[發(fā)明專利]一種降低電壓損耗的鍵合結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010561686.7
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111785614B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑋;陸宏波;李欣益;李戈
• 申請（專利權(quán)）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

1.一種降低電壓損耗的鍵合結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于步驟如下：

（1）準(zhǔn)備兩種待鍵合物，第一種待鍵合物（1）采用鍵合材料，第二種待鍵合物（2）采用鍵合材料;

（2）確定第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的材料，滿足能夠在真空中沉積在第一種待鍵合物（1）和第二種待鍵合物（2）表面，而不破壞第一種待鍵合物和第二種待鍵合物表面晶體結(jié)構(gòu)，同時又能在對兩種待鍵合物鍵合前去除；

（3）確定第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）的晶格常數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)類型，使其與第一種待鍵合物（1）的晶格常數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)類型相同；確定第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的晶格常數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)類型，使其與第二種待鍵合物（2）的晶格常數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)類型相同；

（4）確定第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的摻雜原子的電荷類型，滿足：

第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）滿足能夠在第一種待鍵合物的鍵合界面產(chǎn)生與第一種待鍵合物本身摻雜原子電荷類型相反電場；第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）摻雜原子的濃度不高于引起摻雜原子自身向第一種待鍵合物擴散的濃度，且不低于產(chǎn)生反向電場的最低濃度；此反向電場是指與第一種待鍵合物產(chǎn)生的電場相反的電場；

第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）滿足能夠在第二種待鍵合物的鍵合界面產(chǎn)生與第二種待鍵合物本身摻雜原子電荷類型相反電場；第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）摻雜原子的濃度不高于引起摻雜原子自身向第二種待鍵合物擴散的濃度，且不低于產(chǎn)生反向電場的最低濃度；此反向電場是指與第二種待鍵合物產(chǎn)生的電場相反的電場；

（5）確定第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）在第一種待鍵合物表面的沉積厚度；確定第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）在第二種待鍵合物表面的沉積厚度，滿足：

第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）的材料厚度必須大于能夠抑制周圍環(huán)境中外來雜質(zhì)原子擴散進(jìn)入第一種待鍵合物的最小厚度，并且小于能夠在鍵合前去除的最大厚度；

第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的材料厚度必須大于能夠抑制周圍環(huán)境中外來雜質(zhì)原子擴散進(jìn)入第二種待鍵合物的最小厚度，并且小于能夠在鍵合前去除的最大厚度；

（6）確定第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的制備時間、制備參數(shù)，滿足：

第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）的制備時間為在第一種待鍵合物（1）采用的鍵合材料生長結(jié)束時在真空中立即進(jìn)行；制備參數(shù)要求為制備出的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）不破壞第一種待鍵合物晶體結(jié)構(gòu)與摻雜原子分布；

第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的制備時間為在第二種待鍵合物（2）采用的鍵合材料生長結(jié)束時在真空中立即進(jìn)行；制備參數(shù)要求為制備出的第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）不破壞第二種待鍵合物晶體結(jié)構(gòu)與摻雜原子分布；

（7）確定第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的去除工藝，能夠滿足在鍵合前完全去除第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的要求，又不破壞第一種待鍵合物和第二種待鍵合物的晶體結(jié)構(gòu)；

（8）根據(jù)步驟（2）確定的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的材料、步驟（3）確定的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的晶格常數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)類型、步驟（4）確定的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的摻雜原子的電荷類型、步驟（5）確定的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）、第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）分別在第一種待鍵合物表面、第二種待鍵合物表面的沉積厚度；步驟（6）確定的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的制備時間、制備參數(shù)，在步驟（1）準(zhǔn)備的第一種待鍵合物和第二種待鍵合物上分別制備第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）；

（9）根據(jù)步驟（7）確定的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）的去除工藝，在對第一種待鍵合物和第二種待鍵合物進(jìn)行鍵合前，完全去除步驟（8）制備的第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）；

（10）對去除第一種待鍵合物的保護(hù)層（3）和第二種待鍵合物的保護(hù)層（4）后的第一種待鍵合物和第二種待鍵合物，進(jìn)行鍵合，得到鍵合結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)鍵合結(jié)構(gòu)電阻率降低，電壓損耗降低。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低電壓損耗的鍵合結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于：第一種待鍵合物為晶體結(jié)構(gòu)，第一種待鍵合物（1）能產(chǎn)生一個電場。