[發明專利]金屬-電介質鍵合方法和結構

有效

• 申請號: 202110031282.1
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN112885777B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 胡思平
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L27/108;H01L27/11551;H01L27/11578;H01L27/146
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 楊錫勱;趙磊

一種金屬?電介質鍵合方法包括：提供第一半導體結構，所述第一半導體結構包括第一半導體層、處于第一半導體層上的第一電介質層和處于第一電介質層上的第一金屬層，其中，第一金屬層具有背對第一半導體層的金屬鍵合表面；對金屬鍵合表面施加表面處理；提供第二半導體結構，所述第二半導體結構包括第二半導體層和處于第二半導體層上的第二電介質層，其中，第二電介質層具有背對第二半導體層的電介質鍵合表面；對電介質鍵合表面施加表面處理；以及通過使金屬鍵合表面與電介質鍵合表面鍵合來使第一半導體結構與第二半導體結構鍵合。

本申請是于2020年2月13號提交的、申請號為“202080000104.6”的、發明名稱為“金屬-電介質鍵合方法和結構”的申請的分案申請。

技術領域

本申請涉及鍵合技術領域，并且具體而言，涉及金屬-電介質鍵合方法和結構。

背景技術

電介質鍵合往往用于使載體晶片與器件鍵合或者用于使器件與另一器件鍵合。用于鍵合的器件可以包括過硅通孔。在電介質鍵合中，使電介質表面與另一電介質表面鍵合。混合鍵合往往包括器件之間的包括電介質部分和金屬部分的混合表面的鍵合。對于金屬表面的鍵合而言，往往采用熱壓形成金屬-金屬鍵合。

隨著兩個半導體結構被鍵合到一起以實現3維集成，將引入更多的復雜情況。諸如由一個半導體結構生成的熱量或電磁輻射的因素可能影響在鍵合結構中的一個或多個半導體結構的操作。例如，由一個半導體結構生成的熱量可能不僅影響其自身的操作，而可能還影響其他半導體結構的操作。

所公開的方法和系統涉及解決上文闡述的一個或多個問題以及其他問題。

發明內容

本公開內容的一個方面包括金屬-電介質鍵合方法。所述金屬-電介質鍵合方法包括：提供第一半導體結構，所述第一半導體結構包括第一半導體層、處于第一半導體層上的第一電介質層和處于第一電介質層上的第一金屬層，其中，第一金屬層具有背對第一半導體層的金屬鍵合表面；對金屬鍵合表面施加表面處理；提供第二半導體結構，所述第二半導體結構包括第二半導體層和處于第二半導體層上的第二電介質層，其中，第二電介質層具有背對第二半導體層的電介質鍵合表面；對電介質鍵合表面施加表面處理；以及通過使金屬鍵合表面與電介質鍵合表面鍵合而使第一半導體結構與第二半導體結構鍵合。

本領域技術人員根據所述描述、權利要求和本公開內容的附圖能夠理解本公開的其他方面。

附圖說明

圖1示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性金屬-電介質鍵合方法的流程圖。

圖2示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性第一半導體層的示意圖。

圖3示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性第一半導體層的另一示意圖。

圖4示出了根據本公開內容的各種公開實施例的處于示例性第一半導體層上的示例性第一電介質層的示意圖。

圖5示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性第一半導體結構的示意圖。

圖6示出了根據本公開內容的各種公開實施例的平面化之后的示例性第一半導體結構的另一示意圖。

圖7示出了根據本公開內容的各種公開實施例的接受表面處理的示例性第一半導體結構的另一示意圖。

圖8示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性第二半導體層的示意圖。

圖9示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性第二半導體層的另一示意圖。

圖10示出了根據本公開內容的各種公開實施例的示例性第二半導體結構的示意圖。

圖11示出了根據本公開內容的各種公開實施例的平面化之后的示例性第二半導體結構的示意圖。