[發(fā)明專利]半導體襯底的接合方法以及由此得到的器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310689036.0
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103871916B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 胡毓祥;劉重希
• 申請（專利權）人: IMEC公司
• 主分類號: H01L21/603
• 分類號: H01L21/603
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

1.一種用于將第一襯底熱壓接合到第二襯底的方法，所述方法包括：

提供第一襯底(1)和第二襯底(2)，其中每個襯底在其表面上包括至少一個金屬接觸結構(3)；

平坦化所述至少一個金屬接觸結構(3)的表面；

定位所述第二襯底(2)接近于所述第一襯底(1)，從而對準所述至少一個金屬接觸結構(3)并且使對準的金屬接觸結構的金屬表面相接觸，其中氧化物和污染物存在于所述金屬接觸結構的表面；

將所述第一襯底(1)的所述至少一個金屬接觸結構(3)的表面對著所述第二襯底(2)的所述至少一個金屬接觸結構(3)的表面機械摩擦，從而通過將所述氧化物和污染物從所述金屬表面移除來清潔所述金屬表面，所述機械摩擦是原位圓形運動軟摩擦；

使用熱壓接合步驟，將經(jīng)機械清潔的所述第一襯底(1)接合到所述經(jīng)機械清潔的第二襯底(2)，從而形成半導體襯底疊層(7)；

熱退火所述半導體襯底疊層(7)，從而形成所述第一襯底(1)和第二襯底(2)的所述至少一個金屬接觸結構(3)之間的界面擴散。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一襯底(1)或所述第二襯底(2)中的至少一個的金屬接觸結構(3)從主表面突出。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述金屬接觸結構(3)包括銅。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在機械摩擦步驟中施加壓力。

5.根據(jù)權利要求4的方法，其中施加的壓力為14MPa以下。

6.根據(jù)權利要求5的方法，其中進行所述機械摩擦步驟所達的持續(xù)時間低于40秒。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在所述接合步驟之前，在所述第一襯底的表面上沉積底部填充材料。

8.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述第一襯底的所述至少一個金屬接觸結構和所述第二襯底的所述至少一個金屬接觸結構的尺寸是相同。

9.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述第一襯底的所述至少一個金屬接觸結構和所述第二襯底的所述至少一個金屬接觸結構的尺寸是不同的。

10.根據(jù)權利要求1的方法，其中在熱壓接合步驟中應用的溫度低于300℃。

11.根據(jù)權利要求1的方法，其中在熱壓接合步驟中施加的壓力低于40MPa。

12.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述金屬接觸結構(3)表面的平坦化通過化學機械拋光CMP或飛刀切削來進行。