[發明專利]提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法

有效

• 申請號: 201811213308.9
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109346401B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 王云翔;冒薇;段仲偉;馬冬月;姚園;許愛玲
• 申請（專利權）人: 蘇州美圖半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L21/02;H01L21/3205;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 韓鳳

1.一種提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，所述方法包括如下步驟：

步驟1、提供第一晶圓(1)并在所述第一晶圓(1)上制備所需的納米森林結構，所述納米森林結構包括若干錐形納米體(3)；

步驟2、在上述第一晶圓(1)的納米森林結構上制備所需的針形金屬層(4)，所述針形金屬層(4)覆蓋納米森林結構上；

步驟3、提供第二晶圓(5)并在所述第二晶圓(5)上制備所需的板形金屬層(7)；

步驟4、將第二晶圓(5)的板形金屬層(7)對準置于第一晶圓(1)的針形金屬層(4)上，使得板形金屬層(7)與針形金屬層(4)接觸；對板形金屬層(7)與針形金屬層(4)進行單步熱壓鍵合，以得到第一晶圓(1)與第二晶圓(5)的晶圓級鍵合；

針形金屬層(4)為金層，板形金屬層(7)為金層；

步驟4中，對板形金屬層(7)、針形金屬層(4)進行單步熱壓鍵合時，每步徑壓力為0.01MPa～0.02MPa，單步徑保持時間為5min～10min；

所述錐形納米體(3)的底部直徑為150nm～200nm，錐形納米體(3)尖端的直徑為10nm～30nm；

所述針形金屬層(4)采用電鍍方法覆蓋在納米森林結構上，針形金屬層(4)的厚度為1μm～2μm；

在電鍍時，電鍍液的溫度為60～70℃，電鍍電流大小為5mA～20mA，電鍍時間為20min～40min；且針形金屬層(4)僅覆蓋在納米森林結構上。

2.根據權利要求1所述的提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，所述步驟1中，制備得到納米森林結構的過程具體包括：

步驟1.1、在第一晶圓(1)的正面涂覆得到聚合物層(2)，并對所述聚合物層(2)進行等離子體轟擊，以得到支撐于第一晶圓(1)正面上的若干柱狀納米體(6)；

步驟1.2、利用上述柱狀納米體對第一晶圓(1)進行各向異性刻蝕，以得到位于所述柱狀納米體正下方的錐形納米體(3)；

步驟1.3、去除上述錐形納米體(3)上的柱狀納米體(6)，以利用若干錐形納米體(3)在第一晶圓(1)的正面形成納米森林結構。

3.根據權利要求2所述的提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，在第一晶圓(1)的正面涂覆得到聚合物層(2)后，對所述聚合物層(2)進行圖形化，以得到所需的聚合物圖形(8)；

在對具有聚合物圖形(8)的聚合物層(2)進行等離子體轟擊時，以利用聚合物層(2)得到支撐于第一晶圓(1)正面上的若干柱狀納米體(6)；在利用所述柱狀納米體(6)對第一晶圓(1)進行各向異性刻蝕時，以得到圖形化的納米森林結構。

4.根據權利要求3所述的提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，所述步驟3中，在得到板形金屬層(7)后，對所述板形金屬層(7)進行圖形化，以得到圖形化的板形金屬層(7)，所述圖形化的板形金屬層(7)能與第一晶圓(1)上的針形金屬層(4)對應，以便圖形化的板形金屬層(7)能與第一晶圓(1)的針形金屬層(4)對準后接觸。

5.根據權利要求2或3或4所述的提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，所述聚合物層(2)包括正性光刻膠、負性光刻膠或聚酰亞胺，聚合物層(2)的厚度為3μm～5μm。

6.根據權利要求2所述的提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，對聚合物層(2)進行轟擊的等離子體包括氧等離子體或氬等離子體。

7.根據權利要求2所述的提高硅表面納米森林中金-金熱壓鍵合強度的方法，其特征是，所述柱狀納米體(6)的直徑為15nm～250nm，柱狀納米體(6)的高度為50nm～3μm。