout the process stages. In addition, a separable interface between them may be designed to control the aspect ratio of the TSV and the thickness of the final interposing device (i.e., a thinner interposer device). results in a lower aspect ratio of TSV). Figs. 1A to 1C illustrate the fabrication of a substrate structure 120 (Fig. 1C) that may be used in some embodiments of the invention. With reference to FIG. 1A, a substrate structure 100 is provided which comprises a relatively thin layer of material 102 on a relatively thick substrate body 104. In some embodiments, the substrate structure 100 may comprise a substrate having the scale of the semiconductor wafer having an average diameter of several hundred millimeters or more. By way of example and not limitation, the relatively thin layer of material 102 may have an average thickness of about two hundred microns (200 μm) or less, about one hundred microns (100 μm) or less, or even about about fifty microns (50 μm) or less. The relatively thick substrate body 104 may have an average thickness, for example, between about three hundred microns (μm) and 750 microns or more. The relatively thin layer of material 102 may comprise a semiconductor material such as, for example, silicon or germanium. Such a semiconductor material may be a polycrystalline material or at least substantially composed of a monocrystalline material, and may be doped or undoped. In further embodiments, the relatively thin layer of material 102 may comprise a ceramic, such as an oxide (eg, silicon oxide (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), etc. .), a nitride (for example, silicon nitride (Si3N4), boron nitride (BN), etc.), or an oxynitride (for example, silicon oxynitride (SION)).

Le corps de substrat relativement épais 104 peut avoir une composition différente de celle de la couche relativement mince de matériau 102, mais peut comprendre lui-même un matériau semi-conducteur ou une céramique comme mentionné en relation avec la couche mince de matériau 102. Dans des modes de réalisation supplémentaires, le corps de substrat relativement épais 104 peut comprendre un métal ou un alliage de métaux. Dans certains modes de réalisation, la couche 35 relativement mince de matériau 102 peut être 13 2979167 temporairement attachée au corps de substrat relativement épais 104 en utilisant des techniques de liaison temporaire telles que celles présentées dans la demande de brevet US n° 12/837 326, qui a été déposée 5 le 15 juillet 2010 au nom de Sadaka et d'autrese4t rée - . - - - r-444-1 Le corps de substrat relativement épais 104 peut comprendre une partie récupérable et réutilisable de la 10 structure de substrat 100, comme examiné plus en détail ci-dessous. En faisant référence à la figure 1B, une pluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice 112 peuvent être formées à travers la 15 couche relativement mince de matériau 102 pour former la structure de substrat 110 de la figure 1B. Divers processus pour former les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 sont connus dans l'art et peuvent être utilisés dans des modes de réalisation de 20 la présente invention. En tant qu'exemple non limitatif, une couche de masque dessinée peut être prévue sur la surface principale exposée de la couche mince de matériau 102. La couche de masque dessinée peut comprendre des ouvertures s'étendant à travers 25 celle-ci aux emplacements auxquels on souhaite former les interconnexions traversant la tranche semiconductrice 112 à travers la couche mince de matériau 102. Un processus de gravure (par exemple, un processus de gravure chimique humide isotrope ou un processus de 30 gravure ionique réactive à sec anisotrope) peut ensuite être utilisé pour graver des trous traversants à travers la couche mince de matériau 102. Un autre exemple peut comprendre le perçage au laser de la surface principale exposée de la couche mince de 35 matériau 102 pour former des trous traversants. The relatively thick substrate body 104 may have a composition different from that of the relatively thin layer of material 102, but may itself comprise a semiconductor material or a ceramic as mentioned in connection with the thin layer of material 102. In In further embodiments, the relatively thick substrate body 104 may comprise a metal or metal alloy. In some embodiments, the relatively thin layer of material 102 may be temporarily attached to the relatively thick substrate body 104 using temporary bonding techniques such as those disclosed in US Patent Application No. 12/837326. , which was filed on July 15, 2010 in the name of Sadaka and others. The relatively thick substrate body 104 may comprise a recoverable and reusable portion of the substrate structure 100, as discussed in more detail below. Referring to FIG. 1B, a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer 112 may be formed through the relatively thin layer of material 102 to form the substrate structure 110 of FIG. 1B. Various processes for forming the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 are known in the art and can be used in embodiments of the present invention. As a non-limiting example, a mask mask layer may be provided on the exposed major surface of the thin layer of material 102. The drawn mask layer may include apertures extending therethrough at the locations at which it is desired to form the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 through the thin layer of material 102. An etching process (e.g., an isotropic wet chemical etching process or anisotropic dry reactive ion etching process) can then be used. for etching through holes through the thin layer of material 102. Another example may include laser drilling the exposed major surface of the thin material layer 102 to form through holes.

Après avoir formé les trous traversants, la couche de masque dessinée peut être retirée, et les trous traversants peuvent être remplis d'un ou de plusieurs métaux ou alliages de métaux conducteurs (par exemple, de cuivre ou d'un alliage de cuivre), ou de silicium polycristallin, pour former les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112. Par exemple, un ou plusieurs d'un processus de dépôt physique en phase vapeur (PVD), d'un processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), d'un processus de dépôt chimique sans courant et d'un processus de dépôt électrolytique peuvent être utilisés pour fournir le matériau conducteur dans les trous traversants et former les interconnexions traversant la tranche semi- conductrice 112. Après avoir formé la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 à travers la couche relativement mince de matériau 102, une ou plusieurs couches de redistribution (RDL) 122 peuvent être formées sur la couche mince de matériau 102 d'un côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais 104 pour former la structure de substrat 120 montrée sur la figure 1C. Comme cela est connu dans l'art, des couches de redistribution peuvent être utilisées pour redistribuer les emplacements de caractéristiques électriques d'un premier dispositif ou structure de manière à recevoir un motif de caractéristiques conductrices sur un autre dispositif ou structure à coupler à celui-ci. Autrement dit, une couche de redistribution peut avoir un premier motif de caractéristiques conductrices sur un premier côté de la couche de redistribution et un deuxième motif différent de caractéristiques conductrices sur un deuxième côté opposé de la couche de redistribution. Comme montré sur la figure 1C, la couche de redistribution 122 peut comprendre une pluralité de caractéristiques conductrices 124 qui sont disposées dans un matériau diélectrique 126 et entourées par celui-ci. Les caractéristiques conductrices 124 peuvent comprendre un ou plusieurs de pastilles conductrices, de lignes ou pistes conductrices s'étendant latéralement et de trous d'interconnexion conducteurs s'étendant verticalement. En outre, la couche de redistribution 122 peut comprendre une pluralité de couches formées séquentiellement les unes sur les autres, chaque couche comprenant des caractéristiques conductrices 124 et le matériau diélectrique 126, et les caractéristiques conductrices 124 d'une couche peuvent être en contact physique et électrique direct avec les caractéristiques conductrices 124 dans les couches adjacentes, de sorte que les caractéristiques conductrices 124 de la couche de redistribution 122 s'étendent continûment à travers le matériau diélectrique 126 d'un côté de la couche de redistribution 122 jusqu'au côté opposé de la couche de redistribution 122. Du côté de la couche de redistribution 122 adjacent à la couche relativement mince de matériau 102 et aux interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112, les caractéristiques conductrices 124 de la couche de redistribution 122 peuvent être disposées en un motif qui est complémentaire d'un motif en lequel les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 sont disposées, de sorte que les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 soient en contact physique et électrique direct avec les caractéristiques conductrices 124 correspondantes de la couche de redistribution 122. Le motif des caractéristiques conductrices 124 de la couche de redistribution 122 peut être redistribué à travers l'épaisseur de la couche de redistribution 122 d'un côté de celle-ci à l'autre, comme décrit ci-dessus. La couche de redistribution 122 peut fournir la capacité de former un motif d'acheminement personnalisé. Par exemple, des couches de redistribution personnalisées peuvent être formées en un motif qui est une image miroir du motif de couches de métallisation sur une structure ou des structures semi-conductrices traitées qui seront liées ultérieurement sur la surface de la couche relativement mince de matériau 102. La couche de redistribution 122 peut également fournir des capacités de « fan-in » et/ou de « fan-out ». Par exemple, avec des couches de redistribution de fan-in, la structure de dispositif (par exemple, un dispositif de puce) limite l'aire disponible pour des contacts et des structures de dispositifs passifs, en plus d'autres limitations du fait des effets de proximité des structures de dispositif. Avec des couches de redistribution de fan-out, les limitations de fan-in peuvent être éliminées, ce qui fournit une flexibilité d'acheminement en utilisant un traitement de dorsal CMOS standard. Les dispositifs passifs formés dans ces couches de redistribution peuvent utiliser la disponibilité de métaux épais et de diélectriques à faible k. Par conséquent, ils peuvent présenter des caractéristiques de fonctionnement qui sont améliorées comparées à celles des dispositifs passifs fabriqués sur la structure de dispositif (par exemple, un dispositif de puce). En faisant référence à la figure 1D, après avoir formé la couche de redistribution 122, au moins une structure semi-conductrice traitée 132A peut être liée à la couche relativement mince de matériau 102 de la structure de substrat 120 d'un côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais 104 pour former une structure 130. Par exemple, ladite au moins une structure semi-conductrice traitée 132A peut être liée directement à la couche de redistribution 122, comme montré sur la figure 1D. Dans certains modes de réalisation, une pluralité de structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent être liées à la couche de redistribution 122 sur la couche relativement mince de matériau 102 de la structure de substrat 120 d'un côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais 104, comme montré sur la figure 1D. La pluralité de structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent être disposées latéralement les unes à côté des autres le long d'un plan commun orienté parallèlement à une surface principale de la première structure de substrat 120, comme montré sur la figure 1D. Autrement dit, chacune de la pluralité de structures semiconductrices traitées 132A, 132B, 132C peut occuper une aire différente sur la structure de substrat 120, et peut être positionnée de sorte qu'un plan puisse être dessiné parallèlement à une surface principale de la première structure de substrat 120 qui passe à travers chacune des structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C. Lesdites une ou plusieurs structures semiconductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent comprendre, par exemple, des puces semi-conductrices (fabriquées à partir de silicium ou d'autres matériaux semi-conducteurs), et peuvent comprendre un ou plusieurs de processeurs de signaux électroniques, de dispositifs de mémoire, de systèmes microélectromécaniques (MEMS), et de dispositifs optoélectroniques (par exemple, des diodes électroluminescentes, des lasers, des photodiodes, des cellules solaires, etc.). Pour lier les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C à la structure de substrat 5 120, les caractéristiques conductrices 134 des structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent être couplées électriquement aux caractéristiques conductrices 124 de la couche de redistribution 122 et aux interconnexions traversant la 10 tranche semi-conductrice 112 s'étendant à travers la couche relativement mince de matériau 102. Le processus de liaison utilisé pour lier les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C à la structure de substrat 120 peut être effectué à une 15 température ou des températures d'environ 400 °C ou moins. Dans certains modes de réalisation, les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent être liées à la structure de substrat 120 en utilisant un processus de liaison directe par 20 thermocompression effectué à une température ou des températures d'environ 400 °C ou moins. Dans des modes de réalisation supplémentaires, les structures semiconductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent être liées à la structure de substrat 120 en utilisant un 25 processus de liaison directe à température ultra faible effectué à une température ou des températures d'environ 200 °C ou moins. Dans certains cas, le processus de liaison peut être effectué à peu près à température ambiante. L'exécution du processus de 30 liaison à ces températures plus faibles permet d'éviter un dommage involontaire des structures de dispositif dans les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C. En plus, le processus de liaison peut comprendre un processus de liaison assistée de surfaces 35 dans certains modes de réalisation. Le processus de liaison directe peut comprendre un processus de liaison directe oxyde-oxyde (par exemple, dioxyde de silicium à dioxyde de silicium) et/ou un processus de liaison directe métal-métal (par exemple, cuivre à cuivre). After forming the through holes, the drawn mask layer may be removed, and the through holes may be filled with one or more metals or alloys of conductive metals (eg, copper or a copper alloy), or polycrystalline silicon, to form the interconnections passing through the semiconductor wafer 112. For example, one or more of a physical vapor deposition (PVD) process, a chemical vapor deposition (CVD) process , an electroless chemical deposition process and an electrolytic deposition process may be used to provide the conductive material in the through holes and form the interconnections passing through the semiconductor wafer 112. After forming the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer 112 through the relatively thin layer of material 102, one or more redistribution layers (RDL) 122 may be formed on the a thin layer of material 102 on one side thereof opposite the relatively thick substrate body 104 to form the substrate structure 120 shown in Figure 1C. As known in the art, redistribution layers may be used to redistribute the locations of electrical characteristics of a first device or structure so as to receive a pattern of conductive characteristics on another device or structure to be coupled to it. this. In other words, a redistribution layer may have a first pattern of conductive characteristics on a first side of the redistribution layer and a second pattern of different conductive characteristics on a second opposite side of the redistribution layer. As shown in Fig. 1C, the redistribution layer 122 may include a plurality of conductive features 124 that are disposed in and surrounded by a dielectric material 126. Conductive features 124 may include one or more conductive pads, laterally extending conductive lines or tracks, and vertically extending conductive vias. Further, the redistribution layer 122 may comprise a plurality of layers formed sequentially on each other, each layer comprising conductive characteristics 124 and the dielectric material 126, and the conductive characteristics 124 of a layer may be in physical contact with each other. direct electrical connection with the conductive characteristics 124 in the adjacent layers, so that the conductive characteristics 124 of the redistribution layer 122 extend continuously through the dielectric material 126 from one side of the redistribution layer 122 to the opposite side of the redistribution layer 122. On the side of the redistribution layer 122 adjacent the relatively thin layer of material 102 and the interconnections passing through the semiconductor wafer 112, the conductive characteristics 124 of the redistribution layer 122 may be arranged in a pattern that is complementary to a pattern in l equel the interconnections passing through the semiconductor wafer 112 are arranged, so that the interconnections passing through the semiconductor wafer 112 are in direct physical and electrical contact with the corresponding conductive characteristics 124 of the redistribution layer 122. The pattern of the conductive characteristics 124 of the redistribution layer 122 may be redistributed through the thickness of the redistribution layer 122 from one side thereof to the other, as described above. The redistribution layer 122 may provide the ability to form a personalized routing pattern. For example, custom redistribution layers may be formed into a pattern that is a mirror image of the metallization layer pattern on a treated semiconductor structure or structures that will be subsequently bonded to the surface of the relatively thin layer of material. The redistribution layer 122 may also provide "fan-in" and / or "fan-out" capabilities. For example, with fan-in redistribution layers, the device structure (e.g., chip device) limits the available area for contacts and passive device structures, in addition to other limitations due to proximity effects of device structures. With fan-out redistribution layers, fan-in limitations can be eliminated, which provides routing flexibility using standard CMOS back-end processing. Passive devices formed in these redistribution layers can utilize the availability of thick metals and low k dielectrics. Therefore, they may have improved operating characteristics compared to passive devices fabricated on the device structure (for example, a chip device). With reference to FIG. 1D, after forming the redistribution layer 122, at least one treated semiconductor structure 132A may be bonded to the relatively thin layer of material 102 of the substrate structure 120 on one side of the substrate. opposite to the relatively thick substrate body 104 to form a structure 130. For example, said at least one treated semiconductor structure 132A may be directly bonded to the redistribution layer 122, as shown in FIG. 1D. In some embodiments, a plurality of treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C may be bonded to the redistribution layer 122 on the relatively thin layer of material 102 of the substrate structure 120 on one side thereof opposite the relatively thick substrate body 104, as shown in Figure 1D. The plurality of treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C may be disposed laterally next to each other along a common plane oriented parallel to a major surface of the first substrate structure 120, as shown in FIG. 1D. . In other words, each of the plurality of treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C can occupy a different area on the substrate structure 120, and can be positioned so that a plane can be drawn parallel to a major surface of the first structure substrate 120 which passes through each of the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C. Said one or more treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C may comprise, for example, semiconductor chips (made from silicon or other semiconductor materials), and may include one or more of electronic signal processors , memory devices, microelectromechanical systems (MEMS), and optoelectronic devices (e.g., light-emitting diodes, lasers, photodiodes, solar cells, etc.). To bond the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C to the substrate structure 120, the conductive characteristics 134 of the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C can be electrically coupled to the conductive characteristics 124 of the redistribution layer 122. and the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 extending through the relatively thin layer of material 102. The bonding process used to bond the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C to the substrate structure 120 may be performed at a temperature or temperatures of about 400 ° C or less. In some embodiments, the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C may be bonded to the substrate structure 120 using a direct thermocompression bonding process performed at a temperature or temperatures of about 400 ° C or less. In further embodiments, the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C may be bonded to the substrate structure 120 using an ultra low temperature direct bonding process performed at a temperature or temperatures of about 200 ° C. or less. In some cases, the bonding process can be performed at about room temperature. Performing the bonding process at these lower temperatures avoids inadvertent damage to the device structures in the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C. In addition, the linking process may include a surface-assisted bonding process in certain embodiments. The direct bonding process may include a direct oxide-to-oxide bonding process (eg silicon dioxide to silicon dioxide) and / or a direct metal-to-metal bonding process (eg, copper to copper).

Dans certains modes de réalisation, des structures semi-conductrices traitées supplémentaires peuvent être empilées sur les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C et couplées électriquement et physiquement à celles-ci en utilisant un ou plusieurs processus d'intégration tridimensionnelle (3D). Des exemples de ces processus sont décrits ci-dessous en faisant référence aux figures lE à 1H. En faisant référence à la figure lE, après avoir lié les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C à la structure de substrat 120, un matériau diélectrique à faible contrainte 138 peut être déposé sur les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C et autour de celles-ci pour former la structure 140 de la figure 1E. Le matériau diélectrique 138 peut comprendre, par exemple, un matériau polymérique ou un oxyde (par exemple, un oxyde de silicium), et peut être déposé en utilisant, par exemple, un processus de centrifugation ou un processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou un processus de dépôt physique en phase vapeur (PVD). Le matériau diélectrique 138 peut être déposé d'une manière conforme sur la structure 130 de la figure 1D de sorte qu'une surface principale exposée 139 du matériau diélectrique 138 comprenne des pics et des creux. Les pics peuvent être situés sur les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C, et les creux peuvent être situés dans les régions entre les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C, comme montré sur la figure 1E. In some embodiments, additional processed semiconductor structures may be stacked on the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C and electrically and physically coupled thereto using one or more three-dimensional (3D) integration processes. . Examples of these processes are described below with reference to Figs. 1E to 1H. Referring to FIG. 1E, after bonding the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C to the substrate structure 120, a low-stress dielectric material 138 may be deposited on the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C and around them to form the structure 140 of Figure 1E. The dielectric material 138 may comprise, for example, a polymeric material or an oxide (eg, silicon oxide), and may be deposited using, for example, a centrifugation process or a chemical vapor deposition process ( CVD) or a Physical Vapor Deposition (PVD) process. The dielectric material 138 may be conformably deposited on the structure 130 of FIG. 1D so that an exposed major surface 139 of the dielectric material 138 includes peaks and valleys. The peaks may be located on the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C, and the depressions may be located in the regions between the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C, as shown in Figure 1E.

En faisant référence à la figure 1F, la surface principale exposée 139 du matériau diélectrique 138 peut être aplanie, et une partie du matériau diélectrique 138 peut être retirée pour exposer les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C à travers le matériau diélectrique 138 et former la structure 150 montrée sur la figure 1F. Par exemple, un processus de gravure chimique (humide ou sèche), un processus de polissage mécanique, ou un processus de polissage chimico-mécanique (CMP) peut être utilisé pour aplanir la surface principale 139 du matériau diélectrique 138, retirer une partie du matériau diélectrique 138, et exposer les structures semiconductrices traitées 132A, 132B, 132C à travers le matériau diélectrique 138. Dans certains modes de réalisation, les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C peuvent comprendre des structures semi-conductrices traitées de différentes hauteurs. Dans un tel cas, l'égalisation du matériau diélectrique 138 peut être effectuée pour exposer la structure semi-conductrice traitée avec la plus grande hauteur, suivie d'une combinaison d'un amincissement de puce et d'un polissage de diélectrique pour aplanir la structure 150. Referring to Fig. 1F, the exposed major surface 139 of the dielectric material 138 may be flattened, and a portion of the dielectric material 138 may be removed to expose the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C through the dielectric material 138 and forming the structure 150 shown in Figure 1F. For example, a chemical etching process (wet or dry), a mechanical polishing process, or a chemical mechanical polishing (CMP) process may be used to flatten the main surface 139 of the dielectric material 138, removing some of the material dielectric 138, and exposing the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C through the dielectric material 138. In some embodiments, the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C may comprise processed semiconductor structures of different heights. In such a case, the equalization of the dielectric material 138 can be performed to expose the treated semiconductor structure with the greatest height, followed by a combination of chip thinning and dielectric polishing to smooth the structure 150.

Comme montré sur la figure 1G, une pluralité supplémentaire d'interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 162 peuvent être formées au moins partiellement à travers les structures semiconductrices traitées 132A, 132B, 132C pour former la structure 160. Les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 162 supplémentaires peuvent être formées à travers les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C des surfaces principales exposées de celles-ci jusqu'aux caractéristiques conductrices 134 dans les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C. Les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 162 peuvent être formées comme décrit précédemment en relation avec la formation des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112. Cependant, les processus peuvent être limités à des températures d'environ 400 °C ou moins pour éviter d'endommager les structures de dispositif dans les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C. As shown in FIG. 1G, a further plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer 162 may be formed at least partially through the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C to form the structure 160. The interconnections traversing the semiconductor wafer Additional conductive members 162 may be formed through the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C from exposed major surfaces thereof to conductive characteristics 134 in treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C. Interconnections passing through the semiconductor wafer 162 may be formed as previously described in connection with the formation of the interconnects passing through the semiconductor wafer 112. However, the processes may be limited to temperatures of about 400 ° C or less to avoid to damage the device structures in the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C.

En faisant référence à la figure 1H, après avoir formé les interconnexions traversant la tranche semiconductrice 162 supplémentaires, les processus décrits ci-dessus en relation avec les figures 1D à 1G peuvent être utilisés pour réaliser les structures semi- conductrices traitées 132D, 132E, 132F supplémentaires verticalement sur les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C et former la structure semiconductrice liée 170 montrée sur la figure 1H. En tant qu'exemple, une structure semi-conductrice traitée 132D peut être liée directement à la structure semi- conductrice traitée 132A, une structure semiconductrice traitée 132E peut être directement liée à la structure semi-conductrice traitée 132B, et une structure semi-conductrice traitée 132F peut être directement liée à la structure semi-conductrice traitée 132C. Ces processus de liaison peuvent être limités à des températures d'environ 400 °C ou moins pour éviter d'endommager les structures de dispositif dans les structures semi-conductrices traitées 132A à 132F, et peuvent comprendre un processus de liaison directe sans thermocompression ou un processus de liaison directe à température ultra faible. En outre, dans certains modes de réalisation, les processus de liaison directe peuvent comprendre des processus de liaison assistée de surfaces. Referring to FIG. 1H, after forming the additional interconnections through the semiconductor wafer 162, the processes described above in connection with FIGS. 1D-1G can be used to realize the treated semiconductor structures 132D, 132E, 132F vertically on the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C and form the bonded semiconductor structure 170 shown in FIG. 1H. As an example, a treated semiconductor structure 132D can be bonded directly to the treated semiconductor structure 132A, a treated semiconductor structure 132E can be directly bonded to the treated semiconductor structure 132B, and a semiconductor structure treated 132F can be directly related to the 132C treated semiconductor structure. These bonding processes may be limited to temperatures of about 400 ° C or less to avoid damage to device structures in treated semiconductor structures 132A-132F, and may include a direct bond process without thermocompression or Ultra low temperature direct bonding process. In addition, in some embodiments, the forward link processes may include surface-assisted linkage processes.

Dans cette configuration, les structures semiconductrices traitées 132D, 132E, 132F sont respectivement disposées verticalement sur les structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C le long de lignes orientées perpendiculairement aux surfaces principales de la première structure de substrat 120. Par exemple, la structure semiconductrice traitée 132A et la structure semiconductrice traitée 132D sont disposées verticalement l'une sur l'autre le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement aux surfaces principales de la première structure de substrat 120. Autrement dit, la structure semi-conductrice traitée 132A et la structure semi-conductrice traitée 132D sont disposées de sorte qu'une ligne commune puisse être dessinée perpendiculairement aux surfaces principales de la première structure de substrat 120 à travers chacune de la structure semi-conductrice traitée 132A et de la structure semi-conductrice traitée 132D. In this configuration, the treated semiconductor structures 132D, 132E, 132F are respectively arranged vertically on the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C along lines oriented perpendicular to the major surfaces of the first substrate structure 120. For example, the Treated semiconductor structure 132A and treated semiconductor structure 132D are disposed vertically on each other along a common line oriented perpendicular to the major surfaces of the first substrate structure 120. In other words, the treated semiconductor structure 132A and the treated semiconductor structure 132D are arranged such that a common line may be drawn perpendicular to the major surfaces of the first substrate structure 120 through each of the treated semiconductor structure 132A and the treated semiconductor structure 132D.

Après avoir lié les structures semi-conductrices traitées 132D, 132E, 132F aux structures semiconductrices traitées 132A, 132B, 132C, des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 172 supplémentaires peuvent être formées au moins partiellement à travers les structures semi- conductrices traitées 132D, 132E, 132F. Les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 172 supplémentaires peuvent être formées à travers les structures semi-conductrices traitées 132D, 132E, 132F des surfaces principales exposées de celles-ci jusqu'aux interconnexions traversant la tranche semiconductrice 162 ou jusqu'à d'autres caractéristiques conductrices des structures semi-conductrices traitées 132A, 132B, 132C. Les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 172 peuvent être formées comme décrit précédemment en relation avec la formation des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112. Cependant, les processus peuvent être limités à des températures d'environ 400 °C ou moins pour éviter 5 d'endommager les structures de dispositif dans les structures semi-conductrices traitées 132A à 132F. Les processus décrits ci-dessus en relation avec les figures 1D à 1G peuvent être répétés une ou plusieurs fois supplémentaires selon les souhaits pour 10 intégrer verticalement un nombre quelconque de couches supplémentaires de structures semi-conductrices traitées sur les structures semi-conductrices traitées 132A à 132F dans un processus d'intégration tridimensionnelle (3D). 15 En faisant référence à la figure 1I, une deuxième structure de substrat 182 peut être liée sur les structures semi-conductrices traitées 132A à 132F d'un côté de celles-ci opposé à la première structure de substrat 120 pour former la structure semi-conductrice 20 liée 180 montrée sur la figure II. La deuxième structure de substrat 182 peut avoir une composition au moins sensiblement homogène, ou elle peut comprendre une structure à couches multiples comprenant des couches de matériaux ayant différentes 25 compositions. En tant qu'exemples non limitatifs, la deuxième structure de substrat 182 peut comprendre un matériau semi-conducteur tel que, par exemple, du silicium ou du germanium. Un tel matériau semiconducteur peut être un matériau polycristallin ou au 30 moins sensiblement composé d'un matériau monocristallin, et peut être dopé ou non dopé. Dans des modes de réalisation supplémentaires, la deuxième structure de substrat 182 peut comprendre une céramique, tel qu'un oxyde (par exemple, de l'oxyde de 35 silicium (Si02), de l'oxyde d'aluminium (A1203), etc.) un nitrure (par exemple, du nitrure de silicium (Si3N4) , du nitrure de bore (BN) , etc.) , ou un oxynitrure (par exemple, de l'oxynitrure de silicium (SiON)). La deuxième structure de substrat 182 peut également comprendre un métal ou un alliage de métaux dans certains modes de réalisation. La deuxième structure de substrat 182 peut avoir une épaisseur moyenne, par exemple, entre environ 1,5 micron (pm) et plusieurs centimètres. After bonding the treated semiconductor structures 132D, 132E, 132F to the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C, additional interconnections through the semiconductor wafer 172 may be formed at least partially through the 132D treated semiconductor structures, 132E, 132F. The additional interconnections through the semiconductor wafer 172 may be formed through the treated semiconductor structures 132D, 132E, 132F from the exposed major surfaces thereof to the interconnects passing through the semiconductor wafer 162 or to other conductive characteristics of the treated semiconductor structures 132A, 132B, 132C. The interconnections passing through the semiconductor wafer 172 may be formed as previously described in connection with the formation of the interconnects passing through the semiconductor wafer 112. However, the processes may be limited to temperatures of about 400 ° C or less to avoid 5 to damage the device structures in the treated semiconductor structures 132A to 132F. The processes described above in connection with FIGS. 1D-1G may be repeated one or more times as desired to vertically integrate any number of additional layers of semiconductor structures processed on the treated semiconductor structures 132A to 132F in a three-dimensional (3D) integration process. Referring to FIG. 1I, a second substrate structure 182 may be bonded on the treated semiconductor structures 132A-132F on one side thereof opposite the first substrate structure 120 to form the semiconductor structure. Connected conductor 180 shown in FIG. The second substrate structure 182 may have an at least substantially homogeneous composition, or it may comprise a multilayered structure comprising layers of materials having different compositions. As nonlimiting examples, the second substrate structure 182 may comprise a semiconductor material such as, for example, silicon or germanium. Such a semiconductor material may be a polycrystalline material or at least substantially composed of a monocrystalline material, and may be doped or undoped. In further embodiments, the second substrate structure 182 may comprise a ceramic, such as an oxide (eg, silicon oxide (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), etc. .) a nitride (for example, silicon nitride (Si3N4), boron nitride (BN), etc.), or an oxynitride (for example, silicon oxynitride (SiON)). The second substrate structure 182 may also include a metal or a metal alloy in some embodiments. The second substrate structure 182 may have an average thickness, for example, between about 1.5 micron (μm) and several centimeters.

Dans certains modes de réalisation, la deuxième structure de substrat 182 peut être temporairement attachée à la structure semi-conductrice 170 de la figure 1H en utilisant des techniques telles que celles décrites dans la demande de brevet US susmentionnée n° 12/837 326, déposée le 15 juillet 2010 au nom de Sadaka et d'autres. La deuxième structure de substrat 182 peut être directement liée aux surfaces exposées d'un ou de plusieurs matériaux diélectriques 174 des structures semi-conductrices traitées 132D à 132F, et aux interconnexions traversant la tranche semiconductrice 172 des structures semi-conductrices traitées 132D à 132F. En faisant référence à la figure 1J, après la liaison temporaire de la deuxième structure de substrat 182 à la structure semi-conductrice 170 (figure 1H), le corps de substrat relativement épais 104 de la première structure de substrat 120 peut être séparé ou autrement retiré, laissant la couche relativement mince de matériau 102 et les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 s'étendant à travers celle-ci liées à la couche de redistribution 122 et aux structures semi-conductrices traitées 132A à 132F. Par exemple, le corps de substrat relativement épais 104 peut être séparé de la couche relativement mince de matériau 102 et récupéré d'une manière qui ne provoque pas un dommage important ou irréparable du corps de substrat relativement épais 104. En option, un bossage conducteur 192 peut être prévu sur l'extrémité exposée de chacune des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 pour former la structure semi-conductrice liée 190 de la figure 1J. Les bossages conducteurs 192 peuvent comprendre un métal conducteur ou un alliage de métaux, tel qu'un alliage de soudure pouvant être refondu, et peuvent être utilisés pour faciliter un couplage structurel et électrique des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 de la structure semiconductrice liée 190 à des caractéristiques conductrices d'une autre structure 202, qui peut être, ou comprendre, un substrat ou dispositif de niveau plus élevé. Par exemple, comme montré sur la figure 1K, la structure semi-conductrice liée 190 de la figure 1J peut être couplée structurellement et électriquement à la structure 202. Par exemple, la structure 202 peut comprendre une autre structure semi-conductrice traitée ou une carte de circuit imprimé. Comme montré sur la figure 1J, la structure 202 peut comprendre une pluralité de caractéristiques conductrices 204 et un matériau diélectrique 206 environnant. Les caractéristiques conductrices 204 peuvent comprendre des pastilles de liaison, par exemple. Les bossages conducteurs 192 peuvent être alignés avec les caractéristiques conductrices 204 et en butée contre celles-ci. Les bossages conducteurs 192 peuvent être chauffés pour amener le matériau des bossages conducteurs 192 à fondre de nouveau, après quoi le matériau peut être refroidi et solidifié, formant de ce fait une liaison structurelle et électrique entre les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 et les caractéristiques conductrices 204 de la structure 202. En faisant référence à la figure 1L, après le couplage structurel et électrique des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 et des caractéristiques conductrices 204 de la structure 202, la deuxième structure de substrat 182 (figure 1K) peut être retirée pour former la structure semi-conductrice liée 210 montrée sur la figure 1L. In some embodiments, the second substrate structure 182 may be temporarily attached to the semiconductor structure 170 of Figure 1H using techniques such as those described in the aforementioned US Patent Application No. 12/837326 filed July 15, 2010 on behalf of Sadaka and others. The second substrate structure 182 may be directly bonded to the exposed surfaces of one or more dielectric materials 174 of the treated semiconductor structures 132D to 132F, and the interconnects passing through the semiconductor wafer 172 of the treated semiconductor structures 132D to 132F. Referring to Fig. 1J, after the temporary bonding of the second substrate structure 182 to the semiconductor structure 170 (Fig. 1H), the relatively thick substrate body 104 of the first substrate structure 120 can be separated or otherwise removed, leaving the relatively thin layer of material 102 and the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 extending therethrough connected to the redistribution layer 122 and treated semiconductor structures 132A-132F. For example, the relatively thick substrate body 104 may be separated from the relatively thin layer of material 102 and recovered in a manner that does not cause significant or irreparable damage to the relatively thick substrate body 104. Optionally, a conductive boss 192 may be provided on the exposed end of each of the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 to form the bonded semiconductor structure 190 of Figure 1J. The conductive bosses 192 may comprise a conductive metal or a metal alloy, such as a refoldable solder alloy, and may be used to facilitate a structural and electrical coupling of the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 of the semiconductor structure. related to conductive characteristics of another structure 202, which may be, or include, a higher level substrate or device. For example, as shown in Fig. 1K, the bonded semiconductor structure 190 of Fig. 1J may be structurally and electrically coupled to the structure 202. For example, the structure 202 may comprise another processed semiconductor structure or a card printed circuit board. As shown in FIG. 1J, the structure 202 may comprise a plurality of conductive characteristics 204 and a surrounding dielectric material 206. Conductive characteristics 204 may include bond pads, for example. Conductive bosses 192 may be aligned with and abut against conductive characteristics 204. The conductive bosses 192 may be heated to cause the material of the conductive bosses 192 to melt again, after which the material may be cooled and solidified, thereby forming a structural and electrical connection between the interconnects passing through the semiconductor wafer 112 and the conductive characteristics 204 of the structure 202. With reference to FIG. 1L, after the structural and electrical coupling of the interconnections traversing the semiconductor wafer 112 and the conductive characteristics 204 of the structure 202, the second substrate structure 182 (FIG. 1K) can be removed to form the bonded semiconductor structure 210 shown in FIG. 1L.

Après avoir retiré, des structures semi- conductrices liées, chacun du corps de substrat relativement épais 104 de la première structure de substrat 120 et de la deuxième structure de substrat 182, le corps de substrat relativement épais 104 et/ou la deuxième structure de substrat 182 peuvent être récupérés et réutilisés. Par exemple, le corps de substrat relativement épais 104 et/ou la deuxième structure de substrat 182 peuvent être réutilisés une ou plusieurs fois dans des procédés de formation de structures semi-conductrices liées (par exemple, une structure semi-conductrice liée similaire à la structure semi-conductrice liée 210 de la figure 1L) comme décrit précédemment ici. La structure semi-conductrice liée 210 de la figure 1L peut en outre être traitée selon les besoins ou les souhaits afin de rendre la structure semiconductrice liée 210 appropriée pour son utilisation attendue. En tant qu'exemple non limitatif, un revêtement de protection ou un matériau d'encapsulation peut être prévu sur au moins une partie de la structure semi-conductrice liée 210, et/ou un matériau de liaison protecteur peut être prévu entre la structure 202 et la couche de matériau 102 entre et autour des bossages conducteurs 192. After removing, from each of the relatively thick substrate body 104 of the first substrate structure 120 and the second substrate structure 182, the relatively thick substrate body 104 and / or the second substrate structure 182 can be recovered and reused. For example, the relatively thick substrate body 104 and / or the second substrate structure 182 may be reused one or more times in methods of forming bonded semiconductor structures (e.g., a bonded semiconductor structure similar to the linked semiconductor structure 210 of Figure 1L) as previously described herein. The bonded semiconductor structure 210 of Figure 1L may further be treated as needed or desired to make the bonded semiconductor structure 210 suitable for its intended use. As a non-limiting example, a protective coating or encapsulating material may be provided on at least a portion of the bonded semiconductor structure 210, and / or a protective bonding material may be provided between the structure 202 and the layer of material 102 between and around the conductive bosses 192.

Dans certains modes de réalisation de l'invention, une ou plusieurs des structures de substrat qui sont temporairement liées aux structures semi-conductrices et finalement retirées de celles-ci pendant les procédés de formation des structures semi-conductrices liées comme décrit ici peuvent comprendre un substrat de semi-conducteur sur isolant (Se0I), tel qu'un substrat de silicium sur isolant (SOI). Par exemple, la figure 2A illustre un exemple d'un substrat de semi-conducteur sur isolant 300 qui peut être utilisé dans des modes de réalisation de l'invention. Le substrat de semi-conducteur sur isolant 300 comprend une couche de matériau semi-conducteur 302 disposée sur une couche d'isolant diélectrique 303, qui peut être disposée sur un corps de substrat relativement épais 304. Dans ces structures de substrat, la couche d'isolant 303 est souvent appelée couche « enfouie », telle qu'une couche « d'oxyde enfoui ». In some embodiments of the invention, one or more of the substrate structures that are temporarily bonded to and ultimately removed from the semiconductor structures during the bonded semiconductor structure forming processes as described herein may include a semiconductor on insulator substrate (SeOI), such as a silicon on insulator (SOI) substrate. For example, Figure 2A illustrates an example of a semiconductor on insulator substrate 300 that may be used in embodiments of the invention. The semiconductor-on-insulator substrate 300 comprises a layer of semiconductor material 302 disposed on a dielectric insulator layer 303, which may be disposed on a relatively thick substrate body 304. In these substrate structures, the Insulator 303 is often referred to as a "buried" layer, such as a "buried oxide" layer.

La couche de matériau semi-conducteur 302 et la couche d'isolant 303 peuvent être relativement minces comparées au corps de substrat relativement plus épais 304. A titre d'exemple et non de limitation, la couche de matériau semi-conducteur 302 peut avoir une épaisseur moyenne d'environ dix microns (10 pirt) ou moins, d'environ cent nanomètres (100 nm) ou moins, ou même d'environ dix nanomètres (10 nm) ou moins. La couche d'isolant 303 peut avoir une épaisseur moyenne d'environ un micron (1 pm) ou moins, d'environ deux cent nanomètres (200 nm) ou moins ou même d'environ dix nanomètres (10 nm) ou moins. Le corps de substrat relativement épais 304 peut avoir une épaisseur moyenne, par exemple, entre environ sept cent cinquante microns (pm) et plusieurs centimètres. The semiconductor material layer 302 and the insulator layer 303 may be relatively thin compared to the relatively thicker substrate body 304. By way of example and not limitation, the layer of semiconductor material 302 may have a relatively thin layer 303. average thickness of about ten microns (10 pirt) or less, about one hundred nanometers (100 nm) or less, or even about ten nanometers (10 nm) or less. Insulator layer 303 may have an average thickness of about one micron (1 μm) or less, about two hundred nanometers (200 nm) or less, or even about ten nanometers (10 nm) or less. The relatively thick substrate body 304 may have an average thickness, for example, between about seven hundred and fifty microns (μm) and several centimeters.

La couche de matériau semi-conducteur 302 peut comprendre un matériau semi-conducteur tel que, par exemple, du silicium ou du germanium. Un tel matériau semi-conducteur peut être un matériau polycristallin ou 5 au moins sensiblement composé d'un matériau monocristallin, et peut être dopé ou non dopé. La couche d'isolant 303 peut comprendre une céramique, telle qu'un oxyde (par exemple, l'oxyde de silicium (Si02), l'oxyde d'aluminium (A1203), etc.), un nitrure 10 (par exemple, le nitrure de silicium (Si3N4) , le nitrure de bore (BN), etc.), ou un oxynitrure (par exemple, de l'oxynitrure de silicium (SiON)). Le corps de substrat relativement épais 304 peut avoir une composition différente de celle de la couche de 15 matériau semi-conducteur 302 et/ou de la couche d'isolant 303, mais peut lui-même comprendre un matériau semi-conducteur ou une céramique comme mentionné en relation avec la couche de matériau semiconducteur 302 et la couche d'isolant 303. Dans des 20 modes de réalisation supplémentaires, le corps de substrat relativement épais 304 peut comprendre un métal ou un alliage de métaux, bien que du silicium ou un autre matériau sélectionné pour présenter un CTE correspondant puisse être souhaitable. 25 En faisant référence à la figure 2B, une pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi- conductrice 312 peuvent être formées à travers la couche de matériau semi-conducteur 302, comme examiné précédemment en relation avec les interconnexions 30 traversant la tranche semi-conductrice 112 en faisant référence à la figure 1B, pour former la structure de substrat 310 montrée sur la figure 2B. Après avoir formé les interconnexions traversant la tranche semiconductrice 312 à travers la couche de matériau semi- 35 conducteur 302, la structure de substrat 310 peut être traitée comme décrit précédemment en faisant référence aux figures 1C à lI pour former la structure semiconductrice liée 380 montrée sur la figure 2C. La structure semi-conductrice liée 380 est sensiblement similaire à la structure semi-conductrice liée 180 de la figure lI, mais comprend la structure de substrat 310 de la figure 2B, avec une couche de redistribution 122 sur celle-ci substituée à la première structure de substrat 120. The layer of semiconductor material 302 may comprise a semiconductor material such as, for example, silicon or germanium. Such a semiconductor material may be a polycrystalline material or at least substantially composed of a monocrystalline material, and may be doped or undoped. The insulator layer 303 may comprise a ceramic, such as an oxide (for example, silicon oxide (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), etc.), a nitride (for example, silicon nitride (Si3N4), boron nitride (BN), etc.), or oxynitride (for example, silicon oxynitride (SiON)). The relatively thick substrate body 304 may have a composition different from that of the semiconductor material layer 302 and / or the insulation layer 303, but may itself comprise a semiconductor material or a ceramic such as mentioned in connection with the semiconductor material layer 302 and the insulator layer 303. In additional embodiments, the relatively thick substrate body 304 may comprise a metal or alloy of metals, although silicon or another material selected to present a corresponding ETC may be desirable. Referring to FIG. 2B, a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer 312 may be formed through the layer of semiconductor material 302, as discussed previously in connection with the interconnects 30 passing through the semiconductor wafer. 112 with reference to Fig. 1B, to form the substrate structure 310 shown in Fig. 2B. After forming the interconnects passing through the semiconductor wafer 312 through the semiconductor material layer 302, the substrate structure 310 can be processed as previously described with reference to Figures 1C-11 to form the bonded semiconductor structure 380 shown in FIG. Figure 2C. The bonded semiconductor structure 380 is substantially similar to the bonded semiconductor structure 180 of Figure 11, but includes the substrate structure 310 of Figure 2B, with a redistribution layer 122 thereon substituted for the first structure of substrate 120.

Après avoir formé la structure semi-conductrice liée 380 de la figure 2C, la couche d'isolant 303 et le corps de substrat 304 peuvent être retirés de la structure semi-conductrice liée 380, comme décrit précédemment. Le corps de substrat 304 peut être récupéré et réutilisé, comme décrit précédemment ici. Après avoir retiré la couche d'isolant 303 et le corps de substrat 304, la structure semi-conductrice liée résultante peut être traitée comme décrit précédemment en faisant référence aux figures 1J à 1L. After forming the bonded semiconductor structure 380 of Fig. 2C, the insulator layer 303 and the substrate body 304 can be removed from the bonded semiconductor structure 380, as previously described. The substrate body 304 may be recovered and reused, as previously described herein. After removing the insulator layer 303 and the substrate body 304, the resulting bonded semiconductor structure can be processed as previously described with reference to Figs. 1J-1L.

Comme mentionné précédemment, en relation avec la figure 1K, dans certains modes de réalisation, la structure supplémentaire 202 à laquelle la structure semi-conductrice liée 190 de la figure 1J peut être attachée peut comprendre une autre structure semi- conductrice traitée. Un exemple d'un tel procédé est décrit ci-dessous en faisant référence aux figures 3A à 3D. La figure 3A illustre une structure semiconductrice liée 400 qui peut être formée à partir de la structure semi-conductrice liée 180 en retirant le corps de substrat 104 de la première structure de substrat 120 de celle-ci, comme décrit précédemment ici en relation avec les figures lI et 1J, mais sans prévoir les bossages conducteurs 192 (figure 1J) sur les interconnexions traversant la tranche semiconductrice 112. En faisant référence à la figure 3B, une structure semi-conductrice traitée 412 supplémentaire peut être directement liée à la couche de matériau 102, aux interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112, ou à la fois à la couche de matériau 102 et aux interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112. As mentioned above, in connection with FIG. 1K, in some embodiments, the additional structure 202 to which the bonded semiconductor structure 190 of FIG. 1J may be attached may comprise another processed semiconductor structure. An example of such a method is described below with reference to Figs. 3A to 3D. Figure 3A illustrates a bonded semiconductor structure 400 that can be formed from the bonded semiconductor structure 180 by removing the substrate body 104 from the first substrate structure 120 thereof, as previously described herein in connection with the FIGS. 11 and 1J, but without providing the conductive bosses 192 (FIG. 1J) on the interconnections passing through the semiconductor wafer 112. With reference to FIG. 3B, an additional treated semiconductor structure 412 can be directly linked to the layer of material 102, to the interconnections passing through the semiconductor wafer 112, or both to the layer of material 102 and to the interconnections passing through the semiconductor wafer 112.

A titre d'exemple et non de limitation, la structure semi-conductrice traitée 412 supplémentaire peut comprendre une puce semi-conductrice, et peut comprendre un ou plusieurs d'un processeur de signal électronique, d'un dispositif de mémoire et d'un dispositif optoélectronique (par exemple, une diode électroluminescente, un laser, une photodiode, une cellule solaire, etc.). Le processus de liaison directe utilisé pour lier la structure semi-conductrice traitée 412 supplémentaire à la couche de matériau 102 et/ou aux interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 peut être effectué à une température ou des températures d'environ 400 °C ou moins. Dans certains modes de réalisation, le processus de liaison peut comprendre un processus de liaison directe par thermocompression effectué à une température ou des températures d'environ 400 °C ou moins. Dans des modes de réalisation supplémentaires, le processus de liaison peut comprendre un processus de liaison directe à température ultra faible effectué à une température ou des températures d'environ 200 °C ou moins. Dans certains cas, le processus de liaison peut être effectué à peu près à température ambiante. De plus, le processus de liaison peut comprendre un processus de liaison assistée de surfaces dans certains modes de réalisation. Le processus de liaison directe peut comprendre un processus de liaison directe oxyde-oxyde (par exemple, dioxyde de silicium à dioxyde de Silicium) et/ou un processus de liaison directe métal- métal (par exemple, cuivre à cuivre). Comme montré sur la figure 3B, les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 414 supplémentaires peuvent être formées à travers la structure semi-conductrice traitée 412 supplémentaire. 10 Les interconnexions traversant la tranche semi- conductrice 414 supplémentaires peuvent être formées à travers la structure semi-conductrice traitée 412 avant ou après la liaison directe de la structure semiconductrice traitée 412 supplémentaire à la couche de 15 matériau 102 et/ou aux interconnexions traversant la -tranche semi-conductrice-I12. Au-moins-une-partie-des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 414 peuvent s'étendre vers les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 112 dans la 20 couche de matériau 102 et peuvent être couplées structurellement et électriquement à celles-ci. En option, un bossage conducteur 416 peut être prévu sur l'extrémité exposée de chacune des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 25 414 pour former la structure semi-conductrice liée 410 de la figure 3B, comme décrit précédemment en relation avec les bossages conducteurs 192 en faisant référence à la figure 1J. En faisant référence à la figure 3C, la structure 30 semi-conductrice liée 410 de la figure 3B peut être couplé structurellement et électriquement à une structure 422. Par exemple, la structure 422 peut comprendre une autre structure semi-conductrice traitée ou une carte de circuit imprimé. Comme montré sur la 35 figure 3C, la structure 422 peut comprendre une pluralité de caractéristiques conductrices 424 et un matériau diélectrique 426 environnant. Les caractéristiques conductrices 424 peuvent comprendre des pastilles de liaison, par exemple. Les bossages conducteurs 416 peuvent être alignés avec les caractéristiques conductrices 424 et en butée contre celles-ci. Les bossages conducteurs 416 peuvent être chauffés pour amener le matériau des bossages conducteurs 416 à fondre de nouveau, après quoi le matériau peut être refroidi et solidifié, formant de ce fait une liaison structurelle et électrique entre les interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 414 et les caractéristiques conductrices 424 de la structure 422. By way of example and not limitation, the further treated semiconductor structure 412 may comprise a semiconductor chip, and may include one or more of an electronic signal processor, a memory device and a optoelectronic device (e.g., a light-emitting diode, a laser, a photodiode, a solar cell, etc.). The direct bonding process used to bond the additional treated semiconductor structure 412 to the material layer 102 and / or interconnections through the semiconductor wafer 112 may be performed at a temperature or temperatures of about 400 ° C or less. In some embodiments, the bonding process may comprise a direct thermocompression bonding process performed at a temperature or temperatures of about 400 ° C or less. In additional embodiments, the bonding process may comprise an ultra low temperature direct bonding process performed at a temperature or temperatures of about 200 ° C or less. In some cases, the bonding process can be performed at about room temperature. In addition, the linking process may include a surface-assisted bonding process in some embodiments. The direct bonding process may include a direct oxide-to-oxide bonding process (eg silicon dioxide to silicon dioxide) and / or a direct metal-to-metal bonding process (eg, copper to copper). As shown in FIG. 3B, the additional interconnections through the semiconductor wafer 414 may be formed through the additional treated semiconductor structure 412. The additional cross-connects through the semiconductor wafer 414 may be formed through the treated semiconductor structure 412 before or after the direct bonding of the additional treated semiconductor structure 412 to the material layer 102 and / or the interconnections traversing the semiconductor-I12. At least a portion of the interconnects traversing the semiconductor wafer 414 may extend to the interconnects traversing the semiconductor wafer 112 in the material layer 102 and may be structurally and electrically coupled thereto. Optionally, a conductive boss 416 may be provided on the exposed end of each of the interconnects passing through the semiconductor wafer 414 to form the bonded semiconductor structure 410 of Figure 3B, as previously described in connection with the conductive bosses. 192 with reference to Figure 1J. Referring to Fig. 3C, the bonded semiconductor structure 410 of Fig. 3B may be structurally and electrically coupled to a structure 422. For example, the structure 422 may comprise another processed semiconductor structure or a circuit board. printed circuit board. As shown in FIG. 3C, the structure 422 may comprise a plurality of conductive features 424 and surrounding dielectric material 426. Conductive features 424 may include bond pads, for example. Conductive bosses 416 may be aligned with and abut against conductive features 424. The conductive bosses 416 may be heated to cause the material of the conductive bosses 416 to melt again, after which the material may be cooled and solidified, thereby forming a structural and electrical connection between the interconnects passing through the semiconductor wafer 414 and the conductive characteristics 424 of the structure 422.

En faisant référence à la figure 3D, après le couplage structurel et électrique des interconnexions traversant la tranche semi-conductrice 414 et des caractéristiques conductrices 424 de la structure 422, la deuxième structure de substrat 182 (figure 3C) peut être retirée pour former la structure semi-conductrice liée 430 montrée sur la figure 3D. Par exemple, un processus de division mécanique, un processus de gravure, ou une combinaison de ces processus peut être utilisé pour retirer la deuxième structure de substrat 182 pour former la structure semi-conductrice liée 430. Après avoir retiré, des structures semi- conductrices liées, chacun du corps de substrat relativement épais 104 de la première structure de substrat 120 et de la deuxième structure de substrat 182, le corps de substrat relativement épais 104 et/ou la deuxième structure de substrat 182 peuvent être récupérés et réutilisés, comme examiné précédemment ici. La structure semi-conductrice liée 430 de la 35 figure 3D peut en outre être traitée selon les besoins ou les souhaits afin de rendre la structure semiconductrice liée 430 appropriée pour son utilisation attendue. En tant qu'exemple non limitatif, un revêtement de protection ou un matériau d'encapsulation peut être prévu sur au moins une partie de la structure semi-conductrice liée 430, et/ou un matériau de liaison protecteur peut être prévu entre la structure 422 et la structure semi-conductrice traitée 412 entre et autour des bossages conducteurs 416. Referring to FIG. 3D, after the structural and electrical coupling of the interconnects passing through the semiconductor wafer 414 and conductive characteristics 424 of the structure 422, the second substrate structure 182 (FIG. 3C) can be removed to form the structure linked semiconductor 430 shown in FIG. 3D. For example, a mechanical division process, an etching process, or a combination of these processes may be used to remove the second substrate structure 182 to form the bonded semiconductor structure 430. After removing semiconductor structures each of the relatively thick substrate body 104 of the first substrate structure 120 and the second substrate structure 182, the relatively thick substrate body 104 and / or the second substrate structure 182 may be recovered and reused, as discussed. previously here. The bonded semiconductor structure 430 of FIG. 3 may further be treated as desired or desired to make the bonded semiconductor structure 430 suitable for its intended use. As a non-limiting example, a protective coating or encapsulating material may be provided on at least a portion of the bonded semiconductor structure 430, and / or a protective bonding material may be provided between the bonding structure 422 and the treated semiconductor structure 412 between and around the conductive bosses 416.

Selon les procédés décrits ci-dessus, en maintenant la deuxième structure de substrat 182 liée aux structures semi-conductrices traitées 132A à 132F jusqu'à ce que les structures semi-conductrices liées 200, 420 aient été liées aux structures 202, 422 supplémentaires, un voilement, une fissuration et un autre dommage qui pourraient apparaître dans les structures semi-conductrices liées du fait, par exemple, de différences de coefficients de dilatation thermique des divers matériaux et dispositifs de celles-ci, peuvent être évités ou réduits. Des modes de réalisation exemplaires non limitatifs supplémentaires de l'invention sont décrits ci-dessous. Mode de réalisation 1 : un procédé de formation d'une structure semi-conductrice liée, consistant à : fournir une première structure de substrat comprenant une couche relativement mince de matériau sur un corps de substrat relativement épais ; former une pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi- conductrice à travers la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat ; lier au moins une structure semi-conductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat d'un côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais et coupler électriquement au moins une caractéristique conductrice de ladite au moins une structure semi-conductrice traitée à au moins une interconnexion traversant la 0 tranche semi-conductrice de la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice ; lier une deuxième structure de substrat sur ladite au moins une structure semi-conductrice traitée d'un côté de celle-ci opposé à la première structure de substrat ; retirer le corps de substrat relativement épais de la première structure de substrat et laisser la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat liée à ladite au moins une structure semi-conductrice traitée ; et coupler électriquement au moins une interconnexion traversant la tranche semi-conductrice de la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi- conductrice à une caractéristique conductrice d'une autre structure. Mode de réalisation 2 : le procédé selon le mode de réalisation 1, consistant en outre à retirer la deuxième structure de substrat après le couplage électrique de ladite au moins une interconnexion traversant la tranche semi-conductrice de la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi- conductrice à la caractéristique conductrice de ladite autre structure. Mode de réalisation 3 : le procédé selon le mode de réalisation 1 ou le mode de réalisation 2, dans lequel la fourniture de la première structure de 30 substrat comprend en outre la liaison temporaire de la couche relativement mince de matériau au corps de substrat relativement épais, et dans lequel le retrait du corps de substrat relativement épais de la première structure de substrat et le fait de laisser la couche 35 relativement mince de matériau de la première structure de substrat liée à ladite au moins une structure semiconductrice traitée consistent à séparer le corps de substrat relativement épais de la couche relativement mince de matériau. According to the methods described above, by maintaining the second substrate structure 182 bonded to the treated semiconductor structures 132A to 132F until the bonded semiconductor structures 200, 420 have been bonded to the additional structures 202, 422, buckling, cracking and other damage that may occur in the related semiconductor structures due, for example, to differences in the coefficients of thermal expansion of the various materials and devices thereof, can be avoided or reduced. Additional non-limiting exemplary embodiments of the invention are described below. Embodiment 1: A method of forming a bonded semiconductor structure, comprising: providing a first substrate structure comprising a relatively thin layer of material on a relatively thick substrate body; forming a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer through the relatively thin layer of material of the first substrate structure; bonding at least one treated semiconductor structure to the relatively thin layer of material of the first substrate structure on a side thereof opposite to the relatively thick substrate body and electrically coupling at least one conductive characteristic of the at least one semiconductor structure treated at least one interconnection crossing the 0 semiconductor wafer of the plurality of interconnections passing through the semiconductor wafer; bonding a second substrate structure to said at least one semiconductor structure treated on one side thereof opposite the first substrate structure; removing the relatively thick substrate body from the first substrate structure and leaving the relatively thin layer of material of the first substrate structure bonded to said at least one processed semiconductor structure; and electrically coupling at least one interconnection traversing the semiconductor wafer of the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer to a conductive characteristic of another structure. Embodiment 2: The method according to Embodiment 1, further comprising removing the second substrate structure after the electrical coupling of the at least one interconnection traversing the semiconductor wafer of the plurality of interconnects traversing the semi wafer. conductive to the conductive characteristic of said other structure. Embodiment 3: The method according to Embodiment 1 or Embodiment 2, wherein the provision of the first substrate structure further comprises temporarily bonding the relatively thin layer of material to the relatively thick substrate body. and wherein removing the relatively thick substrate body from the first substrate structure and allowing the relatively thin layer of material of the first substrate structure bonded to the at least one processed semiconductor structure to separate the body relatively thick substrate of the relatively thin layer of material.

Mode de réalisation 4 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 3, consistant en outre à former au moins une couche de redistribution sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat du côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais avant de lier ladite au moins une structure semi-conductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat, et dans lequel la liaison de ladite au moins une structure semi- conductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat consiste à lier ladite au moins une structure semi-conductrice traitée à la couche de redistribution. Mode de réalisation 5 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 4, dans lequel la liaison de ladite au moins une structure semiconductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat consiste à lier ladite au moins une structure semi-conductrice 25 traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat à une température ou des températures au-dessous d'environ 400 °C. Mode de réalisation 6 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 5, dans lequel 30 la liaison de ladite au moins une structure semiconductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat consiste à lier ladite au moins une structure semi-conductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de 35 la première structure de substrat en utilisant un processus de liaison directe à température ultra faible. Mode de réalisation 7 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 6, dans lequel 5 la liaison de ladite au moins une structure semiconductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première structure de substrat consiste à lier une pluralité de structures semi-conductrices traitées sur la couche relativement mince de matériau 10 de la première structure de substrat. Mode de réalisation 8 : le procédé selon le mode de réalisation 7, dans lequel au moins certaines structures semi-conductrices traitées de la pluralité de structures semi-conductrices traitées sont disposées 15 latéralement les unes à côté des autres le long d'un plan commun orienté parallèlement à une surface principale de la première structure de substrat. Mode de réalisation 9 : le procédé selon le mode de réalisation 8, dans lequel au moins certaines 20 structures semi-conductrices traitées de la pluralité de structures semi-conductrices traitées sont disposées verticalement les unes sur les autres le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement à une surface principale de la première structure de 25 substrat. Mode de réalisation 10 : le procédé selon le mode de réalisation 7, dans lequel au moins certaines structures semi-conductrices traitées de la pluralité de structures semi-conductrices traitées sont disposées 30 verticalement les unes sur les autres le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement à une surface principale de la première structure de substrat. Mode de réalisation 11 : le procédé selon l'un 35 quelconque des modes de réalisation 1 à 10, consistant en outre à sélectionner ladite autre structure pour qu'elle comprenne une autre structure semi-conductrice traitée. Mode de réalisation 12 : le procédé selon l'un 5 quelconque des modes de réalisation 1 à 11, consistant en outre à sélectionner ladite autre structure pour qu'elle comprenne une carte de circuit imprimé. Mode de réalisation 13 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 12, consistant 10 en outre à sélectionner la première structure de substrat pour qu'elle comprenne un substrat de semiconducteur sur isolant (Se0I). Mode de réalisation 14 : le procédé selon le mode de réalisation 13, consistant en outre à sélectionner 15 la première structure de substrat pour qu'elle comprenne un substrat de silicium sur isolant (SOI). Mode de réalisation 15 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 14, consistant en outre à former une pluralité supplémentaire 20 d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice à travers ladite au moins une structure semi-conductrice traitée après avoir lié ladite au moins une structure semi-conductrice traitée sur la couche relativement mince de matériau de la première 25 structure de substrat. Mode de réalisation 16 : le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation 1 à 15, consistant en outre à réutiliser au moins l'un de la deuxième structure de substrat et du corps de substrat 30 relativement épais de la première structure de substrat dans un procédé de formation d'une structure semiconductrice liée. Mode de réalisation 17 : une structure intermédiaire formée pendant la fabrication d'une 35 structure semi-conductrice liée, comprenant : une première structure de substrat, comprenant : une pluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice s 'étendant à travers une couche relativement mince de matériau ; et un corps de substrat relativement épais lié temporairement à la couche de matériau ; une pluralité de structures semiconductrices traitées couplées électriquement à la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice ; et une deuxième structure de substrat liée temporairement sur la pluralité de structures semi-conductrices traitées d'un côté de celles-ci opposé à la première structure de substrat. Mode de réalisation 18 : la structure intermédiaire selon le mode de réalisation 17, dans 15 laquelle la première structure de substrat comprend un substrat de semi-conducteur sur isolant (Se0I). Mode de réalisation 19 : la structure intermédiaire selon le mode de réalisation 17 ou le mode de réalisation 18, dans laquelle la couche 20 relativement mince de matériau a une épaisseur moyenne d'environ cent nanomètres (100 nm) ou moins. Mode de réalisation 20 : la structure intermédiaire selon l'un quelconque des modes de réalisation 17 à 19, dans laquelle au moins certaines 25 structures semi-conductrices traitées de la pluralité de structures semi-conductrices traitées sont disposées latéralement les unes à côté des autres le long d'un plan commun orienté parallèlement à une surface principale de la première structure de substrat.Embodiment 4: The method according to any one of embodiments 1 to 3, further comprising forming at least one redistribution layer on the relatively thin layer of material of the first substrate structure on the side thereof opposite to the relatively thick substrate body before bonding said at least one treated semiconductor structure to the relatively thin layer of material of the first substrate structure, and wherein the bonding of said at least one semiconductor structure treated to the relatively thin layer of material of the first substrate structure is to bond said at least one treated semiconductor structure to the redistribution layer. Embodiment 5: The method according to any one of embodiments 1 to 4, wherein the bonding of said at least one treated semiconductor structure to the relatively thin layer of material of the first substrate structure is to bond said minus a semiconductor structure treated on the relatively thin layer of material of the first substrate structure at a temperature or temperatures below about 400 ° C. Embodiment 6: The method according to any one of embodiments 1 to 5, wherein the bonding of said at least one treated semiconductor structure to the relatively thin layer of material of the first substrate structure is to bond said at least one semiconductor structure treated on the relatively thin layer of material of the first substrate structure using an ultra low temperature direct bonding process. Embodiment 7: The method according to any one of embodiments 1 to 6, wherein the bonding of said at least one treated semiconductor structure to the relatively thin layer of material of the first substrate structure is to bond a plurality of semiconductor structures processed on the relatively thin layer of material 10 of the first substrate structure. Embodiment 8: The method according to embodiment 7, wherein at least some of the plurality of treated semiconductor structures are disposed laterally next to each other along a common plane. oriented parallel to a major surface of the first substrate structure. Embodiment 9: The method according to Embodiment 8, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures are arranged vertically on each other along a common oriented line. perpendicular to a major surface of the first substrate structure. Embodiment 10: The method according to embodiment 7, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures are arranged vertically on each other along a common oriented line. perpendicular to a major surface of the first substrate structure. Embodiment 11: The method of any one of embodiments 1 to 10, further comprising selecting said other structure to include another processed semiconductor structure. Embodiment 12: The method of any one of embodiments 1 to 11, further comprising selecting said other structure to include a printed circuit board. Embodiment 13: The method of any one of embodiments 1 to 12, further comprising selecting the first substrate structure to include a semiconductor on insulator substrate (SeOI). Embodiment 14: The method of embodiment 13, further comprising selecting the first substrate structure to include a silicon on insulator (SOI) substrate. Embodiment 15: The method according to any one of embodiments 1 to 14, further comprising forming a further plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer through said at least one semiconductor structure treated after bonding. said at least one semiconductor structure treated on the relatively thin layer of material of the first substrate structure. Embodiment 16: The method of any one of embodiments 1 to 15, further comprising reusing at least one of the second substrate structure and the relatively thick substrate body of the first substrate structure in a method of forming a bonded semiconductor structure. Embodiment 17: An intermediate structure formed during manufacture of a bonded semiconductor structure, comprising: a first substrate structure, comprising: a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer extending through a relatively thin layer material; and a relatively thick substrate body temporarily bonded to the layer of material; a plurality of processed semiconductor structures electrically coupled to the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer; and a second substrate structure temporarily bonded to the plurality of semiconductor structures processed on one side thereof opposite the first substrate structure. Embodiment 18: The intermediate structure according to Embodiment 17, wherein the first substrate structure comprises a semiconductor on insulator substrate (SeOI). Embodiment 19: The intermediate structure according to Embodiment 17 or Embodiment 18, wherein the relatively thin layer of material has an average thickness of about one hundred nanometers (100 nm) or less. Embodiment 20: The intermediate structure according to any one of embodiments 17 to 19, wherein at least some of the plurality of treated semiconductor structures are disposed laterally next to one another along a common plane oriented parallel to a major surface of the first substrate structure.

30 Mode de réalisation 21 : la structure intermédiaire selon l'un quelconque des modes de réalisation 17 à 20, dans laquelle au moins certaines structures semi-conductrices traitées de la pluralité de structures semi-conductrices traitées sont disposées 35 verticalement les unes sur les autres le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement à une surface principale de la première structure de substrat. Les modes de réalisation exemplaires de l'invention décrits ci-dessus ne limitent pas l'étendue de l'invention, étant donné que ces modes de réalisation sont simplement des exemples de modes de réalisation de l'invention, qui est définie par l'étendue des revendications jointes et leurs équivalents légaux. Tous les modes de réalisation équivalents sont destinés à être inclus dans l'étendue de la présente invention. En effet, diverses variantes de l'invention, en plus de celles montrées et décrites ici, telles que d'autres combinaisons utiles des éléments décrits, deviendront évidentes aux hommes du métier à partir de la description. Autrement dit, une ou plusieurs caractéristiques d'un mode de réalisation exemplaire décrit ici peuvent être combinées avec une ou plusieurs caractéristiques d'un autre mode de réalisation exemplaire décrit ici pour réaliser des modes de réalisation supplémentaires de l'invention. Ces variantes et modes de réalisation sont également destinés à tomber dans l'étendue des revendications jointes. Embodiment 21: The intermediate structure according to any one of embodiments 17 to 20, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures are disposed vertically on top of each other along a common line oriented perpendicular to a major surface of the first substrate structure. The exemplary embodiments of the invention described above do not limit the scope of the invention, since these embodiments are merely exemplary embodiments of the invention, which is defined by the present invention. scope of the attached claims and their legal equivalents. All equivalent embodiments are intended to be included within the scope of the present invention. Indeed, various variations of the invention, in addition to those shown and described herein, such as other useful combinations of the elements described, will become apparent to those skilled in the art from the description. In other words, one or more features of an exemplary embodiment described herein may be combined with one or more features of another exemplary embodiment described herein to provide additional embodiments of the invention. These variants and embodiments are also intended to fall within the scope of the appended claims.

Claims (21)

REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'une structure semiconductrice liée, consistant à : fournir une première structure de substrat (100, 300) comprenant une couche relativement mince de matériau (102, 302) sur un corps de substrat relativement épais (104, 304) ; former une pluralité d'interconnexions traversant 10 la tranche semi-conductrice (112, 312) à travers la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) ; lier au moins une structure semi-conductrice traitée (132), sur la couche relativement mince de 15 matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) d'un côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais (104, 304) et coupler électriquement au moins une caractéristique conductrice (134) de ladite au moins une structure 20 semi-conductrice traitée (132) à au moins une interconnexion traversant la tranche semi-conductrice (112, 312) de la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi-conductrice (112, 312) ; lier une deuxième structure de substrat (182), sur 25 ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) d'un côté de celle-ci opposé à la première structure de substrat (100, 300) ; retirer le corps de substrat relativement épais (104, 304) de la première structure de substrat (100, 30 300) et laisser la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) liée à ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) ; et coupler électriquement au moins une interconnexion 35 traversant la tranche semi-conductrice (112, 312) de lapluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice (112, 312) à une caractéristique conductrice (204, 414) d'une autre structure (202, 422). REVENDICATIONS1. A method of forming a bonded semiconductor structure, comprising: providing a first substrate structure (100, 300) comprising a relatively thin layer of material (102, 302) on a relatively thick substrate body (104, 304); forming a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (112, 312) through the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300); bonding at least one treated semiconductor structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) on a side thereof opposite to the substrate body relatively thick (104, 304) and electrically coupling at least one conductive characteristic (134) of said at least one treated semiconductor structure (132) to at least one interconnection traversing the semiconductor wafer (112, 312) of the a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (112, 312); bonding a second substrate structure (182) to said at least one treated semiconductor structure (132) on one side thereof opposite the first substrate structure (100, 300); removing the relatively thick substrate body (104, 304) from the first substrate structure (100, 300) and leaving the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) bound to said at least one treated semiconductor structure (132); and electrically coupling at least one interconnection 35 passing through the semiconductor wafer (112, 312) of the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (112, 312) to a conductive characteristic (204, 414) of another structure (202, 422). 2. Procédé selon la revendication 1, consistant en outre à retirer la deuxième structure de substrat (182) après le couplage électrique de ladite au moins une interconnexion traversant la tranche semi-conductrice (112, 312) de la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semi-conductrice (112, 312) à la caractéristique conductrice (204, 414) de ladite autre structure (202, 422). The method of claim 1, further comprising removing the second substrate structure (182) after the electrical coupling of said at least one interconnection traversing the semiconductor wafer (112, 312) of the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (112, 312) to the conductive characteristic (204, 414) of said other structure (202, 422). 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fourniture de la première structure de substrat (100, 300) comprend en outre le fait de lier temporairement la couche relativement mince de matériau (102, 302) au corps de substrat relativement épais (104, 304), et dans lequel le retrait du corps de substrat relativement épais (104, 304) de la première structure de substrat (100, 300) et le fait de laisser la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) liée à ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) comprennent le fait de séparer le corps de substrat relativement épais (104, 304) de la couche relativement mince de matériau (102, 302). The method of claim 1, wherein providing the first substrate structure (100, 300) further comprises temporarily bonding the relatively thin layer of material (102, 302) to the relatively thick substrate body (104). , 304), and wherein removing the relatively thick substrate body (104, 304) from the first substrate structure (100, 300) and leaving the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) bonded to said at least one treated semiconductor structure (132) comprises separating the relatively thick substrate body (104, 304) from the relatively thin layer of material (102, 302) . 4. Procédé selon la revendication 1, consistant en outre à former au moins une couche de redistribution (122), sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) du côté de celle-ci opposé au corps de substrat relativement épais (104, 304) avant la liaison deladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300), et dans lequel la liaison de ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) comprend le fait de lier ladite au moins une structure semiconductrice traitée (132) à la couche de redistribution (122). The method of claim 1, further comprising forming at least one redistribution layer (122) on the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) on the side of that opposed to the relatively thick substrate body (104, 304) prior to bonding said at least one treated semiconductor structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300), and wherein the bonding of said at least one treated semiconductor structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) comprises bonding said at least one treated semiconductor structure (132) at the redistribution layer (122). 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la liaison de ladite au moins une structure semiconductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) comprend le fait de lier ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) à une température ou des températures au-dessous d'environ 400 °C. The method of claim 1, wherein bonding said at least one treated semiconductor structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) comprises bonding said at least one treated semiconductor structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) at a temperature or temperatures below about 400 ° vs. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la liaison de ladite au moins une structure semi25 conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) comprend la liaison de ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de 30 la première structure de substrat (100, 300) en utilisant un processus de liaison directe à température ultra faible. The method of claim 1, wherein bonding said at least one treated semi-conductive structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) comprises bonding of said at least one treated semiconductor structure (132) on the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) using an ultra low temperature direct bonding process. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel 35 la liaison de ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300) comprend le fait de lier une pluralité de structures semi-conductrices traitées (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300). The method of claim 1, wherein bonding said at least one treated semiconductor structure (132) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300) comprises bonding a plurality of processed semiconductor structures (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) to the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel au moins certaines structures semi-conductrices traitées (132) de la pluralité de structures semiconductrices traitées (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) sont disposées latéralement les unes à côté des autres le long d'un plan commun orienté parallèlement à une surface principale de la première structure de substrat (100, 300). The method of claim 7, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) are arranged laterally next to one another along a common plane oriented parallel to a major surface of the first substrate structure (100, 300). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel au moins certaines structures semi-conductrices traitées (132) de la pluralité de structures semiconductrices traitées (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) sont disposées verticalement les unes sur les autres le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement à une surface principale de la première structure de substrat (100, 300). The method of claim 8, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) are disposed vertically on top of each other. along a common line oriented perpendicular to a major surface of the first substrate structure (100, 300). 10. Procédé selon la revendication 7, dans lequel au moins certaines structures semi-conductrices traitées (132) de la pluralité de structures semi- conductrices traitées (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) sont disposées verticalement les unes sur les autres le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement à une surface principale de la première structure de substrat (100, 300).35 The method of claim 7, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures (132A, 132B, 132C, 132D, 132E, 132F) are arranged vertically on each of the plurality of processed semiconductor structures (132). others along a common line oriented perpendicular to a major surface of the first substrate structure (100, 300). 11. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le fait de sélectionner ladite autre structure (202, 422) pour qu'elle comprenne une autre structure semi-conductrice traitée. The method of claim 1, further comprising selecting said other structure (202, 422) to include another processed semiconductor structure. 12. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le fait de sélectionner ladite autre structure (202, 422) pour qu'elle comprenne une carte de circuit imprimé. The method of claim 1, further comprising selecting said other structure (202, 422) to include a printed circuit board. 13. Procédé selon la revendication 1, consistant en outre à sélectionner la première structure de substrat (100, 300) pour qu'elle comprenne un substrat de semi-conducteur sur isolant (Se0I). The method of claim 1, further comprising selecting the first substrate structure (100,300) to include a semiconductor on insulator substrate (SeOI). 14. Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre le fait de sélectionner la première structure de substrat (100, 300) pour qu'elle comprenne un substrat de silicium sur isolant (SOI). The method of claim 13, further comprising selecting the first substrate structure (100, 300) to include a silicon on insulator (SOI) substrate. 15. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le fait de former une pluralité supplémentaire d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice (162, 172) à travers ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) après avoir lié ladite au moins une structure semi-conductrice traitée (132) sur la couche relativement mince de matériau (102, 302) de la première structure de substrat (100, 300). The method of claim 1, further comprising forming a further plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (162, 172) through said at least one treated semiconductor structure (132) after bonding said at least one a treated semiconductor structure (132) on the relatively thin layer of material (102, 302) of the first substrate structure (100, 300). 16. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le fait de réutiliser au moins l'un de la deuxième structure de substrat (182) et du corps de substrat relativement épais (104, 304) de la premièrestructure de substrat (100, 300) dans un procédé de formation d'une structure semi-conductrice liée. The method of claim 1, further comprising reusing at least one of the second substrate structure (182) and the relatively thick substrate body (104,304) of the substrate first structure (100,300). ) in a method of forming a bonded semiconductor structure. 17. Structure intermédiaire formée pendant la 5 fabrication d'une structure semi-conductrice liée, comprenant : une première structure de substrat (100, 300), comprenant : une pluralité d'interconnexions traversant la 10 tranche semi-conductrice (112, 312), et s'étendant à travers une couche relativement mince de matériau (102, 302) ; et un corps de substrat relativement épais (104, 304) lié temporairement à la couche de matériau (102, 302) ; 15 une pluralité de structures semi-conductrices traitées (132) couplées électriquement à la pluralité d'interconnexions traversant la tranche semiconductrice (112, 312) ; et une deuxième structure de substrat (182) liée 20 temporairement sur la pluralité de structures semiconductrices traitées (132) d'un côté de celles-ci opposé à la première structure de substrat (100, 300). 17. An intermediate structure formed during the manufacture of a bonded semiconductor structure, comprising: a first substrate structure (100, 300), comprising: a plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (112, 312) and extending through a relatively thin layer of material (102, 302); and a relatively thick substrate body (104, 304) temporarily bonded to the material layer (102, 302); A plurality of processed semiconductor structures (132) electrically coupled to the plurality of interconnects passing through the semiconductor wafer (112, 312); and a second substrate structure (182) temporarily bonded to the plurality of processed semiconductor structures (132) on one side thereof opposite the first substrate structure (100, 300). 18. Structure intermédiaire selon la 25 revendication 17, dans laquelle la première structure de substrat (100, 300) comprend un substrat de semiconducteur sur isolant (Se0I). 18. An intermediate structure according to claim 17, wherein the first substrate structure (100,300) comprises a semiconductor on insulator substrate (SeOI). 19. Structure intermédiaire selon la 30 revendication 17, dans laquelle la couche relativement mince de matériau (102, 302) a une épaisseur moyenne d'environ dix nanomètres (10 nm) ou moins. 19. An intermediate structure according to claim 17, wherein the relatively thin layer of material (102, 302) has an average thickness of about ten nanometers (10 nm) or less. 20. Structure intermédiaire selon la 35 revendication 17, dans laquelle au moins certainesstructures semi-conductrices traitées (132) de la pluralité de structures semi-conductrices traitées (132) sont disposées latéralement les unes à côté des autres le long d'un plan commun orienté parallèlement à une surface principale de la première structure de substrat (100, 300). 20. An intermediate structure according to claim 17, wherein at least some of the treated semiconductor structures (132) of the plurality of processed semiconductor structures (132) are disposed laterally next to one another along a common plane. oriented parallel to a major surface of the first substrate structure (100, 300). 21. Structure intermédiaire selon la revendication 20, dans laquelle au moins certaines structures semi-conductrices traitées (132) de la pluralité de structures semi-conductrices traitées (132) sont disposées verticalement les unes sur les autres le long d'une ligne commune orientée perpendiculairement à une surface principale de la première structure de substrat (100, 300). An intermediate structure according to claim 20, wherein at least some of the plurality of processed semiconductor structures (132) are disposed vertically on each other along a common oriented line. perpendicular to a major surface of the first substrate structure (100, 300).
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