[發(fā)明專利]一種提高晶圓界面懸掛鍵鍵合的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711071283.9
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107910255A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王喜龍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所31272
• 代理人: 俞滌炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高晶圓界面懸掛鍵鍵合的方法。

背景技術(shù)

在晶圓的制造過程中，如圖1所示，在晶圓的鍵合界面上每個(gè)Si原子的周圍都有四對共價(jià)鍵，而鍵合界面處的硅原子上方?jīng)]有其它硅原子，此時(shí)就構(gòu)成了一些不飽和的“懸掛鍵”，提高這些選懸掛鍵的鍵合程度則有利于提高器件的性能，現(xiàn)有的鍵合懸掛鍵的方法，主要是在鍵合界面進(jìn)行后續(xù)的沉積氧化物介質(zhì)層時(shí)，將氧化物介質(zhì)層中所存在的少量氧原子與鍵合界面上的懸掛鍵進(jìn)行鍵合，但是這種方式存在鍵合程度較低，影響最終器件的噪點(diǎn)性能的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中鍵合界面上的懸掛鍵鍵合存在的上述問題，現(xiàn)提供一種旨在有效提高晶圓界面上懸掛鍵的鍵合程度，減少因?yàn)閼覓戽I的鍵合程度低對器件的性能造成不利影響的方法。

具體技術(shù)方案如下：

一種提高晶圓界面懸掛鍵鍵合的方法，應(yīng)用于鍵合工藝的晶圓，其中，所述晶圓具有一鍵合界面，所述鍵合界面的硅原子具有懸掛鍵，提供一第一反應(yīng)腔體；

包括以下步驟：

步驟S1、向所述第一反應(yīng)腔體中通入氧氣氣體；

步驟S2、對通入的所述反應(yīng)氣體進(jìn)行解離以在所述鍵合界面形成一層氧離子層；

步驟S3、于氧離子層上依次沉積一介電層以及一保護(hù)層以形成一復(fù)合結(jié)構(gòu)；

步驟S4、通過退火工藝對所述復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，使位于所述介電層與所述鍵合界面之間的所述離子層中的氧原子與所述懸掛鍵鍵合。

優(yōu)選的，通過物理氣相沉積工藝于所述所述氧離子層上沉積形成所述介電層。

優(yōu)選的，通過化學(xué)氣象沉積工藝于所述介電層上沉積形成所述保護(hù)層。

優(yōu)選的，所述介電層為HiK層。

優(yōu)選的，所述保護(hù)層為氧化硅層。

優(yōu)選的，提供一第二反應(yīng)腔體，所述第二反應(yīng)腔體中包括一加熱裝置；

將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)放置于所述第二反應(yīng)腔體內(nèi)，并調(diào)節(jié)所述加熱裝置以在所述第二反應(yīng)腔體內(nèi)形成一反應(yīng)溫度。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度的范圍在350度-450度。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：通過對通入的氧氣進(jìn)行解離以在鍵合界面上形成氧離子層，在鍵合界面上沉積形成介電層以及保護(hù)層之后，進(jìn)行退火工藝使位于介電層與界面之間的氧原子與懸掛鍵進(jìn)行鍵合，有效的提高了晶圓界面上懸掛鍵的鍵合程度，減少因?yàn)閼覓戽I的鍵合程度對器件的噪點(diǎn)性能造成不利影響。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。

圖1為背景技術(shù)部分晶圓的鍵合界面中硅原子存在的懸掛鍵的示意圖；

圖2為本發(fā)明一種提高晶圓界面懸掛鍵鍵合的方法實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的技術(shù)方案中包括一種提高晶圓界面懸掛鍵鍵合的方法。

一種提高晶圓界面懸掛鍵鍵合的方法的實(shí)施例，應(yīng)用于鍵合工藝的晶圓，其中，晶圓具有一鍵合界面，鍵合界面的硅原子具有懸掛鍵，提供一第一反應(yīng)腔體；用以放置晶圓；

如圖2所示，包括以下步驟：

步驟S1、向第一反應(yīng)腔體中通入氧氣；

步驟S2、對通入的反應(yīng)氣體進(jìn)行解離以在鍵合界面形成一層氧離子層；

步驟S3、于氧離子層依次沉積一介電層以及一保護(hù)層以形成一復(fù)合結(jié)構(gòu)；

步驟S4、通過退火工藝對復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，使位于介電層與鍵合界面之間的氧離子層中的氧原子與懸掛鍵鍵合。

針對現(xiàn)有技術(shù)中，在對鍵合界面中產(chǎn)生的懸掛鍵進(jìn)行鍵合時(shí)，通常是通過在鍵合界面上沉積氧化物介質(zhì)層，使氧化物介質(zhì)層中的未飽和的氧原子與鍵合界面上的懸掛鍵存在的鍵合程度較低的缺陷。