一种半导体晶圆以及管芯的制作方法

本技术涉及半导体，特别涉及一种半导体晶圆以及管芯。

背景技术：

1、晶圆级键合技术是将两片晶圆互相结合，并使得表面原子相互反应，两个晶圆以一定强度结合在一起。晶圆级键合有多种方法，如热压键合、阳极键合、共晶键合等。其中，共晶键合以其键合温度低、键合强度高的特点在晶圆级键合领域得到广泛的应用。

2、共晶键合是利用共晶材料熔融温度较低的特点，将其作为中间介质层，在较低的温度下，通过加热使共晶材料熔融并在加压下实现键合，该技术能够有效降低键合面对平整度和清洁度的要求，有利于生产效率的提高。

3、键合之后的半导体晶圆一般还需进行减薄、匀胶、光刻、显影、刻蚀、清洗等工序，特别是在加工减薄、清洗工序中，一般需将半导体晶圆浸泡在化学溶液中，构成半导体晶圆的两片晶圆中间存在缝隙，化学溶液沿着缝隙将渗进半导体晶圆内部。半导体晶圆内部残留的溶液会导致半导体晶圆存在质量隐患，也会导致后续工序加工困难，从而影响产品在线成品率，是必须要解决的工程技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种半导体晶圆以及管芯，防止半导体晶圆内部的化学溶液残留。

2、本实用新型一方面提供一种半导体晶圆，包括多个管芯，每个管芯包括：

3、第一腔体；

4、功能单元，位于所述第一腔体内；

5、电极结构，位于所述第一腔体外并且通过布线与所述功能单元连接；

6、开口，暴露出所述电极结构；以及

7、键合结构；

8、其中，所述键合结构包括：

9、第一部分，所述第一部分为环状结构，围绕所述功能单元，所述电极结构位于所述第一部分的外部；以及

10、第二部分，位于所述第一部分外侧，与所述第一部分的外侧壁连接，所述第二部分在所述第一部分的至少一侧与所述相邻管芯的第二部分相连，所述第二部分和所述电极结构位于所述第一部分的不同侧。

11、优选地，所述多个管芯阵列排列，六个相邻的管芯的第一部分经由第二部分相连。

12、优选地，所述多个管芯阵列排列，除了管芯设置有电极结构的一侧，所有相邻管芯的第一部分经由第二部分相连。

13、优选地，所述第一部分为圆形的环状结构、椭圆形的环状结构、多边形的环状结构、不规则图形的环状结构中的任意一种或者组合。

14、优选地，所述第一部分为矩形环，所述第二部分垂直于所述第一部分的侧边。

15、优选地，在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上，所述多个管芯均呈直线阵列排布，在所述第一方向上，所述电极结构位于所述管芯的一侧，所述管芯有电极结构的一侧与相邻的管芯有电极结构的一侧相对，所述管芯没有电极结构的一侧与相邻的管芯没有电极结构的一侧相对。

16、优选地，在所述第二方向上，相邻的管芯的电极结构位于相应管芯的不同侧。

17、优选地，相对的所述电极结构经由同一个开口暴露出来。

18、优选地，在所述第一方向和所述第二方向上，相邻直线阵列中的开口交错排列。

19、优选地，所述半导体晶圆包括在第一方向上呈直线的划片道以及在第二方向上呈直线的划片道，在第一方向上，相邻划片道之间的间距相同，且在第二方向上，相邻划片道之间的间距相同。

20、优选地，在第二方向上，所述划片道将两个相邻的电极结构分开。

21、优选地，所述半导体晶圆包括：

22、器件晶圆，所述器件晶圆包括所述功能单元以及与所述功能单元连接的所述电极结构；

23、盖帽晶圆，所述盖帽晶圆包括开口；以及

24、所述键合结构，将所述器件晶圆与所述盖帽晶圆键合在一起；

25、所述键合结构的第一部分内部的空间形成所述第一腔体。

26、优选地，所述器件晶圆包括：

27、第一衬底；

28、功能层，所述功能层包括所述功能单元、支撑部以及压线部；

29、所述盖帽晶圆包括第二衬底；

30、所述键合结构位于所述支撑部和所述第二衬底之间。

31、所述第二部分的侧壁、第一部分至少部分的外侧壁围成封闭图形，并与所述第一衬底、所述第二衬底以及所述支撑部形成第二腔体。

32、优选地，所述半导体晶圆为加速度计或陀螺仪的晶圆。

33、本实用新型第二方面提供一种管芯，包括：

34、第一腔体；

35、功能单元，位于所述第一腔体内；

36、电极结构，位于所述第一腔体外并且通过布线与所述功能单元连接；

37、开口，暴露出所述电极结构；以及

38、键合结构；

39、其中，所述键合结构包括：

40、第一部分，所述第一部分为环状结构，围绕所述功能单元，所述电极结构位于所述第一部分的外部；以及

41、第二部分，位于所述第一部分外侧，与所述第一部分的外侧壁连接，所述第二部分位于所述第一部分的至少一侧，所述第二部分和所述电极结构位于所述第一部分的不同侧。

42、优选地，所述第一部分为圆形的环状结构、椭圆形环状结构、多边形的环状结构、不规则图形的环状结构中的任意一种或者组合。

43、优选地，所述第一部分为矩形环，所述第二部分垂直于所述第一部分的侧边。

44、优选地，所述管芯由上述的半导体晶圆切割得到。

45、优选地，所述管芯为加速度计或陀螺仪的管芯。

46、本实用新型提供的半导体晶圆以及管芯，通过设置键合结构的第二部分，第二部分将相邻的管芯的第一部分连接在一起，使第二部分与部分第一部分形成封闭图形进而形成第二腔体，防止化学溶液渗透进入半导体晶圆内部的划片道及其他缝隙内，进而防止半导体晶圆内部的化学溶液残留。

47、进一步地，在第一方向以及第二方向上，多个管芯呈直线阵列排布，在第一方向上，电极结构位于所述管芯的一侧，管芯有电极结构的一侧与相邻的管芯有电极结构的一侧相对，管芯没有电极结构的一侧与相邻的管芯没有电极结构的一侧相对，且相对的电极结构由同一个开口暴露出来，使得电极结构以及暴露电极结构的开口交错排列，减少了开口的数量，同时使得开口之间的间距增大，进而增加半导体晶圆的机械强度。

48、进一步地，相邻直线阵列中的开口交错排列，将开口分散排列于半导体晶圆上，避免了开口的集中排列造成的半导体晶圆的局部区域机械强度过低。

技术特征：

1.一种半导体晶圆，其特征在于，包括多个管芯，每个管芯包括：

2.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述多个管芯阵列排列，六个相邻的管芯的第一部分经由第二部分相连。

3.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述多个管芯阵列排列，除了管芯设置有电极结构的一侧，所有相邻管芯的第一部分经由第二部分相连。

4.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述第一部分为圆形的环状结构、椭圆形的环状结构、多边形的环状结构中的任意一种或者组合。

5.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述第一部分为矩形环，所述第二部分垂直于所述第一部分的侧边。

6.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上，所述多个管芯均呈直线阵列排布，在所述第一方向上，所述电极结构位于所述管芯的一侧，所述管芯有电极结构的一侧与相邻的管芯有电极结构的一侧相对，所述管芯没有电极结构的一侧与相邻的管芯没有电极结构的一侧相对。

7.根据权利要求6所述的半导体晶圆，其特征在于，在所述第二方向上，相邻的管芯的电极结构位于相应管芯的不同侧。

8.根据权利要求6所述的半导体晶圆，其特征在于，相对的所述电极结构经由同一个开口暴露出来。

9.根据权利要求6所述的半导体晶圆，其特征在于，在所述第一方向和所述第二方向上，相邻直线阵列中的开口交错排列。

10.根据权利要求6所述的半导体晶圆，其特征在于，所述半导体晶圆包括在第一方向上呈直线的划片道以及在第二方向上呈直线的划片道，在第一方向上，相邻划片道之间的间距相同，且在第二方向上，相邻划片道之间的间距相同。

11.根据权利要求10所述的半导体晶圆，其特征在于，在第二方向上，所述划片道将两个相邻的电极结构分开。

12.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述半导体晶圆包括：

13.根据权利要求12所述的半导体晶圆，其特征在于，所述器件晶圆包括：

14.根据权利要求1所述的半导体晶圆，其特征在于，所述半导体晶圆为加速度计或陀螺仪的晶圆。

15.一种管芯，其特征在于，包括：

16.根据权利要求15所述的管芯，其特征在于，所述第一部分为圆形的环状结构、椭圆形环状结构、多边形的环状结构中的任意一种或者组合。

17.根据权利要求15所述的管芯，其特征在于，所述第一部分为矩形环，所述第二部分垂直于所述第一部分的侧边。

18.根据权利要求15所述的管芯，其特征在于，所述管芯由权利要求1～14中任一项所述的半导体晶圆切割得到。

19.根据权利要求15所述的管芯，其特征在于，所述管芯为加速度计或陀螺仪的管芯。

技术总结公开了一种半导体晶圆以及管芯，半导体晶圆包括多个管芯，每个管芯包括：第一腔体；功能单元，位于第一腔体内；电极结构，位于第一腔体外并且通过布线与功能单元连接；开口，暴露出电极结构；以及键合结构；其中，键合结构包括：第一部分，第一部分为环状结构，围绕功能单元，电极结构位于第一部分的外部；以及第二部分，位于第一部分外侧，与第一部分的外侧壁连接，第二部分在第一部分的至少一侧与相邻管芯的第二部分相连，第二部分和电极结构位于第一部分的不同侧。本申请中的键合结构包括第一部分以及第二部分，对功能单元进行保护，并且防止半导体晶圆内部的化学溶液残留。技术研发人员：季锋,夏姚忠,贾涛源,邹光祎受保护的技术使用者：杭州士兰集成电路有限公司技术研发日：20230214技术公布日：2024/1/15