[發明專利]半導體結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201410514075.1
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN105448862B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 丁敬秀;何作鵬
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/52;H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

1.一種半導體結構的制作方法，其特征在于，包括：

提供第一晶圓以及第二晶圓，所述第一晶圓內形成有第一金屬層，且第一晶圓表面暴露出第一金屬層頂部表面，所述第二晶圓內形成有第二金屬層，且第二晶圓表面暴露出第二金屬層頂部表面；

在所述第一晶圓表面形成第一材料層，且所述第一材料層與第一金屬層位于第一晶圓的同一面；

在所述第二晶圓表面形成第二材料層，且所述第二材料層與第二金屬層位于第二晶圓的同一面；

對所述第一晶圓與第二晶圓進行對準處理以及鍵合處理，使第一材料層與第二材料層對準且表面相接觸，所述第一金屬層與第二金屬層之間具有第一對準精度；

在進行鍵合處理后，對所述第一材料層以及第二材料層進行加熱處理，使第一材料層以及第二材料層相互熔融，所述第一金屬層與第二金屬層之間具有第二對準精度，且所述第二對準精度大于第一對準精度。

2.如權利要求1所述半導體結構的制作方法，其特征在于，所述第一材料層覆蓋于暴露出第一金屬層頂部表面的第一晶圓表面，所述第二材料層覆蓋于暴露出第二金屬層頂部表面的第二晶圓表面，且所述第一材料層和第二材料層具有導電性。

3.如權利要求2所述半導體結構的制作方法，其特征在于，所述第一材料層和第二材料層的材料包括錫銀合金、錫鉛合金、鉍銀合金、錫鉍合金或錫鉍鉛合金。

4.如權利要求2所述半導體結構的制作方法，其特征在于，在進行所述鍵合處理過程中，對第一晶圓背面施加壓力。

5.如權利要求2所述半導體結構的制作方法，其特征在于，形成第一材料層的工藝步驟包括：形成覆蓋于第一晶圓表面的第一種子層，且所述第一種子層還覆蓋于第一金屬層頂部表面；在所述第一種子層表面形成第一光刻膠層，且第一光刻膠層表面暴露出位于第一金屬層頂部表面的第一種子層；在所述暴露出的第一種子層表面形成第一導電層；去除所述第一光刻膠層以及位于第一光刻膠層底部的第一種子層。

6.如權利要求1所述半導體結構的制作方法，其特征在于，在所述第一金屬層頂部表面以外的第一晶圓表面形成第一材料層；在第二金屬層頂部表面以外的第二晶圓表面形成第二材料層，且第一材料層和第二材料層的材料為絕緣材料或導電材料。

7.如權利要求6所述半導體結構的制作方法，其特征在于，在進行所述鍵合處理之后，第一金屬層頂部表面與第二金屬層頂部表面之間具有間隙。

8.如權利要求6所述半導體結構的制作方法，其特征在于，在進行所述鍵合處理過程中，對第一晶圓背面施加第一壓力。

9.如權利要求8所述半導體結構的制作方法，其特征在于，所述第一壓力的大小為1千牛至20千牛。

10.如權利要求8所述半導體結構的制作方法，其特征在于，在進行所述加熱處理后，還包括步驟：對所述第一晶圓與第二晶圓進行二次鍵合處理，使第一金屬層與第二金屬層頂部表面相接觸。

11.如權利要求10所述半導體結構的制作方法，其特征在于，在進行所述二次鍵合處理過程中，對第一晶圓背面施加第二壓力，所述第二壓力方向為沿第一晶圓背面指向第一晶圓表面，且所述第二壓力大于第一壓力。

12.如權利要求11所述半導體結構的制作方法，其特征在于，所述第二壓力的大小為10千牛至100千牛。

13.如權利要求1所述半導體結構的制作方法，其特征在于，所述鍵合處理在第一溫度下進行，所述加熱處理在第二溫度下進行，且所述第一溫度小于第二溫度。

14.如權利要求13所述半導體結構的制作方法，其特征在于，所述第一材料層和第二材料層的材料熔點大于第一溫度且小于第二溫度。