[發(fā)明專利]共晶鍵合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510397140.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104966676B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁劉勝;王旭洪;徐元俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海新微技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/50
• 分類號(hào): H01L21/50;H01L21/60
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11535
• 代理人: 劉元霞

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍵合方法和半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electronic-Mechanical-System，MEMS)封裝技術(shù)是MEMS研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向，一方面封裝可使MEMS產(chǎn)品避免受到灰塵、潮氣等對(duì)可動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響，另一方面通過(guò)真空或氣密封裝還可改變MEMS產(chǎn)品內(nèi)部阻尼情況，提高產(chǎn)品的性能。

晶圓級(jí)封裝技術(shù)是實(shí)現(xiàn)MEMS產(chǎn)品高性能、低成本和批量化的主要解決途徑，晶圓級(jí)封裝可以采用晶圓級(jí)鍵和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，在MEMS器件(Device)片上加裝蓋(Cap)片并對(duì)二者進(jìn)行鍵合來(lái)完成封裝，因此具有批量的優(yōu)點(diǎn)，并且可降低封裝成本。

在晶圓級(jí)鍵合技術(shù)中，共晶鍵合又是其中重要的一類。共晶鍵合不僅可以提供很好的密封性，而且可以進(jìn)行引線互聯(lián)，越來(lái)越多的應(yīng)用于MEMS工藝中。

在一定穩(wěn)定溫度壓力下，不同金屬通過(guò)將表面接觸，形成相對(duì)低溫熔融狀的合金，冷卻后形成固體密封的方法叫做共晶鍵合。在共晶鍵合中，熔融狀的液體合金常常溢流到芯片各處，嚴(yán)重的影響了芯片的性能，通常的方法是在鍵合區(qū)域附件設(shè)計(jì)一道或者多道溝槽保護(hù)，或者，設(shè)置一道或者多道阻擋梁保護(hù)，從而防止鍵合區(qū)域的液體溢流到芯片各處。

應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請(qǐng)的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的設(shè)置溝槽防止溢流的方法防止溢流的效果有限，而設(shè)置阻擋梁的方法中，阻擋梁對(duì)壓力鍵合本身的效果有影響。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N共晶鍵合方法，在基片的表面設(shè)置突起部，使兩個(gè)基片的突起部的位置彼此偏移，由此，兩個(gè)基片的突起部在鍵合時(shí)形成彼此交叉的梳齒結(jié)構(gòu)，能夠達(dá)到防止溢流的效果，并且不會(huì)影響到鍵合的效果。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種共晶鍵合方法，該方法包括：

在第一基片表面形成第一突起部和第一鍵合材料圖形；

在第二基片表面形成第二突起部和第二鍵合材料圖形；

將所述第一鍵合材料圖形和所述第二鍵合材料圖形對(duì)齊，并在預(yù)定壓力和預(yù)定溫度下按壓所述第一基片和所述第二基片，以使所述第一基片和所述第二基片通過(guò)所述第一鍵合材料圖形和所述第二鍵合材料圖形發(fā)生共晶鍵合；

其中，在將所述第一鍵合材料圖形和所述第二鍵合材料圖形對(duì)齊的情況下，所述第一突起部的位置相對(duì)于所述第二突起部的位置具有偏移。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一突起部相對(duì)于所述第一鍵合材料，靠近所述第一基片的中心；并且，所述第二突起部相對(duì)于所述第二鍵合材料，靠近所述第二基片的中心。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一基片表面具有第一電路圖形，所述第一電路圖形相對(duì)于所述第一突起部，靠近所述第一基片的中心；和/或，所述第二基片表面具有第二電路圖形，所述第二電路圖形相對(duì)于所述第二突起部，靠近所述第二基片的中心。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一突起部的厚度與所述第一鍵合材料圖形的厚度相同或不同；并且，所述第二突起部的厚度與所述第二鍵合材料圖形的厚度相同或不同。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一突起部被設(shè)置為沿所述第一基片的周向延伸；并且，所述第二突起部被設(shè)置為沿所述第二基片的周向延伸。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一突起部在所述第一基片的徑向被周期性設(shè)置；所述第二突起部在所述第二基片的徑向被周期性設(shè)置；并且，所述第一突起部的周期與所述第二突起部的周期相同。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一突起部的位置相對(duì)于所述第二突起部的位置的偏移量為所述周期的一半。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，其中，所述第一突起部和所述第二突起部分別為多晶硅、氧化硅或氮化硅。

本申請(qǐng)的有益效果在于：在基片的表面設(shè)置突起部，使兩個(gè)基片的突起部的位置彼此偏移，由此，兩個(gè)基片的突起部在鍵合時(shí)形成彼此交叉的梳齒結(jié)構(gòu)，能夠達(dá)到防止溢流的效果，并且不會(huì)影響到鍵合的效果。

參照后文的說(shuō)明和附圖，詳細(xì)公開(kāi)了本申請(qǐng)的特定實(shí)施方式，指明了本申請(qǐng)的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本申請(qǐng)的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本申請(qǐng)的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。