半导体结构及其制造方法

技术领域

本公开实施例涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术

随着技术进步，半导体封装的集成度和整合度逐步增强，电子设备向微型化、高速、高可靠、低成本和低功耗的方向发展，HBM(高带宽存储器，High Bandwidth Memory)产品正供不应求。为实现高容容量的HBM，需要用到混合键合(Hybrid bond)封装技术、多晶圆堆叠(WoW，Wafer on Wafer)封装技术或者芯片内建芯片(CoC，Chip on Chip)封装技术。

半导体封装技术中，由于晶圆表面不同材料的膜层的热膨胀系数的差异较大，且晶圆内部不同材料的膜层也会影响晶圆表面的键合，均容易导致两个晶圆键合出现问题，影响两个晶圆之间的键合强度。

发明内容

本公开实施例提供一种半导体结构及其制造方法，至少有利于提高半导体结构的结构稳定性，以及提高半导体结构的电学性能。

根据本公开一些实施例，本公开实施例一方面提供一种半导体结构，包括：基底，位于所述基底的第一侧表面的第一电接触层；位于所述基底中的第一布线层、第二布线层和第三布线层，所述第三布线层与所述第二布线层之间通过第三导电通孔连接，所述第二布线层和所述第一布线层之间通过第二导电通孔连接，所述第一布线层和所述第一电接触层通过第一导电通孔连接；其中，所述第一导电通孔、所述第二导电通孔以及所述第三导电通孔中的至少两种在所述第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠。

在一些实施例中，所述第二导电通孔在第二方向上具有相对的第一侧和第二侧，沿所述第二方向上，所述第一导电通孔和所述第三导电通孔均朝所述第一侧或所述第二侧远离所述第二导电通孔，或者，所述第一导电通孔和所述第三导电通孔中的一者朝所述第一侧远离所述第二导电通孔，且另一者朝所述第二侧远离所述第二导电通孔，所述第二方向为平行于所述第一侧表面的方向。

在一些实施例中，在第一方向上，所述第一导电通孔、所述第二导电通孔以及所述第三导电通孔中的至少两种在所述第一侧表面上的正投影之间存在预定间距，所述预定间距的最小值不小于所述第一导电通孔在与所述第一方向垂直的方向上延伸的长度的两倍，其中，所述第一方向为垂直于所述第一侧表面的方向。

在一些实施例中，所述第一电接触层具有嵌入所述第一导电通孔的部分。

在一些实施例中，所述第一电接触层与所述第一导电通孔含有不同的导电材料。

在一些实施例中，所述半导体结构还包括：第四导电通孔，所述第四导电通孔连接所第三布线层，且所述第四导电通孔延伸至接近所述基底的第二侧表面；其中，所述第四导电通孔和所述第一导电通孔在所述第一侧表面上的正投影不重叠，所述第一侧表面和所述第二侧表面沿第一方向上正对，所述第一方向为垂直于所述第一侧表面的方向。

在一些实施例中，所述第一侧表面还具有伪连接层，所述伪连接层与所述第一电接触层间隔排布，所述伪连接层不与所述第一布线层连接，且所述伪连接层在所述第一侧表面上的正投影面积大于所述第一电接触层在所述第一侧表面上的正投影面积。

在一些实施例中，所述半导体结构还包括：位于所述第一侧表面上方的第二电接触层、第四布线层和第五布线层，所述第二电接触层与所述第一电接触层直接接触键合，所述第四布线层与所述第二电接触层通过第五导电通孔连接，所述第四布线层和所述第五布线层通过第六导电通孔连接；其中，所述第六导电通孔与所述第五导电通孔在所述第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠。

在一些实施例中，所述第六导电通孔与所述第一导电通孔、所述第二导电通孔以及所述第三导电通孔中的至少一种在所述第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠。

在一些实施例中，所述第一电接触层和所述第二电接触层在所述第一侧表面上的正投影面积大小不同。

根据本公开一些实施例，本公开实施例另一方面还提供一种半导体结构的制造方法，包括：提供初始基底；形成第一电接触层，所述第一电接触层从所述初始基底的第三侧表面嵌入所述初始基底中；在所述初始基底中形成第一布线层、第二布线层、第三布线层、连接所述第三布线层与所述第二布线层的第三导电通孔、连接所述第二布线层和所述第一布线层的第二导电通孔、以及连接所述第一布线层和所述第一电接触层的第一导电通孔；其中，所述第一导电通孔、所述第二导电通孔以及所述第三导电通孔中的至少两种在所述第三侧表面上的正投影不重叠或部分重叠，剩余所述初始基底作为基底。

在一些实施例中，所述制造方法还包括：形成伪连接层，所述伪连接层从所述第三侧表面嵌入所述初始基底中，其中，所述伪连接层与所述第一电接触层间隔排布，所述伪连接层不与所述第一布线层连接，且所述伪连接层在所述第一侧表面上的正投影面积大于所述第一电接触层在所述第一侧表面上的正投影面积；对所述第三侧表面进行化学机械抛光，以在所述伪连接层的表面与所述第一电接触层的表面形成凹槽。

在一些实施例中，形成所述第一导电通孔的步骤中，还在所述第一导电通孔中形成开口。

本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

在对半导体结构进行键合处理时，基底的第一侧表面则为键合表面。基于此，设计第一导电通孔、第二导电通孔以及第三导电通孔中的至少两种在第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠，使得至少两种不同的导电通孔在第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠，换言之，至少两种不同的导电通孔的部分区域在第一方向上不正对，第一方向为垂直于第一侧表面的方向。如此，在对半导体结构进行键合处理时，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一侧表面上的同一个区域累积，换言之，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一电接触层的周围累积，从而有利于避免第一电接触层的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层失效，从而有利于提高第一电接触层和其他电接触层之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。此外，上述表述中的导电通孔指的是第一导电通孔、第二导电通孔或第三导电通孔。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一实施例提供的半导体结构的第一种剖面结构示意图；

图2为本公开一实施例提供的半导体结构的第二种剖面结构示意图；

图3为本公开一实施例提供的半导体结构的第三种剖面结构示意图；

图4为本公开一实施例提供的半导体结构的第四种剖面结构示意图；

图5为本公开一实施例提供的半导体结构的第五种剖面结构示意图；

图6为本公开一实施例提供的半导体结构中第一电接触层和第一导电通孔的一种剖面结构示意图；

图7为本公开一实施例提供的半导体结构中第一导电通孔的一种俯视结构示意图；

图8为本公开一实施例提供的半导体结构的第六种剖面结构示意图；

图9为本公开一实施例提供的半导体结构中第一电接触层的一种剖面结构示意图；

图10为本公开一实施例提供的半导体结构的第七种剖面结构示意图；

图11为本公开一实施例提供的半导体结构的第八种剖面结构示意图；

图12和图13为本公开另一实施例提供的半导体结构的制造方法中各步骤对应的局部剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，封装技术中，不同晶圆之间的键合强度有待提高。

经分析发现，混合键合封装技术利用金属膜层和介质膜层的混合键合方式，使得上下两个晶圆完成金属膜层间的键合。然而，在混合键合封装技术中，晶圆键合表面处金属膜层的热膨胀系数高于介质膜层的热膨胀系数，容易导致两个晶圆键合的表面处的介质膜层的键合出现问题，例如使得两个晶圆键合的表面处的介质膜层分层而产生缝隙等，会降低两个晶圆之间的键合强度。

而且，在键合过程中，晶圆内部的金属膜层的热膨胀也会向晶圆的键合表面累积，也容易导致两个晶圆的键合出现问题，从而影响两个晶圆之间的键合强度。

本公开实施提供一种半导体结构及其制造方法，半导体结构中，在对半导体结构进行键合处理时，基底的第一侧表面则为键合表面。基于此，设计第一导电通孔、第二导电通孔以及第三导电通孔中的至少两种在第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠，使得至少两种不同的导电通孔在第一侧表面上的正投影不重叠或部分重叠，换言之，至少两种不同的导电通孔的部分区域在第一方向上不正对，第一方向为垂直于第一侧表面的方向。如此，在对半导体结构进行键合处理时，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一侧表面上的同一个区域累积，换言之，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一电接触层的周围累积，从而有利于避免第一电接触层的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层失效，从而有利于提高第一电接触层和其他电接触层之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。此外，上述表述中的导电通孔指的是第一导电通孔、第二导电通孔或第三导电通孔。

下面将结合附图对本公开的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本公开各实施例中，为了使读者更好地理解本公开实施例而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本公开实施例所要求保护的技术方案。

本公开一实施例提供一种半导体结构，以下将结合附图对本公开一实施例提供的半导体结构进行详细说明。

参考图1，图1为本公开一实施例提供的半导体结构的第一种剖面结构示意图，半导体结构包括：基底100，位于基底100的第一侧表面100a的第一电接触层101；位于基底100中的第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132，第三布线层132与第二布线层122之间通过第三导电通孔133连接，第二布线层122和第一布线层112之间通过第二导电通孔123连接，第一布线层112和第一电接触层101通过第一导电通孔113连接；其中，第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两种在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠。

值得注意的是，参考图1，第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132为位于基底100中的不同层中的布线层，不同层的布线层之间均通过导电通孔连接，以实现电信号的传递。基于此，一方面，为区分基底100中处于不同层的布线层，对基底100中处于不同层的布线层分别进行命名，例如图1中的第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132；另一方面，两端连接的两个布线层中的至少一者不同的导电通孔也位于不同层，将位于不同层中的导电通孔视为不同种类的导电通孔，为区分基底100中处于不同层的导电通孔，对基底100中处于不同层的导电通孔分别进行命名，例如图1中的第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133。实际应用中，对基底100中处于不同层的布线层和导电通孔的命名均可以灵活调整，图1中仅以最靠近第一电接触层101的布线层为第一布线层112，与第一电接触层101接触连接的导电通孔为第一导电通孔113为示例。

值得强调的是，设计第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两种在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠，即使得至少两种不同的导电通孔在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠，换言之，至少两种不同的导电通孔的部分区域在第一方向X上不正对，第一方向X为垂直于第一侧表面100a的方向。如此，有利于降低不同导电通孔因热膨胀产生的热应力沿第一方向X上依次累积的概率，以避免热应力集中的现象，例如，降低第一导电通孔113和第二导电通孔123两者、第二导电通孔123和第三导电通孔133两者或者第一导电通孔113和第三导电通孔133两者因热膨胀产生的热应力沿第一方向X上依次传递的概率，从而有利于避免第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133对彼此的应力影响，提高第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133的结构稳定性，从而有利于保证电信号在第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132中良好的传递效率，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。其中，上述表述中的导电通孔指的是第一导电通孔113、第二导电通孔123或第三导电通孔133。需要说明的是，后续表述中的导电通孔也均指代第一导电通孔113、第二导电通孔123或第三导电通孔133中的至少一者。

在一些情况下，在对半导体结构进行键合处理时，基底100的第一侧表面100a则为键合表面，基于此，第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两种在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠时，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一侧表面100a上的同一个区域累积，换言之，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一电接触层101的周围累积，从而有利于避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层101和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层101失效，从而有利于提高第一电接触层101和其他电接触层之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。

此外，降低第一电接触层101受到的热应力的影响，则第一电接触层101自身对其周围的基底100的作用力也会降低，从而有利于避免位于第一电接触层101周围的基底100受到较大的作用力而发生变形，以避免第一侧表面100a的键合形貌变形，从而有利于提高第一侧表面100a和其他键合表面之间的键合强度。

以下将结合附图对本公开实施例进行更为详细的说明。

在一些实施例中，参考图1，第三布线层132和第三导电通孔133，则第三布线层132上的电信号依靠第三导电通孔133给第二布线层122；第二布线层122和第二导电通孔123对应，则第二布线层122上的电信号依靠第二导电通孔123给第一布线层112；第一导电通孔113和第一布线层112对应，则第一布线层112上的电信号依靠第一导电通孔113给第一电接触层101。如此，第三布线层132上的电信号最快可以传递至第一电接触层101上。

在一些实施例中，沿第三布线层132远离第二布线层122的一侧，基底100中还可以具有至少一层其他的布线层，其他布线层之间也由其他导电通孔实现连接。基于此，设计其他导电通孔中的至少两种在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠，也有利于进一步避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层101和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层101失效。需要说明的是，当处于不同层的布线层的数量增多时，不同种类的导通通孔中的至少两种沿第一方向X不正对的排布情况很多，在此不一一穷举，后续以基底100中包括第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132，且第一电接触层101最靠近第一布线层112为示例进行详细说明。

“第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两者在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠”至少包括以下四大类实施例：

在一些实施例中，参考图1，仅第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影不重叠，实际应用中，两者的正投影可以仅部分重叠。此外，第三导电通孔133与第一导电通孔113中一者在第一侧表面100a上的正投影位于另一者在第一侧表面100a上的正投影中，则第三导电通孔133与第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影也是不重叠或部分重叠。图1中仅以第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影不重叠，且第三导电通孔133在第一侧表面100a上的正投影位于第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影中为示例。

在另一些实施例中，参考图2，图2为本公开一实施例提供的半导体结构的第一种剖面结构示意图，仅第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影不重叠，实际应用中，两者的正投影可以仅部分重叠。此外，第三导电通孔133与第二导电通孔123中一者在第一侧表面100a上的正投影位于另一者在第一侧表面100a上的正投影中，则第三导电通孔133与第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影也是不重叠或部分重叠。图2中仅以第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影不重叠，且第三导电通孔133和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影重合为示例。

在又一些实施例中，参考图3，图3为本公开一实施例提供的半导体结构的第三种剖面结构示意图，仅第二导电通孔123和第三导电通孔133在第一侧表面100a上的正投影不重叠，实际应用中，两者的正投影可以仅部分重叠。此外，第一导电通孔113与第二导电通孔123中一者在第一侧表面100a上的正投影位于另一者在第一侧表面100a上的正投影中，则第一导电通孔113与第三导电通孔133在第一侧表面100a上的正投影也是不重叠或部分重叠。图3中仅以第二导电通孔123和第三导电通孔133在第一侧表面100a上的正投影不重叠，且第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影位于第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影中为示例。

在再一些实施例中，参考图4，图4为本公开一实施例提供的半导体结构的第四种剖面结构示意图，第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中三者在第一侧表面100a上的正投影均不重叠，实际应用中，两者的正投影可以仅部分重叠。图4中仅以第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中三者在第一侧表面100a上的正投影均不重叠为示例。

以下从另一角度描述第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133三者的位置关系。

在一些实施例中，参考图1或图5，图5为本公开一实施例提供的半导体结构的第五种剖面结构示意图，第二导电通孔123在第二方向Y上具有相对的第一侧123a和第二侧123b，沿第二方向Y上，第一导电通孔113和第三导电通孔133均朝第一侧123a远离第二导电通孔123。实际应用中，沿第二方向上，第一导电通孔和第三导电通孔也可以均朝第二侧远离第二导电通孔。

“沿第二方向Y上，第一导电通孔113和第三导电通孔133均朝第一侧123a或第二侧123b远离第二导电通孔123”至少包括以下两大类情况：

在一些情况下，参考图1，第一导电通孔113和第三导电通孔133均朝第一侧123a远离第二导电通孔123的同时，第三导电通孔133在第一侧表面100a上的正投影可以位于第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影中。实际应用中，沿第二方向上，第一导电通孔和第三导电通孔均朝第二侧远离第二导电通孔时，第三导电通孔在第一侧表面上的正投影也可以位于第一导电通孔在第一侧表面上的正投影中。

在另一些情况下，参考图5，第一导电通孔113和第三导电通孔133均朝第一侧123a远离第二导电通孔123的同时，第三导电通孔133和第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影可以不重叠，实际应用中，两者的正投影可以仅部分重叠。此外，实际应用中，沿第二方向上，第一导电通孔和第三导电通孔均朝第二侧远离第二导电通孔时，第三导电通孔和第一导电通孔在第一侧表面上的正投影也可以不重叠或部分重叠。图5中仅以第三导电通孔133和第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影不重叠为示例。

在另一些实施例中，参考图4，第一导电通孔113和第三导电通孔133中的一者朝第一侧123a远离第二导电通孔123，且另一者朝第二侧123b远离第二导电通孔123，第二方向Y为平行于第一侧表面100a的方向。需要说明的是，图4中仅以第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的任意两种在第一侧表面100a上的正投影均不重叠为示例。实际应用中，可以是第一导电通孔、第二导电通孔以及第三导电通孔中的任意两种在第一侧表面上的正投影均部分重叠；或者，第一导电通孔、第二导电通孔以及第三导电通孔中的两种在第一侧表面上的正投影不重叠，另外两种在第一侧表面上的正投影仅部分重叠。

值得注意的是，图1、图2、图4和图5所示的示例中第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影均不重叠。由于第一电接触层101与第一导电通孔113接触连接，第二导电通孔123位于第一导电通孔113和第三导电通孔133之间，基于此，使得第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影均不重叠，则位于第二导电通孔123远离第一布线层112的一侧的任一金属层因热膨胀产生的热应力均不会借助第二导电通孔123累积至第一导电通孔113上，进一步也不会累积至第一电接触层101上。其中，位于第二导电通孔123远离第一布线层112的一侧的任一金属层包括但不限于第二布线层122、第三导电通孔133和第三布线层132。

换言之，第一电接触层101主要只会受到第一导电通孔113和第一布线层112因热膨胀产生的热应力的影响，从而有效避免基底100中其他金属层对第一电接触层101产生较大的应力影响，从而有利于避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层101和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层101失效，从而有利于提高第一电接触层101和其他电接触层之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。其中，基底100中其他金属层包括但不限于第二导电通孔123、第二布线层122、第三导电通孔133和第三布线层132。

需要说明的是，图2至图5中与图1中相同或相应的部分在此不做赘述。此外，本公开一实施例对第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132在第二方向Y上的延伸长度的大小关系不做限制。

在一些实施例中，参考图1，在第一方向X上，第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两种在第一侧表面100a上的正投影之间存在预定间距D，预定间距D的最小值不小于第一导电通孔113在与第一方向X垂直的方向上延伸的长度L的两倍，其中，第一方向X为垂直于第一侧表面100a的方向。

需要说明的是，在第一侧表面100a上的正投影之间存在预定间距D的两种导电通孔在第一侧表面100a上的正投影不重叠，上述详细说明了第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中任一两种在第一侧表面100a上的正投影不重叠的情况，以下以图1所示的半导体结构为示例对预定间距D进行详细说明。

参考图1，预定间距D的最小值指的是第一导电通孔113和第二导电通孔123第一侧表面100a上的正投影的外围轮廓之间的最小间距。值得注意的是，预定间距D的最小值不小于第一导电通孔113在与第一方向X垂直的方向上延伸的长度L的两倍，使得第一导电通孔113和第二导电通孔123在第一侧表面100a上的正投影不仅不重叠，且沿与第一方向X垂直的方向上，第一导电通孔113和第二导电通孔123具有较大的间距，有利于降低第二导电通孔123因热膨胀产生的热应力的辐射范围延展至第一导电通孔113处的概率，换言之，降低第二导电通孔123因热膨胀产生的热应力对第一导电通孔113产生较大的作用力的概率，从而有利于避免第一导电通孔113上出现热应力的累积现象，以避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象。

在一些实施例中，与第一方向X垂直的方向为第二方向Y，第二导电通孔123和第三导电通孔133在第二方向Y上延伸的长度均可以小于等于第一导电通孔113在第二方向Y上延伸的长度L。

在一些实施例中，参考图6，图6为本公开一实施例提供的半导体结构中第一电接触层和第一导电通孔的一种剖面结构示意图，第一电接触层101具有嵌入第一导电通孔113的部分。

值得注意的是，在对半导体结构进行键合处理时，第一电接触层101和第一导电通孔113均会因受热而发生不同程度的热膨胀，使得部分第一电接触层101会膨胀至第一导电通孔113所处的区域中，因而在键合处理结束之后，部分第一电接触层101会嵌入第一导电通孔113中。

在一些情况下，在对半导体结构进行键合处理之前，参考图7，图7为本公开一实施例提供的半导体结构中第一导电通孔的一种俯视结构示意图，第一导电通孔113中形成有开口113a。值得注意的是，开口113a作为后续第一电接触层101和第一导电通孔113发生不同程度的热膨胀时预留的膨胀空间，以对第一电接触层101和第一导电通孔113产生的热应力进行一定程度的释放，从而有效降低键合处理的过程中第一电接触层101和第一导电通孔113对彼此产生的作用力的大小，以进一步避免第一电接触层101的周围出现应力集中，以及避免第一侧表面100a和其他键合表面的部分区域之间具有缝隙。

换言之，开口113a可以对第一电接触层101的热膨胀和第一导电通孔113的热膨胀进行一定程度的阻隔，降低第一导电通孔113的热膨胀产生的热应力传导至第一电接触层101上的概率，从而有利于降低第一电接触层101热膨胀的高度，以避免第一侧表面100a和其他键合表面的部分区域之间具有缝隙。

需要说明的是，为清晰示意出第一导电通孔113中的开口113a，图7中未对开口113a露出的第一导电通孔113的表面进行填充。

在一个例子中，参考图7，开口113a在第一侧表面100a上的正投影形状可以为矩形，开口113a在第一侧表面100a上的正投影在第二方向Y上的第一宽度W1可以为4nm～6nm，在垂直于第二方向Y的方向上的第二宽度W2也可以为4nm～6nm，开口113a沿第一方向X上端深度也可以为4nm～6nm。例如，开口113a的第一宽度W1、第二宽度W2、以及沿第一方向X上端深度均可以为5nm。

在一些实施例中，参考图6，第一电接触层101与第一导电通孔113含有不同的导电材料。在一些情况下，第一导电通孔113的材料的热膨胀系数小于第一电接触层101的材料的热膨胀系数，如此，有利于降低第一导电通孔113因热膨胀产生的热应力的大小，以降低第一导电通孔113对第一电接触层101产生的作用力的大小，以进一步避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象，从而有利于改善第一电接触层101和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层101失效，以提高第一电接触层101和其他电接触层之间的键合强度，从而有利于提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。

在一个例子中，第一导电通孔113的材料可以为钨，第一电接触层101的材料可以为铜。

在一些实施例中，参考图8，图8为本公开一实施例提供的半导体结构的第六种剖面结构示意图，半导体结构还可以包括：第四导电通孔143，第四导电通孔143连接第三布线层132，且第四导电通孔143延伸至接近基底100的第二侧表面100b；其中，第四导电通孔143和第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影不重叠，第一侧表面100a和第二侧表面100b沿第一方向X上正对，第一方向X为垂直于第一侧表面100a的方向。

值得注意的是，第四导电通孔143和第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影不重叠，即第四导电通孔143和第一导电通孔113沿第一方向X上不正对，在第一侧表面100a和其他键合表面键合时，降低第四导电通孔143因热膨胀产生的热应力的辐射范围延展至第一导电通孔113处的概率，换言之，降低第四导电通孔143因热膨胀产生的热应力对第一导电通孔113产生较大的作用力的概率，从而有利于避免第一导电通孔113上出现热应力的累积现象，以避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象。

在一些情况下，第四导电通孔143在第一侧表面100a上的正投影面积大于第一导电通孔113在第一侧表面100a上的正投影面积，且第四导电通孔143沿第一方向X上的高度大于第一导电通孔113沿第一方向X上的高度，换言之，第四导电通孔143的体积大于第一导电通孔113的体积，则第四导电通孔143受热膨胀的程度很大，设计第四导电通孔143和第一导电通孔113沿第一方向X上不正对，可以很大程度避免第四导电通孔143受热膨胀对第一导电通孔113产生作用力。

需要说明的是，图8中仅示意出一种第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133的排布方式，实际应用中，第四导电通孔143也可以存在于图1至图3和图5所示的基底100中。

在一些实施例中，第一导电通孔113的材料、第二导电通孔123的材料、第三导电通孔133的材料和第四导电通孔143的材料均可以相同。

在一些实施例中，继续参考图8，第一侧表面100a还具有伪连接层104，伪连接层104与第一电接触层101间隔排布，伪连接层104不与第一布线层112连接。

值得注意的是，在第一侧表面100a和其他键合表面键合时，其他键合表面具有其他电接触层，部分其他电接触层和与第一电接触层101电接触，以实现电信号的传递，但其他键合表面中还可能存在剩余的其他电接触层。基于此，在第一侧表面100a设计伪连接层104，且伪连接层104与第一电接触层101间隔排布，伪连接层104不与第一布线层112连接，有利于均衡位于其他键合表面中的电接触层的分布密度与位于第一侧表面100a中电接触层的分布密度，使得第一侧表面100a和其他键合表面键合时，两者相接触的两个键合界面受到的热膨胀的影响程度类似，从而有利于提高第一侧表面100a和其他键合表面之间的键合强度，以提高第一侧表面100a和其他键合表面之间的接触性能。其中，位于第一侧表面100a中电接触层包括第一电接触层101和伪连接层104。

另一方面，在第一侧表面100a和其他键合表面键合时，其他键合表面自身的热膨胀系数与第一侧表面100a的热膨胀系数存在差异，通过设计伪连接层104，还有利于通过调整第一侧表面100a中伪连接层104的分布密度，进一步使得第一侧表面100a和其他键合表面相互键合时，两者相接触的两个键合界面受到的热膨胀的影响程度类似。

再一方面，混合键合(Hybrid bond)封装技术对待键合表面的平坦度要求很高，会对待键合表面进行化学机械抛光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)，此处待键合表面包括第一侧表面100a。如此，第一侧表面100a越平坦越好，然而由于位于第一侧表面100a中的第一电接触层101受热膨胀的影响，第一侧表面100a的平坦度会受到影响。

基于此，参考图9，图9为本公开一实施例提供的半导体结构中第一电接触层的一种剖面结构示意图，在对待键合表面进CMP时，设计在第一电接触层101的表面研磨出凹槽101a，凹槽101a作为后续第一电接触层101键合发生热膨胀时预留的膨胀空间，避免键合后的第一电接触层101凸出于第一侧表面100a，从而有利于提高键合过程中第一侧表面100a的平坦度，使得第一侧表面100a具有良好的键合形貌。

此外，在CMP的过程中，第一电接触层101的表面尺寸越小，CMP能够在第一电接触层101的表面形成的凹槽101a的尺寸就越小，第一电接触层101的表面尺寸越大，CMP能够在第一电接触层101的表面形成的凹槽101a的尺寸就越大。基于此，设计伪连接层104，有利于使得位于第一侧表面100a中电接触层分布更均匀，从而使得CMP能够在第一电接触层101的表面形成的凹槽101a的尺寸更均匀，以进一步提高第一侧表面100a的平坦度，以及进一步改善第一侧表面100a的键合形貌。其中，位于第一侧表面100a中电接触层包括第一电接触层101和伪连接层104。

需要说明的是，本公开一实施例中对位于第一侧表面100a的第一电接触层101和伪连接层104的数量均不做限制。

在一些实施例中，参考图8，伪连接层104在第一侧表面100a上的正投影面积大于第一电接触层101在第一侧表面100a上的正投影面积。

在一些情况下，在对半导体结构进行键合处理之前，结合参考图7和图8，第一导电通孔113中形成有开口113a，在第一侧表面100a上的正投影面积相同的情况下，CMP可以在与形成有开口113a的第一导电通孔113对应的第一电接触层101的表面形成尺寸更大的凹槽101a。基于此，设计伪连接层104在第一侧表面100a上的正投影面积大于第一电接触层101在第一侧表面100a上的正投影面积，借助伪连接层104在第一侧表面100a上更大的正投影面积，弥补伪连接层104中没有开口的设计，有利于使得CMP在第一电接触层101的表面形成的凹槽101a和在伪连接层104的表面形成的凹槽的尺寸一致，换言之，提高CMP对位于第一侧表面100a中电接触层进行处理而形成的凹槽的尺寸的均匀性，从而有利于避免伪连接层104的表面的凹槽尺寸小于第一电接触层101的表面的凹槽尺寸时，伪连接层104凸出于第一侧表面100a的现象，从而有利于提高键合过程中第一侧表面100a的平坦度，使得第一侧表面100a具有良好的键合形貌。

在一些实施例中，参考图10或图11，图10为本公开一实施例提供的半导体结构的第七种剖面结构示意图，图11为本公开一实施例提供的半导体结构的第八种剖面结构示意图。

半导体结构还可以包括：位于第一侧表面100a上方的第二电接触层111、第四布线层142和第五布线层152，第二电接触层111与第一电接触层101直接接触键合，第四布线层142与第二电接触层111通过第五导电通孔153连接，第四布线层142和第五布线层152通过第六导电通孔163连接；其中，第六导电通孔163与第五导电通孔153在第一侧表面100a上的正投影不重叠，实际应用中，两者的正投影可以仅部分重叠。图10中仅以第六导电通孔163与第五导电通孔153在第一侧表面100a上的正投影不重叠为示例。

如此，第六导电通孔163与第五导电通孔153的至少部分区域在第一方向X上不正对，有利于降低第六导电通孔163与第五导电通孔153因热膨胀产生的热应力沿第一方向X上依次累积的概率，以避免热应力集中的现象，从而有利于避免第六导电通孔163与第五导电通孔153对彼此的应力影响，提高第六导电通孔163与第五导电通孔153的结构稳定性，从而有利于保证电信号在第四布线层142和第五布线层152中良好的传递效率，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。

在一些情况下，在对半导体结构进行键合处理时，第二电接触层111所处的表面相当于前述实施例中描述的与第一侧表面100a键合的其他键合表面，理想状态下，第一侧表面100a和其他键合表面重合，基于此，第六导电通孔163与第五导电通孔153在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠时，第六导电通孔163与第五导电通孔153因热膨胀产生的热应力不会在第二电接触层111所处的表面上的同一个区域累积，换言之，第六导电通孔163与第五导电通孔153因热膨胀产生的热应力不会在第二电接触层111的周围累积，从而有利于避免第二电接触层111的周围出现应力集中的现象，以改善第二电接触层111和第一电接触层101之间的键合形貌以及避免第二电接触层111失效，从而有利于提高第二电接触层111和第一电接触层101之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。

此外，降低第二电接触层111受到的热应力的影响，则第二电接触层111自身对其周围的基底100的作用力也会降低，从而有利于避免位于第二电接触层111周围的基底100受到较大的作用力而发生变形，以避免第二电接触层111所处的表面的键合形貌变形，从而有利于提高第一侧表面100a和第二电接触层111所处的表面之间的键合强度。

值得注意的是，第二电接触层111所处的表面相当于前述实施例中描述的与第一侧表面100a键合的其他键合表面，以第一侧表面100a为分界线，第二电接触层111相当于另一第一电接触层101，第四布线层142相当于另一第一布线层112，第五导电通孔153相当于另一第一导电通孔113，第五布线层152相当于另一第二布线层122，第六导电通孔163相当于另一第二导电通孔123。需要说明的是，图10中采用相同的填充方式绘制第二电接触层111和第一电接触层101，采用相同的填充方式绘制第五导电通孔153和第一导电通孔113，以及采用相同的填充方式绘制第六导电通孔163和第二导电通孔123。

需要说明的是，图10和图11中与图1中相同或相应的部分在此不做赘述。此外，本公开一实施例对第四布线层142和第五布线层152在第二方向Y上的延伸长度的大小关系不做限制。

在一些实施例中，参考图10或图11，第二基底120位于第一侧表面100a上方，第二电接触层111、第四布线层142、第五布线层152、第五导电通孔153和第六导电通孔163均位于第二基底120中。

在一些实施例中，沿第五布线层152远离第四布线层142的一侧，基底100中还可以具有至少一层其他的布线层，其他布线层之间也由其他导电通孔实现连接。基于此，设计其他导电通孔中的至少两种在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠，也有利于进一步避免第二电接触层111的周围出现应力集中的现象，以改善第二电接触层111和第一电接触层101之间的键合形貌以及避免第二电接触层111失效。需要说明的是，当处于不同层的布线层的数量增多时，不同种类的导通通孔中的至少两种沿第一方向X不正对的排布情况很多，在此不一一穷举。

在一些实施例中，参考图10或图11，第六导电通孔163与第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少一者在第一侧表面100a上的正投影不重叠或部分重叠。如此，有利于使得第六导电通孔163还与第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少一者沿第一方向X上至少部分区域不正对，以进一步避免各种导电通孔受热膨胀而产生的热应力累积至第一电接触层101或第二电接触层111上，以进一步避免第一电接触层101或第二电接触层111的周围出现应力集中的现象，以进一步改善第二电接触层111和第一电接触层101之间的键合形貌。

需要说明的是，以第一侧表面100a为分界线，第一导电通孔113和第二导电通孔123在基底100中的排布方式和第五导电通孔153和第六导电通孔163在基底100中的排布方式可以相同也可以不同，可根据实际情况调整，以下仅为两种示例性说明。

以第一侧表面100a为分界线，在一些例子中，参考图10，第一导电通孔113和第二导电通孔123在基底100中的排布方式和第五导电通孔153和第六导电通孔163在基底100中的排布方式可以沿分界线呈轴对称；在另一些例子中，参考图11，第一导电通孔113和第二导电通孔123在基底100中的排布方式和第五导电通孔153和第六导电通孔163在基底100中的排布方式可以沿分界线上的某一点呈中心轴对称。

在一些实施例中，参考图10或图11，第一电接触层101和第二电接触层111在第一侧表面100a上的正投影面积大小不同。如此，有利于提高第一电接触层101和第二电接触层111之间的对准精度，从而有利于提高第一电接触层101和第二电接触层111之间的接触面积以降低两者之间的接触电阻，从而进一步提高电信号的传递效率。

需要说明的是，图10和图11中均以第一电接触层101在第一侧表面100a上的正投影面积大于第二电接触层111在第一侧表面100a上的正投影面积为示例，实际应用中，第一电接触层在第一侧表面上的正投影面积也可以小于第二电接触层在第一侧表面上的正投影面积。

综上所述，设计第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两种的部分区域在第一方向X上不正对，在对半导体结构进行键合处理时，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一侧表面100a上的同一个区域累积，换言之，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一电接触层101的周围累积，从而有利于避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层101和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层101失效，从而有利于提高第一电接触层101和其他电接触层之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。此外，上述表述中的导电通孔指的是第一导电通孔113、第二导电通孔123或第三导电通孔133。

本公开另一实施例提供一种半导体结构的制造方法，以下将结合附图对本公开另一实施例提供的半导体结构的制造方法进行详细说明。图12和图13为本公开另一实施例提供的半导体结构的制造方法中各步骤对应的局部剖面结构示意图。需要说明的是，与前述实施例相同或相应的部分在此不做赘述。

结合参考图12、图13和图8，半导体结构的制造方法，包括：提供初始基底110；形成第一电接触层101，第一电接触层101从初始基底110的第三侧表面110a嵌入初始基底110中；在初始基底110中形成第一布线层112、第二布线层122、第三布线层132、连接第三布线层132与第二布线层122的第三导电通孔133、连接第二布线层122和第一布线层112的第二导电通孔123、以及连接第一布线层112和第一电接触层101的第一导电通孔113；其中，第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两者在第三侧表面110a上的正投影不重叠或部分重叠，剩余初始基底110作为基底100。

需要说明的是，本公开另一实施例以形成图8所示的半导体结构对其制造方法进行详细说明。

值得注意的是，本公开一实施例对形成第一布线层112、第二布线层122和第三布线层132的工艺方法，以及形成第二导电通孔123和第三导电通孔133的工艺方法不做限制，此外，对形成第四导电通孔143的工艺方法也不做限制。以下详细说明在对基底100的第一侧表面100a进行键合前的第一电接触层101和第一导电通孔113的制造工艺。

在一些实施例中，结合参考图12和图13，形成第一导电通孔113的步骤可以包括：从第三侧表面110a对初始基底110进行图形化处理，以在初始基底100中形成多个间隔排布的第一沟槽105，多个第一沟槽105的排布方式可以基于设计的第一导电通孔113的排布方式而定，第一沟槽105露出第一布线层112的局部区域；在第一沟槽105中形成与第一布线层112接触连接的第一导电通孔113。

在一些实施例中，结合参考图13和图7，形成第一导电通孔113的步骤中，还在第一导电通孔113中形成开口113a。值得注意的是，可以通过CMP在第一导电通孔113中形成开口113a。

在一些实施例中，结合参考图13和图8，制造方法还可以包括：形成伪连接层104，伪连接层104从第三侧表面110a嵌入初始基底110中，其中，伪连接层104与第一电接触层101间隔排布，伪连接层104不与第一布线层112连接，且伪连接层104在第三侧表面110a上的正投影面积大于第一电接触层101在第三侧表面110a上的正投影面积；对第三侧表面110a进行化学机械抛光，以在伪连接层104的表面与第一电接触层101的表面形成凹槽101a。

在一些情况下，可以通过同一制备工艺形成伪连接层104和第一电接触层101。形成伪连接层104和第一电接触层101的步骤可以包括：结合参考图13和图8，在第一导电通孔113远离第一布线层112的表面形成介质层130；对介质层130进行图形化处理，以在介质层130中形成多个间隔排布的第二沟槽115，部分第二沟槽115露出第一导电通孔113的至少局部区域，剩余第二沟槽露出的均是初始基底110；在露出第一布线层112的第二沟槽115中形成第一电接触层101，在其他第二沟槽115中形成伪连接层104。需要说明的是，剩余介质层130也为基底100的一部分，图13中采用相同的填充方式绘制介质层130和初始基底110。

在一些实施例中，第一导电通孔113和第一电接触层101可以通过双大马士革工艺形成。

综上所述，形成的半导体结构中，第一导电通孔113、第二导电通孔123以及第三导电通孔133中的至少两种的部分区域在第一方向X上不正对，在对半导体结构进行键合处理时，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一侧表面100a上的同一个区域累积，换言之，至少两种不同的导电通孔因热膨胀产生的热应力不会在第一电接触层101的周围累积，从而有利于避免第一电接触层101的周围出现应力集中的现象，以改善第一电接触层101和其他电接触层之间的键合形貌以及避免第一电接触层101失效，从而有利于提高第一电接触层101和其他电接触层之间的键合强度，以提高半导体结构的结构稳定性和电学性能。此外，上述表述中的导电通孔指的是第一导电通孔113、第二导电通孔123或第三导电通孔133。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开实施例的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本公开实施例的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本公开实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。