[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件及其鍵合工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210175916.5
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114429939A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈釗;竇志珍;蘭曉雯;楊琦;胡加輝;金從龍;顧偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江西兆馳半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60;H01L21/18;C23C14/34;C23C14/16
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36150
• 代理人: 劉紅偉

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件及其鍵合工藝，半導(dǎo)體器件包括第一晶片、第二晶片及鍵合第一晶片和第二晶片的鍵合層，鍵合層包括設(shè)于第一晶片上的第一Si薄層、以及設(shè)于第二晶片上的第二Si薄層，第一Si薄層和第二Si薄層通過Si原子鍵相互鍵合。本發(fā)明通過使用Si薄層作為鍵合層，由于Si薄層極薄因此可透光，對光的穿透無影響；而Si薄層之間通過鍵能進(jìn)行鍵合，使得有效鍵合成功率較傳統(tǒng)鍵合工藝高20％及以上，從而能夠同時滿足高透光和高鍵合成功率的雙重要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件及其鍵合工藝。

背景技術(shù)

在LED制造中，晶片鍵合技術(shù)是目前晶片制造中十分關(guān)鍵的一種工藝，它為更換襯底提供了可能，目前主要采用的晶片鍵合技術(shù)分別是金屬鍵合和表面活化鍵合。

金屬鍵合有效鍵合成功率高達(dá)95％及以上，但金屬鍵合多采用Au為鍍層導(dǎo)致成本較高且無法透光；表面活化鍵合雖可透光但有效鍵合成功率平均60％～70％，鍵合成功率較低。因此，目前使用的晶片鍵合技術(shù)很難同時滿足高透光和高鍵合成功率的雙重要求。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體器件及其鍵合工藝，旨在解決目前使用的晶片鍵合技術(shù)很難同時滿足高透光和高鍵合成功率的雙重要求的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例當(dāng)中的一種半導(dǎo)體器件，包括第一晶片、第二晶片及鍵合所述第一晶片和所述第二晶片的鍵合層，所述鍵合層包括設(shè)于所述第一晶片上的第一Si薄層、以及設(shè)于所述第二晶片上的第二Si薄層，所述第一Si薄層和所述第二Si薄層通過Si原子鍵相互鍵合。

優(yōu)選地，所述第一Si薄層和所述第二Si薄層的厚度為5A～10A。

優(yōu)選地，所述第一Si薄層與所述第一晶片之間設(shè)有SiO₂層，所述SiO₂層形成于所述第一晶片上，所述第一Si薄層形成于所述SiO₂層上。

優(yōu)選地，所述第一晶片的最表層為GaP層，所述SiO₂層形成于所述GaP層上。

優(yōu)選地，所述GaP層為粗化的GaP層。

優(yōu)選地，所述第一晶片為外延片或芯片，所述第一晶片為襯底。

根據(jù)本發(fā)明實施例當(dāng)中的一種半導(dǎo)體器件的鍵合工藝，提供用于鍵合的第一晶片和第二晶片；

在所述第一晶片上濺射第一Si薄層，并在所述第二晶片上濺射第二Si薄層；

對所述第一晶片和所述第二晶片進(jìn)行離子轟擊，使所述第一Si薄層和所述第二Si薄層的鍵合面上形成Si原子鍵；

將所述第一晶片和所述第二晶片貼合放入鍵合機(jī)當(dāng)中進(jìn)行鍵合，使所述第一Si薄層和所述第二Si薄層之間的Si原子鍵相互鍵合。

優(yōu)選地，在所述第一晶片上濺射第一Si薄層的步驟包括：

將所述第一晶片的最表層的GaP層進(jìn)行粗化；

在粗化后的GaP層的表面生長SiO₂層，并對所述SiO₂層進(jìn)行拋光和有機(jī)清洗；

在拋光和有機(jī)清洗后的SiO₂層的表面上使用濺射機(jī)臺濺射第一Si薄層。

優(yōu)選地，在所述第二晶片上濺射第二Si薄層的步驟包括：

在所述第二晶片的表面上使用濺射機(jī)臺濺射第二Si薄層。

優(yōu)選地，所述第一晶片和所述第二晶片的鍵合為低溫高壓鍵合，鍵合溫度為300-400℃，鍵合壓力＞15000kg，鍵合時間為80-100min。