[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880096616.X
• 申請(qǐng)日: 2018-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN112567511B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新勝;張莉;張高升;萬先進(jìn);華子群;王家文;丁滔滔;朱宏斌;程衛(wèi)華;楊士寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L23/532
• 分類號(hào): H01L23/532
• 代理公司: 上海盈盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;高翠花

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：第一基底；位于所述第一基底表面的第一鍵合層，所述第一鍵合層的材料為包含C元素的介質(zhì)材料，所述第一鍵合層背向所述第一基底的表層的C原子濃度大于或等于35％。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在的第一鍵合層在鍵合時(shí)能夠提高鍵合強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

在3D的芯片技術(shù)平臺(tái)中，通常會(huì)將兩片以上形成有半導(dǎo)體器件的晶圓通過晶圓鍵合技術(shù)進(jìn)行鍵合，以提高芯片的集成度。現(xiàn)有的晶圓鍵合技術(shù)，在晶圓鍵合面上形成鍵合薄膜以進(jìn)行鍵合。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用氧化硅和氮化硅薄膜作為鍵合薄膜，鍵合強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致工藝過程中容易出現(xiàn)缺陷，產(chǎn)品良率受到影響。

并且，鍵合薄膜內(nèi)還形成有金屬連接結(jié)構(gòu)，在混合鍵合的過程中，所述金屬連接結(jié)構(gòu)容易在鍵合界面出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品性能受到影響。

因此，如何提高晶圓鍵合的質(zhì)量，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：第一基底；位于所述第一基底表面的第一鍵合層，所述第一鍵合層的材料為包含C元素的介質(zhì)材料，所述第一鍵合層背向所述第一基底的表層的C原子濃度大于或等于35％。

可選的，所述第一鍵合層中，C的原子濃度均勻分布。

可選的，所述第一鍵合層中，C的原子濃度隨第一鍵合層厚度增加而逐漸增大。

可選的，所述表層厚度為

可選的，還包括：第二基底，所述第二基底表面形成有第二鍵合層，所述第二鍵合層與所述第一鍵合層表面相對(duì)鍵合固定。

可選的，所述第二鍵合層的材料為包含C元素的介質(zhì)材料，所述第二鍵合層背向所述第二基底的表層的C原子濃度大于或等于35％。

可選的，所述第二鍵合層的材料與所述第一鍵合層的材料相同。

可選的，還包括：貫穿所述第一鍵合層的第一鍵合墊；貫穿所述第二鍵合層的第二鍵合墊；所述第一鍵合墊與第二鍵合墊相對(duì)鍵合連接。

本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：第一基底；位于所述第一基底表面的鍵合疊層，所述鍵合疊層包括鍵合的若干層鍵合層，所述鍵合疊層的材料為包含Si、N、C和O的介質(zhì)材料。

可選的，所述鍵合疊層為兩層具有CH3鍵的鍵合層分別經(jīng)氧化后鍵合而成。

可選的，所述鍵合層靠近鍵合面的表層的C原子濃度大于或等于35％。

可選的，還包括：第二基底，位于所述鍵合疊層背向所述第一基底的一側(cè)。

可選的，還包括：貫穿所述鍵合層的鍵合墊；兩個(gè)所述鍵合層內(nèi)的鍵合墊相對(duì)鍵合連接。

本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供第一基底；在所述第一基底表面形成第一鍵合層，所述第一鍵合層的材料為包含C元素的介質(zhì)材料且含有CH₃鍵；提供第二基底；在所述第二基底表面形成第二鍵合層，所述第二鍵合層的材料為包含C元素的介質(zhì)材料且含有CH₃鍵；使所述第一鍵合層、第二鍵合層的表層氧化，以使CH₃鍵被氧化為OH鍵；將所述第一鍵合層和第二鍵合層相對(duì)鍵合連接。

可選的，所述第一鍵合層和第二鍵合層的表層內(nèi)的C原子濃度大于或等于35％。

可選的，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述第一鍵合層。