[發明專利]襯底鍵合方法、三維集成基板及電路、電子設備和芯片

在審

• 申請號: 202010082917.6
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111370321A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 高建峰;劉衛兵;李俊杰;楊濤;殷華湘;李俊峰;王文武
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L25/16;H01L25/18
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 周娟

1.一種襯底鍵合方法，其特征在于，包括：

提供一基板；所述基板具有至少一層半導體器件以及覆蓋所述至少一層半導體器件的介電層；

對所述基板所具有的所述介電層進行致密化處理，獲得預制基板；

提供一襯底，將所述襯底鍵合在所述預制基板所具有的介電層背離所述至少一層半導體器件的表面。

2.根據權利要求1所述的襯底鍵合方法，其特征在于，對所述基板所具有的所述介電層進行致密化處理，獲得預制基板包括：

對所述基板所具有的所述介電層進行退火處理，獲得預制基板。

3.根據權利要求1或2所述的襯底鍵合方法，其特征在于，對所述基板所具有的所述介電層進行致密化處理，獲得預制基板包括：

對所述基板所具有的所述介電層進行溫度為300℃～450℃的退火處理，獲得預制基板。

4.根據權利要求1或2所述的襯底鍵合方法，其特征在于，在對所述基板所具有的所述介電層進行致密化處理，獲得預制基板后；提供一襯底，將所述襯底鍵合在所述預制基板所具有的介電層背離所述至少一層半導體器件的表面前，還包括：

對所述預制基板所具有的介電層進行物理清洗；

對物理清洗后的所述預制基板進行烘干。

5.根據權利要求4所述的襯底鍵合方法，其特征在于，對所述預制基板所具有的介電層進行物理清洗包括：

采用射頻等離子體工藝對所述預制基板所具有的介電層進行物理清洗；

所述射頻等離子體工藝的具體參數為：射頻電源功率為140W～160W，偏壓功率為80W～120W，工作壓力為12mbar～15mbar，工作氣體為惰性氣體，惰性氣體流量為10sccm～14sccm，工作時間為18s～22s。

6.根據權利要求1或2所述的襯底鍵合方法，其特征在于，將所述襯底鍵合在所述預制基板所具有的介電層背離所述至少一層半導體器件的表面包括：

對所述預制基板所具有的介電層的表面和所述襯底的表面進行活化處理，獲得活化基板和活化襯底；

將所述活化襯底和所述活化基板進行預鍵合，使得所述活化襯底預鍵合在所述活化基板的介電層背離所述至少一層半導體器件的表面，獲得預鍵合襯底；

對所述預鍵合襯底進行退火處理。

7.根據權利要求6所述的襯底鍵合方法，其特征在于，對所述預制基板所具有的介電層的表面和所述襯底的表面進行活化處理，獲得活化基板和活化襯底包括：

采用射頻等離子體工藝對所述襯底的表面和所述預制基板所具有的介電層背離所述至少一層半導體器件的表面進行活化處理；

所述射頻等離子體工藝的具體參數為：射頻電源功率為80W～120W，偏壓功率為120W～150W，工作壓力為0.5mbar～0.9mbar，工作氣體為惰性氣體，惰性氣體流量為18sccm～22sccm，工作時間為28s～35s。

8.根據權利要求6所述的襯底鍵合方法，其特征在于，將所述襯底鍵合在所述預制基板所具有的介電層背離所述至少一層半導體器件的表面包括：

在對所述預制基板所具有的介電層的表面和所述襯底的表面進行活化處理，獲得活化基板和活化襯底前；

去除所述預制基板所具有的介電層和所述襯底的表面污染物。

9.根據權利要求1或2所述的襯底鍵合方法，其特征在于，所述襯底為半導體襯底或SOI襯底。