[發明專利]一種實現混合鍵合的方法

在審

• 申請號: 201811598998.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109686711A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 李夢
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L21/60;H01L21/603
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;張磊

1.一種實現混合鍵合的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S01：提供兩片待混合鍵合的半導體襯底晶圓，在所述晶圓的表面沉積一層介質層，并進行圖形化處理，形成圖形結構；

步驟S02：在所述圖形結構中填充金屬，形成金屬層圖形；

步驟S03：對所述晶圓表面進行平坦化處理，使介質層與金屬層表面齊平；

步驟S04：對所述晶圓進行氧化處理，使得金屬層表面被氧化，而形成金屬氧化物層；

步驟S05：去除所述金屬氧化物層，相應地在金屬層位置形成低于介質層的高度差；

步驟S06：執行對兩片所述晶圓的混合鍵合。

2.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，所述半導體襯底為硅襯底，或者是具有外延層的襯底，或者是絕緣體上硅襯底。

3.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，所述介質層為采用熱氧化法或沉積法形成的氧化硅、氮化硅或氮氧化硅介質層。

4.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，步驟S01中，所述圖形化處理方式為：在介質層表面涂布光刻膠，經光刻工藝的曝光、顯影，形成圖案化的光刻膠；以圖案化的光刻膠層為掩膜，采用干法刻蝕或濕法刻蝕蝕刻介質層，得到圖案化的介質層的圖形結構。

5.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，步驟S03中，采用化學機械平坦化方法對所述晶圓表面進行平坦化處理。

6.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，步驟S04中，對所述晶圓進行氧化處理，具體包括：將所述晶圓放置在反應腔中，向反應腔中通入氧氣，在一定溫度下，使金屬層表面被氧化。

7.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，步驟S04中，形成的金屬氧化物層的厚度范圍在5～10nm。

8.根據權利要求1所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，步驟S05中，去除所述金屬氧化物層，具體包括：利用酸與金屬氧化物層反應，從而去除位于所述金屬層表面的金屬氧化物層，并使金屬層的表面高度低于介質層的表面高度。

9.根據權利要求8所述的實現混合鍵合的方法，其特征在于，所述酸為除HF以外的能與金屬氧化物反應但不與介質層反應的單一酸或混合酸。