半导体结构及其制备方法、半导体封装结构、存储系统与流程

本公开涉及半导体芯片，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法、半导体封装结构、存储系统。

背景技术：

1、贯穿硅通孔(through silicon via，tsv)是一种三维集成电路(3dic)互连技术，它结构上的特征在于垂直穿过构成堆栈的同一芯片的不同层或不同芯片。这些通道被称为“通过”硅通道，因为它们实际上是从一层穿透到另一层。与传统二维布局相比，tsv可以实现堆叠芯片的垂直互连，tsv能够显著缩短信号传输路径长度，减少延迟时间，并提高整体系统的集成度和信号传输效率。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供一种半导体结构及其制备方法、半导体封装结构、存储系统。

2、本公开的实施例采用如下技术方案：

3、一方面，提供一种半导体结构，该半导体结构包括：多个裸片和连接结构，多个所述裸片沿第一方向层叠设置；连接结构沿所述第一方向贯穿至少部分所述多个裸片，包括第一子部和第二子部，至少部分所述第一子部位于所述第二子部沿第二方向的一侧，所述第一子部的材料的热膨胀系数为正，所述第二子部的材料的热膨胀系数为负；其中，所述第二方向与所述第一方向交叉。

4、在一些实施例中，所述第一子部在所述第一方向上的尺寸与所述第二子部在所述第一方向上的尺寸相同。

5、在一些实施例中，所述第二子部位于所述第一子部与所述多个裸片之间，且所述第二子部围绕所述第一子部设置；或者，所述第一子部位于所述第二子部与所述多个裸片之间，且所述第一子部围绕所述第二子部设置。

6、在一些实施例中，所述第一子部在所述第一方向上的尺寸和所述第二子部在所述第一方向上的尺寸不同，所述第一子部的至少部分和所述第二子部沿所述第一方向交叠。

7、在一些实施例中，所述第一子部在所述第一方向上的尺寸大于所述第二子部在所述第一方向上的尺寸，部分第一子部位于所述第二子部与所述多个裸片之间，部分所述第一子部还位于所述第二子部沿所述第一方向的一侧；或者，所述第二子部在所述第一方向上的尺寸大于所述第一子部在所述第一方向上的尺寸，部分第二子部位于所述第一子部与所述多个裸片之间，部分所述第二子部还位于所述第一子部沿所述第一方向的一侧。

8、在一些实施例中，所述半导体结构还包括导电层，所述导电层位于所述连接结构沿所述第一方向的一侧，且所述导电层与所述连接结构连接。

9、在一些实施例中，所述第一子部具有第一端面，所述第一端面与所述导电层接触连接，所述第二子部具有第二端面，所述第二端面与所述导电层接触连接，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积。

10、在一些实施例中，所述半导体结构还包括隔离层，所述隔离层位于所述多个裸片与所述连接结构之间，且所述隔离层围绕所述连接结构设置。

11、在一些实施例中，所述第一子部包括金属层和阻挡层，所述阻挡层位于所述金属层与所述隔离层之间，且所述阻挡层围绕所述金属层设置。

12、在一些实施例中，所述第二子部位于所述金属层与所述阻挡层之间。

13、在一些实施例中，所述第二子部的材料包括钨钼酸锆、钨酸锆和磷酸钨酸镐中的一种或者多种。

14、另一方面，还提供一种半导体结构的制备方法，包括：形成多个裸片，多个所述裸片沿第一方向层叠设置；形成连接结构，所述连接结构沿所述第一方向贯穿至少部分所述多个裸片，所述连接结构包括第一子部和第二子部，至少部分所述第一子部位于所述第二子部沿第二方向的一侧，所述第一子部的材料的热膨胀系数为正，所述第二子部的材料的热膨胀系数为负；所述第二方向与所述第一方向交叉。

15、在一些实施例中，所述形成连接结构，包括：形成通孔，通孔贯穿多个所述裸片；在所述通孔内依次形成第一子部和第二子部，所述第一子部位于所述第二子部与多个所述裸片之间，所述第一子部围绕所述第二子部设置。

16、在一些实施例中，所述形成连接结构，包括：形成通孔，通孔贯穿多个所述裸片；在所述通孔内依次形成第二子部和第一子部，所述第二子部位于所述第一子部与多个所述裸片之间，且所述第二子部围绕所述第一子部设置。

17、在一些实施例中，所述形成连接结构，包括：形成通孔，通孔贯穿多个所述裸片；在所述通孔内形成第一子部，所述第一子部具有凹槽；在所述凹槽内填充负热膨胀材料，以形成第二子部。

18、又一方面，提供一种半导体封装结构，该半导体封装结构包括：封装基板、如上所述的半导体结构，以及中介层；所述半导体结构位于封装基板沿所述第一方向的一侧，在所述第一方向上，所述中介层位于所述封装基板与所述半导体结构之间，且所述中介层分别与所述半导体结构和所述封装基板连接。

19、又一方面，提供一种存储系统，包括：如上所述的半导体结构和控制器，所述控制器耦合至所述半导体器件，以控制所述半导体结构存储数据。

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一子部在所述第一方向上的尺寸与所述第二子部在所述第一方向上的尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二子部位于所述第一子部与所述多个裸片之间，且所述第二子部围绕所述第一子部设置；

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一子部在所述第一方向上的尺寸和所述第二子部在所述第一方向上的尺寸不同，所述第一子部的至少部分和所述第二子部沿所述第一方向交叠。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第一子部在所述第一方向上的尺寸大于所述第二子部在所述第一方向上的尺寸，部分第一子部位于所述第二子部与所述多个裸片之间，部分所述第一子部还位于所述第二子部沿所述第一方向的一侧；

6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括导电层，所述导电层位于所述连接结构沿所述第一方向的一侧，且所述导电层与所述连接结构连接。

7.根据权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，所述第一子部具有第一端面，所述第一端面与所述导电层接触连接，所述第二子部具有第二端面，所述第二端面与所述导电层接触连接，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括隔离层，所述隔离层位于所述多个裸片与所述连接结构之间，且所述隔离层围绕所述连接结构设置。

9.根据权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述第一子部包括金属层和阻挡层，所述阻挡层位于所述金属层与所述隔离层之间，且所述阻挡层围绕所述金属层设置。

10.根据权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，所述第二子部位于所述金属层与所述阻挡层之间。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述第二子部的材料包括钨钼酸锆、钨酸锆和磷酸钨酸镐中的一种或者多种。

12.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述形成连接结构，包括：

14.根据权利要求12所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述形成连接结构，包括：

15.根据权利要求12所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述形成连接结构，包括：

16.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：

17.一种存储系统，其特征在于，包括：