[發(fā)明專利]芯片接合結(jié)構(gòu)及其制作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310545281.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103887260A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑞琴;林哲歆;顧子琨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/485
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/485;H01L21/60
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種芯片接合結(jié)構(gòu)，至少包括：

第一基板；

第二基板，相對(duì)該第一基板配置；以及

銅對(duì)接結(jié)構(gòu)，位在該第一基板與該第二基板之間，其中該銅對(duì)接結(jié)構(gòu)內(nèi)具有一Cu-Cu接合界面，該Cu-Cu接合界面具有不同的凹凸組合特征，且該Cu-Cu接合界面的兩邊的銅結(jié)晶方向不同。

2.如權(quán)利要求1所述的芯片接合結(jié)構(gòu)，其中該Cu-Cu接合界面為凹凸接合面或凸凸接合面。

3.如權(quán)利要求1所述的芯片接合結(jié)構(gòu)，還包括：

第一氧化層，位于該第一基板的表面；以及

第二氧化層，位于該第二基板相對(duì)該第一基板的表面，其中該銅對(duì)接結(jié)構(gòu)嵌在該第一氧化層與該第二氧化層內(nèi)。

4.如權(quán)利要求3所述的芯片接合結(jié)構(gòu)，其中該第一氧化層與該第二氧化層互不接觸。

5.如權(quán)利要求3所述的芯片接合結(jié)構(gòu)，其中該第一氧化層與該第二氧化層接觸。

6.如權(quán)利要求5所述的芯片接合結(jié)構(gòu)，其中該第一氧化層與該第二氧化層之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)而接合。

7.一種芯片混合式接合的方法，用以接合一第一基板與一第二基板，該第一基板的表面形成有一第一氧化層以及位于該第一氧化層內(nèi)的一第一銅層，該第二基板的表面形成有一第二氧化層以及位于該第二氧化層內(nèi)的一第二銅層，該第一銅層與該第二銅層是通過(guò)銅大馬士革制作工藝形成，所述方法包括：

對(duì)該第一銅層進(jìn)行一第一銅化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝，移除該第一銅層的頂面多余的銅變成凹面；

對(duì)該第二銅層進(jìn)行一第二銅化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝，移除該第二銅層的頂面多余的銅變成凹面；

移除部分該第一氧化層，使該第一銅層的頂部突出于該第一氧化層；

對(duì)突出于該第一氧化層的該第一銅層進(jìn)行非金屬或阻障層的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝，使該第一銅層的頂面變成凸面，其中該非金屬或阻障層的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝是銅研磨速率小于非金屬或阻障層研磨速率的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝；

接合該第二銅層的該凹面與該第一銅層的該凸面，同時(shí)使該第一氧化層與該第二氧化層接觸；以及

進(jìn)行回火，使該第一氧化層與該第二氧化層產(chǎn)生共價(jià)鍵結(jié)，同時(shí)使該第一銅層和該第二銅層互相接合。

8.如權(quán)利要求7所述的芯片混合式接合的方法，其中該第二銅層包括銅墊或是銅硅穿孔，且該銅墊或是該銅硅穿孔的邊長(zhǎng)或直徑尺寸在5μm～100μm之間，且該凹面的中央的深度被控制在至之間。

9.如權(quán)利要求7所述的芯片混合式接合的方法，其中該第一銅層包括銅墊或是銅硅穿孔，且該銅墊或是該銅硅穿孔的邊長(zhǎng)或直徑尺寸在5μm～100μm之間，且該凸面的中央的高度被控制在以上。

10.如權(quán)利要求7所述的芯片混合式接合的方法，其中移除部分該第一氧化層的方法包括干蝕刻或是濕蝕刻。

11.如權(quán)利要求10所述的芯片混合式接合的方法，其中所述濕蝕刻的溶液為含0.1%～49%的氫氟酸溶液或是pH>9的堿性溶液。

12.如權(quán)利要求11所述的芯片混合式接合的方法，其中所述濕蝕刻的蝕刻時(shí)間為5秒～60分鐘。

13.如權(quán)利要求7所述的芯片混合式接合的方法，其中該非金屬或阻障層的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝的時(shí)間為5秒～20分鐘。

14.一種芯片熱壓接合的方法，用以接合一第一基板與一第二基板，該第一基板的表面形成有一第一氧化層以及位于該第一氧化層內(nèi)的一第一銅層，該第二基板的表面形成有一第二氧化層以及位于該第二氧化層內(nèi)的一第二銅層，該第一銅層與該第二銅層是通過(guò)銅大馬士革制作工藝形成，所述方法包括：

對(duì)該第一銅層與第二銅層分別進(jìn)行銅化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝，移除該第一銅層與第二銅層的頂面多余的銅變成凹面；

移除部分該第一氧化層，使該第一銅層的頂部突出于該第一氧化層；

移除部分該第二氧化層，使該第二銅層的頂部突出于該第二氧化層；

對(duì)突出于該第一氧化層的該第一銅層與突出于該第二氧化層的該第二銅層分別進(jìn)行非金屬或阻障層的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝，使該第一銅層與該第二銅層的所述凹面變成凸面，其中該非金屬或阻障層的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝是銅研磨速率小于非金屬或阻障層研磨速率的化學(xué)機(jī)械研磨制作工藝；以及

對(duì)接該第一銅層與該第二銅層的所述凸面。