本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓的堆疊結(jié)構(gòu)和堆疊方法、存儲裝置的工作方法。

背景技術(shù)：

1、多層晶圓鍵合形成的堆疊結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有存儲裝置中一種常見的封裝形式。圖1示出了一種存儲裝置中的堆疊結(jié)構(gòu)。所述堆疊結(jié)構(gòu)包括：鍵合連接的控制晶圓10和陣列晶圓20，所述控制晶圓10具有控制襯底11、控制器件層12和控制互連層13，所述控制器件層12位于所述控制襯底11和所述控制互連層13之間，所述控制器件層12內(nèi)具有至少一外圍器件io，所述陣列晶圓20具有電容層21、晶體管層22和存儲互連層23，所述晶體管層22位于所述電容曾21和所述存儲互連層23之間。

2、所述存儲互連層23和所述控制互連層13之間鍵和相連且電連接，從而實(shí)現(xiàn)所述控制晶圓10和所述陣列晶圓20之間的電學(xué)信號交互。

3、上述存儲裝置中，控制晶圓10僅在一側(cè)鍵合有陣列晶圓20，存儲密度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問題在提高存儲密度的同時(shí)，如何不增加控制晶圓的器件密度。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓的堆疊結(jié)構(gòu)，包括：

3、第一陣列晶圓，所述第一陣列晶圓包括第一存儲器陣列；控制晶圓，所述控制晶圓具有相背設(shè)置的第一表面和第二表面，其中所述第一表面朝向所述第一陣列晶圓，所述控制晶圓與所述第一陣列晶圓在所述第一表面鍵合連接，所述第二表面內(nèi)具有至少一外圍器件和至少一第一隔離器件，一所述外圍器件通過一所述第一隔離器件與所述第一存儲器陣列電連接。

4、可選的，還包括：至少一第一通孔結(jié)構(gòu)，所述第一通孔結(jié)構(gòu)沿指向第一表面的方向貫穿所述控制晶圓，一所述第一通孔結(jié)構(gòu)電連接于一所述第一隔離器件和所述第一存儲器陣列之間。

5、可選的，所述第一陣列晶圓具有至少一數(shù)據(jù)線；一所述第一隔離器件電連接于所述外圍器件和一所述數(shù)據(jù)線之間。

6、可選的，所述控制晶圓包括：控制襯底；控制器件層，所述控制器件層位于所述控制襯底遠(yuǎn)離所述第一陣列晶圓的一側(cè)，所述控制器件層包括：所述外圍器件和所述第一隔離器件；第一控制互連層，所述第一控制互連層位于所述控制器件層和所述第一陣列晶圓之間，所述第一控制互連層背向所述控制器件層的表面為所述第一表面。

7、可選的，所述第一隔離器件通過所述第一通孔結(jié)構(gòu)與所述第一控制互連層電連接。

8、可選的，所述第一陣列晶圓還包括：第一電容層和第一晶體管層，所述第一晶體管層位于所述第一電容層和所述控制晶圓之間，所述第一電容層包括多個(gè)第一電容結(jié)構(gòu)，所述第一晶體管層包括多個(gè)第一晶體管，多個(gè)所述第一電容結(jié)構(gòu)和多個(gè)所述第一晶體管層配置為構(gòu)成所述第一存儲器陣列；第一存儲互連層，所述第一存儲互連層與所述第一晶體管層電連接，所述第一存儲互連層位于所述第一晶體管層和所述控制晶圓之間；所述第一存儲互連層與所述第一控制互連層鍵合連接且電連接。

9、可選的，所述控制晶圓還包括：第二控制互連層，所述第二控制互連層位于所述控制器件層遠(yuǎn)離所述第一陣列晶圓的一側(cè)；所述第一通孔結(jié)構(gòu)通過所述第二控制互連層與所述第一隔離器件電連接。

10、可選的，所述第二控制互連層背向所述控制器件層的表面為所述第二表面；所述堆疊結(jié)構(gòu)還包括：第二陣列晶圓，所述第二陣列晶圓包括第二存儲器陣列，所述第二陣列晶圓與所述控制晶圓在所述第二表面鍵合連接。

11、可選的，所述控制晶圓的第二表面內(nèi)還具有至少一第二隔離器件；同一所述外圍器件還通過一所述第二隔離器件與所述第二存儲器陣列電連接。

12、可選的，所述第二陣列晶圓具有至少一數(shù)據(jù)線；一所述第二隔離器件電連接于所述外圍器件和一所述數(shù)據(jù)線之間。

13、可選的，所述數(shù)據(jù)線為位線，所述外圍器件為放大器；所述數(shù)據(jù)線為字線，所述外圍器件為驅(qū)動器。

14、可選的，所述第二陣列晶圓包括：第二電容層和第二晶體管層，所述第二晶體管層位于所述第二電容層和所述控制晶圓之間，所述第二電容層包括多個(gè)第二電容結(jié)構(gòu)，所述第二晶體管層包括多個(gè)第二晶體管，多個(gè)所述第二電容結(jié)構(gòu)和多個(gè)所述第二晶體管配置為構(gòu)成第二存儲器陣列；第二存儲互連層，所述第二存儲互連層與所述第二晶體管層電連接，所述第二存儲互連層位于所述第二晶體管層和所述控制晶圓之間；所述第二存儲互連層與所述控制晶圓的第二控制互連層鍵合連接且電連接。

15、可選的，所述外圍器件包括：靈敏放大器、驅(qū)動器中的至少一種。

16、可選的，還包括：第一陣列通孔結(jié)構(gòu)，所述第一陣列通孔結(jié)構(gòu)沿遠(yuǎn)離所述控制晶圓的方向貫穿所述第一陣列晶圓；第二陣列通孔結(jié)構(gòu)，所述第二陣列通孔結(jié)構(gòu)沿遠(yuǎn)離所述控制晶圓的方向貫穿所述第二陣列晶圓。

17、可選的，第一通孔結(jié)構(gòu)、第一陣列通孔結(jié)構(gòu)和第二陣列通孔結(jié)構(gòu)中至少一個(gè)通孔結(jié)構(gòu)為硅通孔結(jié)構(gòu)。

18、相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種晶圓的堆疊方法，包括：

19、形成第一陣列晶圓，所述第一陣列晶圓包括第一存儲器陣列；形成控制晶圓，所述控制晶圓的一個(gè)表面內(nèi)具有至少一外圍器件和至少一第一隔離器件；在所述控制晶圓的另一個(gè)表面對所述控制晶圓進(jìn)行減薄，減薄后的控制晶圓具有相背設(shè)置的第一表面和第二表面，其中所述第二表面內(nèi)具有所述外圍器件和所述第一隔離器件；以所述第一表面為鍵合連接面，將所述控制晶圓和所述第一陣列晶圓鍵合連接并使一所述外圍器件通過一所述第一隔離器件與所述第一存儲器陣列電連接。

20、可選的，還包括：在所述控制晶圓的另一個(gè)表面對所述控制晶圓進(jìn)行減薄之后，形成至少一第一通孔結(jié)構(gòu)，所述第一通孔結(jié)構(gòu)貫穿減薄后的控制晶圓，一所述第一通孔結(jié)構(gòu)與一所述第一隔離器件電連接；將所述控制晶圓和所述第一陣列晶圓鍵合連接并使一所述外圍器件通過一所述第一隔離器件與所述第一存儲器陣列電連接的步驟中，一所述第一通孔結(jié)構(gòu)與所述第一存儲器陣列電連接。

21、可選的，形成控制晶圓的步驟包括：提供控制襯底；在所述控制襯底的一個(gè)表面形成控制器件層，所述控制器件層包括：所述外圍器件和所述第一隔離器件；在所述控制晶圓的另一個(gè)表面對所述控制晶圓進(jìn)行減薄的步驟中，對所述控制襯底的另一個(gè)表面進(jìn)行減?。恍纬煽刂埔r底的步驟還包括：在減薄后的控制襯底遠(yuǎn)離所述控制器件層的表面形成第一控制互連層，所述第一控制互連層背向所述控制器件層的表面為所述第一表面。

22、可選的，在減薄后的控制襯底遠(yuǎn)離所述控制器件層的表面形成第一控制互連層之前，形成至少一第一通孔結(jié)構(gòu)。

23、可選的，形成所述控制晶圓的步驟還包括：在所述控制晶圓內(nèi)形成至少一第一通孔結(jié)構(gòu)之前，在所述控制器件層遠(yuǎn)離所述控制襯底一側(cè)形成第二控制互連層，所述第二控制互連層與所述第一隔離器件電連接；形成至少一第一通孔結(jié)構(gòu)的步驟中，形成與所述第二控制互連層電連接的至少一第一通孔結(jié)構(gòu)。

24、可選的，在所述控制器件層遠(yuǎn)離所述控制襯底一側(cè)形成第二控制互連層的步驟中，所述第二控制互連層背向所述控制器件層的表面為所述第二表面；所述堆疊方法還包括：形成第二陣列晶圓，所述第二陣列晶圓包括第二存儲器陣列；以所述第二表面為鍵合連接面，將所述控制晶圓和所述第二陣列晶圓鍵合連接。

25、可選的，形成控制晶圓的步驟中，所述控制晶圓的一個(gè)表面內(nèi)還具有至少一第二隔離器件；將所述控制晶圓和所述第二陣列晶圓鍵合連接的步驟中，將所述控制晶圓和所述第二陣列晶圓鍵合連接并使同一所述外圍器件還通過一所述第二隔離器件與所述第二存儲器陣列電連接。

26、可選的，將所述控制晶圓和所述第二陣列晶圓鍵合連接之后，在所述控制晶圓的另一個(gè)表面對所述控制晶圓進(jìn)行減薄。

27、可選的，減薄后的控制晶圓的厚度大于所述控制晶圓的有效厚度。

28、可選的，還包括：形成至少一第一陣列通孔結(jié)構(gòu)，所述第一陣列通孔結(jié)構(gòu)沿遠(yuǎn)離所述控制晶圓的方向貫穿所述第一陣列晶圓；形成至少一第二陣列通孔結(jié)構(gòu)，所述第二陣列通孔結(jié)構(gòu)沿遠(yuǎn)離所述控制晶圓的方向貫穿所述第二陣列晶圓。

29、可選的，將所述控制晶圓和所述第一陣列晶圓鍵合連接之后，在所述第一陣列晶圓內(nèi)形成所述第一陣列通孔結(jié)構(gòu)；將所述控制晶圓和第二陣列晶圓鍵合連接之后，在所述第二陣列晶圓內(nèi)形成所述第二陣列通孔結(jié)構(gòu)。

30、此外，本發(fā)明還提供一種存儲裝置的工作方法，包括：

31、提供存儲裝置，所述存儲裝置包括：第一陣列晶圓，所述第一陣列晶圓包括第一存儲器陣列；第二陣列晶圓，所述第二陣列晶圓包括第二存儲器陣列；控制晶圓，所述控制晶圓具有相背的第一表面和第二表面，所述第一表面與所述第一陣列晶圓鍵和連接，所述第二表面與所述第二陣列晶圓鍵和連接，所述第二表面內(nèi)具有至少一外圍器件，一所述外圍器件與所述第一存儲器陣列、所述第二存儲器陣列均電連接；當(dāng)通過一外圍器件調(diào)用所述第一存儲器陣列時(shí)，不通過所述外圍器件調(diào)用所述第二存儲器陣列；當(dāng)通過一外圍器件調(diào)用所述第二存儲器陣列時(shí)，不通過所述外圍器件調(diào)用所述第一存儲器陣列。

32、可選的，所述控制晶圓的第二表面內(nèi)還具有至少一第一隔離器件；一所述外圍器件通過一所述第一隔離器件與所述第一存儲器陣列電連接；通過一外圍器件調(diào)用所述第一存儲器陣列的步驟包括：開啟與所述外圍器件相連的第一隔離器件。

33、可選的，所述控制晶圓的第二表面內(nèi)還具有至少一第二隔離器件；一所述外圍器件通過一所述第二隔離器件與所述第二存儲器陣列電連接；通過一外圍器件調(diào)用所述第二存儲器陣列的步驟包括：開啟與所述外圍器件相連的第二隔離器件。

34、可選的，不通過所述外圍器件調(diào)用所述第二存儲器陣列的步驟包括：關(guān)斷與所述外圍器件相連的第二隔離器件。

35、可選的，不通過所述外圍器件調(diào)用所述第一存儲器陣列的步驟包括：關(guān)斷與所述外圍器件相連的第一隔離器件。

36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

37、本發(fā)明技術(shù)方案中，所述控制晶圓的第二表面內(nèi)具有至少一外圍器件和至少一第一隔離器件；一所述外圍器件通過一所述第一隔離器件與所述第一存儲器陣列電連接。所述第一隔離器件能夠有效控制所述外圍器件與所述第一存儲器陣列之間電連接的導(dǎo)通和截?cái)?，通過所述第一隔離器件的設(shè)置，無需額外增加外圍器件，即可實(shí)現(xiàn)第二表面上外圍器件對第一表面一側(cè)第一存儲器陣列的控制，使降低控制晶圓中器件密度成為可能。

38、本發(fā)明可選方案中，所述堆疊結(jié)構(gòu)還包括具有第二存儲器陣列的第二陣列晶圓，所述第二陣列晶圓與所述控制晶圓的第二表面鍵合連接。所述第一陣列晶圓和所述第二陣列晶圓分別與所述控制晶圓的第一表面和第二表面鍵合連接，能夠有效提高存儲密度；而且所述控制晶圓中的外圍器件分別通過第一隔離隔離器和第二隔離器件與第一存儲器陣列和第二存儲器陣列相連，通過控制第一隔離隔離器和第二隔離器件即可實(shí)現(xiàn)同一外圍器件對第一存儲器陣列和第二存儲器陣列的調(diào)用，無需增加外圍器件的數(shù)量，即可避免第一存儲器陣列和第二存儲器陣列之間選址沖突，能夠提高存儲密度的同時(shí)，不增加控制晶圓的器件密度。