專利名稱：晶圓與晶圓、晶圓與芯片、芯片與芯片鍵合的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及晶圓的鍵合領(lǐng)域，尤其是涉及在低溫下，利用集成電路制造工藝制備的晶圓鍵合的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)的CMOS器件的物理性能逐漸的接近量子極限，迫切的需求高性能的電子系統(tǒng)，系統(tǒng)集成芯片(SOC)逐漸成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一個(gè)技術(shù)途徑。在系統(tǒng)集成芯片的制造中，各種功能都需要集成在一個(gè)芯片上。雖然在硅襯底上制備電路是目前制備超大規(guī)模器件的主流技術(shù)，但是現(xiàn)在最好能從硅之外的材料中制造器件和/或電路獲得所需的電路或光電功能。因此，集成硅基器件和非硅基器件的混合系統(tǒng)為獨(dú)特的SOC功能提供了可能，而不是單獨(dú)的從硅或非硅器件得到獨(dú)特的SOC功能。 在硅上異質(zhì)外延生長異質(zhì)材料是異質(zhì)器件集成的方法之一。目前，通過異質(zhì)外延生長的異質(zhì)外延薄膜具有高密度的缺陷，主要是由于非硅薄膜和硅基襯底的晶格常數(shù)不匹配導(dǎo)致的。另一種異質(zhì)器件集成的方法是晶圓鍵合技術(shù)。然而，在晶圓鍵合過程中，不同材料具有不同的熱膨脹系數(shù)，在升溫過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)、剝離或開裂。因此，需要低溫晶圓鍵合。尤其是針對那些不同的材料具有較低的分解溫度或具有溫度敏感的器件，比如磷化銦異質(zhì)結(jié)雙極晶體管或加工具有超淺源極和漏極的硅器件，這樣不同材料的低溫鍵合工藝是非常關(guān)鍵的。在晶圓上面制備具有不同功能和不同材料的芯片是很困難的，并且也很難優(yōu)化工藝過程。確實(shí)，許多的SOC (尤其是那些更大規(guī)模集成)產(chǎn)量很低。一種途徑是通過晶圓粘結(jié)鍵合與IC工藝兼容起來。然而，晶圓粘結(jié)鍵合通常是在高溫下進(jìn)行的，容易導(dǎo)致熱應(yīng)力、氣泡的形成以及粘附性的不穩(wěn)定性，使得工藝生產(chǎn)中產(chǎn)量減少和可靠性降低。晶圓直接鍵合是一種在低溫下不使用任何粘合劑能使晶圓鍵合的技術(shù)。且在低溫下晶圓直接鍵合是密封的。鍵合工藝在低溫下，尤其是在室溫下，晶圓直接鍵合中沒有引入熱應(yīng)力和不均一性，能夠生產(chǎn)更加可靠的電路。而且，在低溫鍵合的晶圓如果能進(jìn)行減薄工藝，當(dāng)一個(gè)鍵合的晶圓減薄到小于組合材料的各自臨界值時(shí)，在后續(xù)的熱處理工藝中，鍵合的晶圓可以避免層間位錯(cuò)、滑移或開裂等現(xiàn)象。而且，晶圓直接鍵合和層轉(zhuǎn)移是與超大規(guī)模集成電路(VLSI)相兼容的，非常具有可行性和可制造性，使用這種技術(shù)形成堆棧的三維SOC是非?？扇〉摹ＨSSOC是在一個(gè)芯片上集成現(xiàn)有的集成電路形成一個(gè)系統(tǒng)。在低溫下，晶圓或芯片之間的直接鍵合在制造三維SOC是可行的，使得晶圓或芯片之間電性連接起來，同時(shí)晶圓或芯片之間的非金屬區(qū)域直接鍵合，因此消除了鍵合的后處理工藝，比如說襯底減薄、刻蝕、金屬互連等工藝，實(shí)現(xiàn)了晶圓或芯片之間的電性連接，且優(yōu)化了工藝過程。非常小的金屬鍵合壓點(diǎn)引起的寄生效應(yīng)非常低，降低了功耗和增加帶寬能力。[0009]目前，在超大規(guī)模集成電路工藝中，銅互連已經(jīng)成為主流的技術(shù)。但是銅在硅和二氧化硅中具有很高的擴(kuò)散率，使得銅很容易擴(kuò)散進(jìn)入硅的有源區(qū)而損壞器件，從而引起結(jié)或者氧化硅漏電。雖然采用阻擋層可以克服銅的擴(kuò)散并且可以增加銅和氧化硅的粘附性，但是在鍵合過程中，位于氧化硅上面的阻擋層在鍵合過程中不能形成有效的化學(xué)鍵，導(dǎo)致鍵合的強(qiáng)度不夠；另一方面，銅與氧化硅的粘附性不好，導(dǎo)致銅不能輕易沉積在硅片上，容易脫落從而不能很好地實(shí)現(xiàn)晶圓之間機(jī)械和電性連接。再者，即使在低溫下(<200°C)的空氣中，銅也很容易被氧化，而且不會(huì)形成保護(hù)層阻止銅進(jìn)一步的氧化。最后，金屬/金屬鍵合過程中，在金屬和金屬鍵合周圍會(huì)產(chǎn)生一定的空隙，并且隨著金屬壓點(diǎn)厚度的增加，金屬壓點(diǎn)周圍的空隙也逐漸增加，空隙的形成會(huì)導(dǎo)致鍵合強(qiáng)度的減小，并且增加了鍵合的后處理工藝。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種晶圓、芯片在低溫下無需添加粘合劑和外加壓力的直接鍵合的結(jié)構(gòu)，從而獲得非?？煽康臋C(jī)械和電性連接。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種晶圓與晶圓鍵合的結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。本實(shí)用新型提供了一種晶圓與芯片鍵合的結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。本實(shí)用新型還提供了一種芯片與芯片鍵合的結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵
口 ο在本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)中，可以是晶圓和晶圓鍵合，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，也可以是芯片和晶圓鍵合，還可以是芯片和芯片鍵合。在芯片和晶圓鍵合結(jié)構(gòu)中，可以是一個(gè)芯片與晶圓鍵合，也可以是多個(gè)芯片和晶圓鍵合。晶圓和芯片中至少含有一個(gè)PN結(jié)。優(yōu)選的，金屬壓點(diǎn)的尺寸小于半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，半導(dǎo)體壓點(diǎn)完全覆蓋金屬壓點(diǎn)，且在覆蓋金屬壓點(diǎn)之外的半導(dǎo)體壓點(diǎn)與第一電介質(zhì)層接觸鍵合。更優(yōu)選的，鍵合界面處是無縫鍵合。所述金屬壓點(diǎn)的尺寸可以小于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，也可以等于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，還可以大于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，優(yōu)選所述金屬壓點(diǎn)的尺寸小于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，這樣在金屬壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)對位并鍵合后，使得金屬壓點(diǎn)包含在所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)之內(nèi)，更加有效的防止金屬的擴(kuò)散造成器件電性能的改變。優(yōu)選的，所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)直接接觸后，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)完全覆蓋所述金屬壓點(diǎn)，且使得所述金屬壓點(diǎn)之外的所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層直接接觸，并與所述第一電介質(zhì)層鍵合。其中，所述金屬壓點(diǎn)低陷于所述第一電介質(zhì)層表面，還可以是金屬壓點(diǎn)位于所述第一電介質(zhì)層表面上，優(yōu)選金屬壓點(diǎn)低陷于第一電介質(zhì)層表面。所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)低陷于所述第二電介質(zhì)層表面，還可以是半導(dǎo)體 壓點(diǎn)位于所述第二電介質(zhì)層表面，優(yōu)選半導(dǎo)體壓點(diǎn)低陷于第二電介質(zhì)層表面。所述金屬壓點(diǎn)的上表面突出于所述第一電介質(zhì)層的表面，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)位于所述第二電介質(zhì)層的凹槽中，優(yōu)選所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的上表面低陷于所述第二電介質(zhì)層的表面；還可以是所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的上表面突出于所述第二電介質(zhì)層的表面，所述金屬壓點(diǎn)位于所述第一電介質(zhì)層的凹槽中，優(yōu)選所述金屬壓點(diǎn)的上表面低陷于所述第一電介質(zhì)層的表面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，金屬壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)可以都位于電介質(zhì)層表面上，可以都低陷于電介質(zhì)層的表面，也可以是都突出于電介質(zhì)層的表面，還可以是其中的任意兩兩組合方式。所述金屬壓點(diǎn)是鋁、金、鎳或其合金中的一種，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)是鍺、硅或鍺硅合金中的一種。對所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層的鍵合區(qū)域進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，使得所述鍵合區(qū)域的表面粗糙度小于3. Onm。更優(yōu)選的，對所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層的鍵合區(qū)域進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，使得所述鍵合區(qū)域的表面粗糙度不大于1. Onm。形成厚度小于2000nm的所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)。將所述第一襯底和所述第二襯底保持相對平行，將所述第一襯底和所述第二襯底光學(xué)對位，將所述多個(gè)金屬壓點(diǎn)與所述多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)對位，在真空環(huán)境下使得所述第一電介質(zhì)層與所述第二電介質(zhì)層直接接觸。在鍵合所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)步驟中，在第一襯底和第二襯底的壓力作用下，同時(shí)將所述第一襯底和所述第二襯底加熱到100°c -450°C，使得所述金屬壓點(diǎn)熱膨脹突起，鍵合所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)，同時(shí)鍵合所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層。同時(shí)對于含有PN結(jié)的芯片或晶圓而言，這一退火溫度不至于造成對PN結(jié)及其所形成的微電子器件產(chǎn)生熱擴(kuò)散作用和造成器件的微電子學(xué)電性能的改變。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種不使用粘合劑和外部壓力在低溫下的晶圓級(jí)的鍵合結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于金屬/半導(dǎo)體直接鍵合與超大規(guī)模集成電路技術(shù)是兼容的，在低溫下直接鍵合降低了熱膨脹過程中的影響，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的金屬比半導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)高很多。本實(shí)用新型與三維SOC制造是兼容的，金屬壓點(diǎn)的垂直鍵合或插塞連接鍵合芯片極大的簡化了 SOC制造工藝，并且改善了 SOC的速度、功耗等性能。而且，本實(shí)用新型消除了電性接觸的鍵合后處理過程。還消除了薄芯片帶來的機(jī)械性損傷，使得襯底之間的鍵合強(qiáng)度接近襯底的機(jī)械斷裂強(qiáng)度。并且消除了深插塞刻蝕中的臺(tái)階形覆蓋問題，并且可以制備小尺寸電極，導(dǎo)致減少了鍵合晶圓之間的寄生效應(yīng)。本實(shí)用新型中的金屬/半導(dǎo)體直接鍵合能夠?qū)崿F(xiàn)比倒裝芯片中更小的鍵合壓點(diǎn)。并且能夠?qū)崿F(xiàn)金屬襯底器件的鍵合。本實(shí)用新型中金屬/半導(dǎo)體直接鍵合是自發(fā)的，在低溫下沒有施加外力作用。本實(shí)用新型在一般環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)了金屬/半導(dǎo)體直接鍵合，晶圓或芯片鍵合，能夠同時(shí)鍵合半導(dǎo)體/金屬、氧化物/氧化物、半導(dǎo)體/氧化物、金屬/氧化物。本實(shí)用新型中的金屬/半導(dǎo)體直接鍵合與標(biāo)準(zhǔn)的VLSI工藝兼容，因此，生產(chǎn)成本低，是一個(gè)可以產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)方案。

圖1A-1D是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
·[0032]圖2A-2C是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的第一種變形結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖3A-3D是本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的剖面圖。圖4A-4D是本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的剖面圖。圖5A-5C是本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的剖面圖。圖6A-6C是本實(shí)用新型第五個(gè)實(shí)施例的剖面圖。圖7A-7C是本實(shí)用新型第六個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下配合附圖及本實(shí)用新型的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為了達(dá)到目的所采取的技術(shù)方案。本實(shí)用新型是提供一種晶圓與晶圓鍵合的結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，是在低溫下晶圓和晶圓之間的鍵合。在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種芯片和晶圓之間的鍵合的結(jié)構(gòu)，在芯片和晶圓鍵合結(jié)構(gòu)中，可以是一個(gè)芯片與晶圓鍵合，也可以是多個(gè)芯片和晶圓鍵合。在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種芯片和芯片鍵合的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，在晶圓或芯片中包括至少一個(gè)PN結(jié)，更廣泛的應(yīng)用包括由多個(gè)PN結(jié)所組成的晶體管和以此形成的多個(gè)晶體管組成的電路，以及多個(gè)PN結(jié)形成的PN結(jié)矩陣器件，如光電感應(yīng)陣列，包括硅基CMOS及其系統(tǒng)集成芯片和晶圓。金屬壓點(diǎn)的尺寸小于半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，半導(dǎo)體壓點(diǎn)完全覆蓋金屬壓點(diǎn)，且在覆蓋金屬壓點(diǎn)之外的半導(dǎo)體壓點(diǎn)與第一電介質(zhì)層接觸鍵合。鍵合界面處是無縫鍵合。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述金屬壓點(diǎn)是鋁、金、鎳或其合金中的一種，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)是鍺、硅或鍺硅合金中的一種。形成厚度小于2000nm的所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)。優(yōu)選地，所述金屬壓點(diǎn)的尺寸小于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸。此外，對所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層的鍵合區(qū)域進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，使得所述鍵合區(qū)域的表面粗糙度小于3. Onm。還可以對所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層的鍵合區(qū)域進(jìn)行精化學(xué)機(jī)械拋光，使得所述鍵合區(qū)域的表面粗糙度不大于1. Onm。將所述第一襯底和所述第二襯底保持相對平行，將所述第一襯底和所述第二襯底光學(xué)對位，將所述多個(gè)金屬壓點(diǎn)與所述多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)對位，在真空環(huán)境下使得所述第一電介質(zhì)層與所述第二電介質(zhì)層直接接觸。在鍵合所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)步驟中，在第一襯底和第二襯底的壓力作用下，同時(shí)將所述第一襯底和所述第二襯底加熱到100°c -450°C，使得所述金屬壓點(diǎn)熱膨脹突起，鍵合所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)，同時(shí)鍵合所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層。所述金屬壓點(diǎn)的尺寸可以小于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，也可以等于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，還可以大于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，優(yōu)選所述金屬壓點(diǎn)的尺寸小于所述半導(dǎo)體 壓點(diǎn)的尺寸，這樣在金屬壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)對位并鍵合后，使得金屬壓點(diǎn)包含在所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)之內(nèi)，更加有效的防止金屬的擴(kuò)散造成器件電性能的改變。所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)直接接觸后，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)完全覆蓋所述金屬壓點(diǎn)，且使得所述金屬壓點(diǎn)之外的所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層直接接觸，并與所述第一電介質(zhì)層鍵合。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬壓點(diǎn)低陷于所述第一電介質(zhì)層表面，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)低陷于所述第二電介質(zhì)層表面。在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬壓點(diǎn)的上表面突出于所述第一電介質(zhì)層的表面，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)位于所述第二電介質(zhì)層的凹槽中，且所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的上表面低陷于所述第二電介質(zhì)層的表面。下面分別對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作出詳細(xì)說明。為了敘述方便，下文中所稱的“上”、“下”是以最下層的襯底作為基點(diǎn)而言，即襯底到所述的氧化層、電介質(zhì)層、壓點(diǎn)等的方向?yàn)閺南碌缴系姆较颍簿褪钦f無論下文中圖示的晶圓或芯片如何放置，晶圓或芯片中的其他器件結(jié)構(gòu)都可以稱為襯底之上、襯底上面、襯底的表面上等類似的表達(dá)方式。圖1A-1D是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例。如圖1A所示，氧化硅片10、13分別具有上下兩個(gè)相對置的晶圓表面11、14,晶圓表面11、14是氧化娃?；瘜W(xué)機(jī)械拋光晶圓表面11和14，經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光后的晶圓表面11和14的粗糙度是O. 5nm。在晶圓表面11上化學(xué)氣相沉積直徑為5mm、高度30nm、間隔距離是IOmm的金屬鋁壓點(diǎn)12，金屬壓點(diǎn)的形成還可以是濺射、蒸發(fā)、電鍍。在晶圓表面14上沉積直徑為7mm、高度為30nm、間隔距離是IOmm的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，金屬鋁壓點(diǎn)12還可以是金屬金壓點(diǎn)或金屬鎳壓點(diǎn)或它們的合金；半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15可以是硅或鍺硅。為了確保金屬壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)的表面含有盡量少的氧化物和污染物，在鍵合前采用濺射清洗金屬表面、物理汽相淀積或蒸鍍一層金屬薄膜。例如，我們可以在金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體壓點(diǎn)15上面鍍上一層厚度為5nm的金、鉬或鈀等金屬薄膜，在高濃度的臭氧中，通過紫外燈除去金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體壓點(diǎn)15表面的碳?xì)浠衔镂廴疚铩Ａ硗?，還可以使用氮等離子體或惰性氣體的等離子體清洗金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體壓點(diǎn)15表面，并且在室溫下能增強(qiáng)化學(xué)鍵能。金屬壓點(diǎn)表面上殘留的碳?xì)浠衔锬軌蚪档徒饘冁I合，且是鍵合界面氣泡形成的成核點(diǎn)，能夠?qū)е骆I合界面的脫氣。晶圓10的晶圓表面11上包括金屬鋁壓點(diǎn)12和靠近金屬鋁壓點(diǎn)12的氧化硅電介質(zhì)層鍵合區(qū)，晶圓13的晶圓表面14上包括半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15和靠近半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15的氧化硅電介質(zhì)層鍵合區(qū)，金屬鋁壓點(diǎn)12的上表面與晶圓表面11齊平，半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15的上表面與晶圓表面14齊平。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，金屬鋁壓點(diǎn)和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)可以是突出于晶圓表面，還可以是金屬鋁壓點(diǎn)和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)的上表面低陷于晶圓表面。將晶圓10和晶圓13保持相對平行，再將晶圓10和晶圓13光學(xué)對位，使得兩個(gè)上下相對置的晶圓表面11和14上各自的金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15對位并上下對齊排列。金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15用來連接晶圓上面的器件和電路。圖1B是金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15在真空環(huán)境下剛好相互接觸的示意圖。在這個(gè)時(shí)候，金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15是可以分離的。在圖1C中，金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15鍵合產(chǎn)生的壓力使得半導(dǎo)體晶圓10和13具有彈性形變，從而使得晶圓10和13上的氧化硅鍵合區(qū)域能夠在鍵合結(jié)合處16相 互接觸，且使得金屬鋁壓點(diǎn)12周圍的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15和晶圓表面11上的氧化硅電介質(zhì)層 直接接觸。本實(shí)施例只是示意性的展示了兩個(gè)晶圓最初的氧化硅接觸地方，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，最初的接觸區(qū)域還可以是晶圓表面11和14的其他一個(gè)地方或幾個(gè)地方。圖1D所示是鍵合晶圓的襯底剖面圖。隨著鍵合的逐漸進(jìn)行，最初的鍵合結(jié)合處16開始在整個(gè)晶圓表面延伸形成鍵合結(jié)合處17。最初的鍵合強(qiáng)度很弱，隨著鍵合的延伸和鍵合區(qū)域的增加，鍵合強(qiáng)度逐漸的增強(qiáng)。在圖1D中，晶圓鍵合的化學(xué)鍵產(chǎn)生的壓力能夠使得不需要外部壓力即可使得金屬鋁壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15彼此接觸。鍵合的晶圓兩個(gè)相對置的表面之間形成強(qiáng)烈的化學(xué)鍵，同時(shí)金屬鋁壓點(diǎn)周圍的電介質(zhì)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互接觸并鍵合。為了縮短形成化學(xué)鍵的鍵合時(shí)間，在室溫鍵合后進(jìn)行低溫退火處理。隨著溫度的上升，退火時(shí)間縮短。例如我們可以在100°C下退火5小時(shí)，可以在150°C下退火I小時(shí)，可以在250°C下退火20分鐘，還可以在450°C下退火I分鐘。金屬鋁壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)越薄，鍵合的溫度越低；金屬鋁壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)厚度增加，鍵合時(shí)間增加。經(jīng)過低溫退火處理后，使得所述金屬壓點(diǎn)熱膨脹突起，且使得金屬鋁壓點(diǎn)12周圍的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15和晶圓表面11上的氧化硅電介質(zhì)層之間鍵合。如圖1D所示，半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15和金屬鋁壓點(diǎn)12相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵?？拷饘黉X壓點(diǎn)12和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。晶圓鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。晶圓10和13中至少含有一個(gè)PN結(jié)(圖中未示出)，在本實(shí)施例中是由多個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的晶體管并由多個(gè)晶體管構(gòu)成的特定功能的電路。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15尺寸大于金屬鋁壓點(diǎn)12的尺寸，晶圓10和13鍵合后使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15完全覆蓋了金屬鋁壓點(diǎn)12，并且覆蓋在金屬鋁壓點(diǎn)12之外的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)15與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，形成無縫鍵合。圖2A-2C是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的第一種變形結(jié)構(gòu)的襯底結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A是兩個(gè)相對置的晶圓鍵合前的剖面圖，其與第一個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于，晶圓20和22的表面具有多個(gè)金屬鋁壓點(diǎn)21和多個(gè)半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23，且多個(gè)金屬鋁壓點(diǎn)21和多個(gè)半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23突出于晶圓20和晶圓22的表面，其中多個(gè)金屬鋁壓點(diǎn)21和多個(gè)半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23突出晶圓表面的厚度為5-50nm。在圖2A中示出了五對金屬/半導(dǎo)體壓點(diǎn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，壓點(diǎn)的數(shù)目并不限于五對，還可以是實(shí)際應(yīng)用所需的任意數(shù)目的壓點(diǎn)數(shù)。多個(gè)金屬鋁壓點(diǎn)21和多個(gè)半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23光學(xué)對位并上下對齊排列，半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23比金屬鋁壓點(diǎn)21要大。兩個(gè)相鄰的壓點(diǎn)之間具有空隙24。如圖2B所示是兩個(gè)晶圓的金屬鋁壓點(diǎn)接觸的示意圖。相鄰金屬鋁壓點(diǎn)之間形成一個(gè)空隙24。圖2C是兩個(gè)晶圓的氧化硅層在空隙24鍵合并在鍵合界面處形成化學(xué)鍵25。經(jīng)過100-45(TC條件下退火處理后，使得所述金屬鋁壓點(diǎn)21熱膨脹突起，且使得金屬鋁壓點(diǎn)21周圍的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23和晶圓20表面上的氧化硅電介質(zhì)層之間鍵合。如圖2C所示，半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23和金屬鋁壓點(diǎn)21相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。靠近金屬鋁壓點(diǎn)21和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。晶圓鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。晶圓20和22中含有多個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的電路(圖中未示出)。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23尺寸大于金屬鋁壓點(diǎn)21的尺寸，晶圓20和22鍵合后使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23完全覆 蓋了金屬鋁壓點(diǎn)21，并且覆蓋在金屬鋁壓點(diǎn)21之外的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)23與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，形成無縫鍵合。圖3A-3D是本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的襯底結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3A-3D所示是兩個(gè)完全不同的芯片鍵合的示意圖。在圖3A中，芯片30的氧化硅層中包括金屬互連31。芯片30是含有多個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件和電路的硅片，芯片30的表面32經(jīng)過CMP工藝處理，處理方法與第一個(gè)實(shí)施例相同，在此不做贅述。在圖3B中，在氧化硅層中形成通孔36，在通孔36中填充金屬，通孔36中的填充金屬與金屬互連31連接，在表面32上形成半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33，使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33與通孔36連接，在芯片30上面形成一層厚度大于半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33厚度的氧化硅層34，之后在氧化硅層34上面正對著半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33的地方形成寬度小于半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33寬度的凹槽開口35,氧化娃層34的表面經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光,拋光后的氧化娃層34的表面粗糙度是O. 8nm。在圖3C中，第二個(gè)芯片37的氧化硅層里面含有金屬互連38，在金屬互連38的上面形成通孔39，在通孔39中填充金屬與金屬互連38連接，芯片37的表面41進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，拋光后的芯片37的表面41的表面粗糙度是O. 6nm。在通孔39上形成金屬壓點(diǎn)40并與通孔39連接。金屬壓點(diǎn)40的寬度和凹槽開口 35的寬度相同或稍微小于凹槽開口 35的寬度。在圖3D中，鍵合過程中，將兩個(gè)芯片保持相對平行并進(jìn)行光學(xué)對位，再將金屬壓點(diǎn)40對準(zhǔn)芯片30氧化硅層34上面的凹槽開口 35，芯片30和芯片37相互接觸并且鍵合。和第一個(gè)實(shí)施例一樣，含有半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33的氧化硅層和含有金屬壓點(diǎn)40的芯片表面41的氧化硅層相互接觸，氧化硅和氧化硅在接觸的地方形成化學(xué)鍵并開始鍵合，并且隨著接觸區(qū)域的增加，鍵能逐漸增加。在本實(shí)施例中，不需要施加壓力即可使得兩個(gè)芯片鍵合，經(jīng)過退火處理后，兩個(gè)芯片的鍵合接觸面會(huì)形成無縫鍵合，因此可以減少鍵合后續(xù)處理工作，且使得鍵合的粘附性和鍵合強(qiáng)度增加，形成可靠的機(jī)械和電性連接。如圖3D所示，半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33和金屬壓點(diǎn)40相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵?？拷饘賶狐c(diǎn)40和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33尺寸大于金屬壓點(diǎn)40的尺寸，芯片30和37鍵合后使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33完全覆蓋了金屬壓點(diǎn)37，并且覆蓋在金屬壓點(diǎn)37之外的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)33與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，芯片鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。圖4A-4C是本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的示意圖。在圖4A中，在晶圓50上面含有金屬互連51,金屬互連51埋置于氧化娃層52中，氧化娃層52米用PECVD制備,還可以米用熱氧化、旋涂玻璃法制備。圖4A也示出了另一個(gè)具有金屬互連54和氧化硅層55的芯片53。如圖4B所示，之后在晶圓50的氧化硅層52上面和芯片53的氧化硅層55上面分別刻出通孔，使得通孔垂直方向上分別正對著金屬互連51和金屬互連54，在通孔里面填充金屬。在晶圓50和芯片53表面形成氧化娃層58,在氧化娃層58上面正對著金屬互連51和金屬互連54的地方形成通孔，之后在晶圓50的氧化硅層58的通孔上面填充半導(dǎo)體鍺形成半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)56，在芯片53的氧化硅層58的通孔里填充金屬鋁形成金屬鋁壓點(diǎn)57。對氧化硅層58進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光處理，再對其進(jìn)行表面處理，處理方法與第一個(gè)實(shí)施例相同，在此不作贅述。圖4C所示是晶圓50和芯片53的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)56和芯片53的金屬鋁壓點(diǎn)57相互接觸并且鍵合，晶圓50和芯片53的氧化硅層相互鍵合形成化學(xué)鍵59。經(jīng)過低溫退火處理，晶圓50和芯片53之間形成無縫鍵合，增加了鍵合的強(qiáng)度，形成可靠的機(jī)械和電性連接。圖4D示出了 2個(gè)芯片53同時(shí)鍵合到晶圓50上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，鍵合的芯片可以是一個(gè)、也可以是二個(gè)，還可以是實(shí)際所需的很多個(gè)。芯片和晶圓里面含有多個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的晶體管電路，還可以是多個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的PN結(jié)矩陣器件。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)56和金屬鋁壓點(diǎn)57相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵?？拷饘黉X壓點(diǎn)57和半導(dǎo)體鍺壓·點(diǎn)56的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)56尺寸大于金屬鋁壓點(diǎn)57的尺寸，芯片53和晶圓50鍵合后使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)56完全覆蓋了金屬鋁壓點(diǎn)57，并且覆蓋在金屬鋁壓點(diǎn)57之外的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)56與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。圖5A-5C是本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的示意圖。為了得到更加可靠的機(jī)械和電性連接，可以增加金屬壓點(diǎn)或半導(dǎo)體壓點(diǎn)的高度，還可以使得壓點(diǎn)附近的非金屬區(qū)的高度減少，在本實(shí)施例中，我們制備了厚度為2000nm的金屬壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，金屬壓點(diǎn)和半導(dǎo)體壓點(diǎn)的厚度還可以是200nm、500nm、1000nm、1500nm，并不限于上述實(shí)施例。如圖5A-5B所示，晶圓具有襯底85，襯底85可以是具有多層器件或電路結(jié)構(gòu)，在襯底85上面具有一層84,層82和區(qū)域83形成于層84之上，區(qū)域83可以是低K電介質(zhì)材料，形成工藝是標(biāo)準(zhǔn)的光刻、刻蝕和沉積等工藝，低K電介質(zhì)的制備工藝流程是一個(gè)常規(guī)的工藝流程，在此不作贅述。區(qū)域83占據(jù)層84上面很大一塊區(qū)域，而層82也可以是低K電介質(zhì)材料，與區(qū)域83 —起形成一層低K電介質(zhì)材料83。之后在區(qū)域83和層82上面形成一層用來鍵合的電介質(zhì)層81,在電介質(zhì)層81上面形成金屬鎳壓點(diǎn)80。在圖5C中，上面的晶圓包括襯底91和層90，襯底91可以有很多層結(jié)構(gòu)，以及在層88中的低K材料區(qū)域89，電介質(zhì)層87形成于89上，上面的晶圓與下面的晶圓結(jié)構(gòu)類似，區(qū)別在于電介質(zhì)層87上面形成半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86。圖5C是兩個(gè)晶圓的鍵合，金屬鎳壓點(diǎn)80和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86接觸并開始鍵合。當(dāng)晶圓鍵合后，金屬鎳壓點(diǎn)和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)周圍的電介質(zhì)層87和81也開始鍵合并形成強(qiáng)烈的化學(xué)鍵，經(jīng)過退火處理后，兩個(gè)晶圓的鍵合接觸面會(huì)形成無縫鍵合，因此可以減少鍵合后續(xù)處理工作，且使得鍵合的粘附性和鍵合強(qiáng)度增加，形成可靠的機(jī)械和電性連接。圖5C示出了半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86和金屬鎳壓點(diǎn)80相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵?？拷饘冁噳狐c(diǎn)80和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86尺寸大于金屬鎳壓點(diǎn)80的尺寸，晶圓鍵合后使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86完全覆蓋了金屬鎳壓點(diǎn)80，并且覆蓋在金屬鎳壓點(diǎn)80之外的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)86與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。[0071]圖6A-6C是本實(shí)用新型的第五個(gè)實(shí)施例。圖6A所示是晶圓60和61經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光處理后得到一個(gè)全局平坦化的平面，晶圓60和61的表面粗糙度為O. 3nm，在晶圓60和61拋光后的平面上分別形成相對置的凹槽62和63，在凹槽62中形成金屬金壓點(diǎn)64，在凹槽63中形成半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65。在圖6B中，將晶圓60和61拋光后的兩個(gè)表面接觸，在平坦的表面形成化學(xué)鍵。晶圓60和61的鍵合界面沒有空隙，因?yàn)榻饘俳饓狐c(diǎn)64和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65位于凹槽中，還沒有形成可靠的電性連接。在圖6C中，當(dāng)鍵合界面的化學(xué)鍵形成后，鍵合晶圓在旋轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)過低溫熔流退火處理，使得金屬金壓點(diǎn)64和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65在重力、毛細(xì)管力的作用下相互熔流最終形成共熔晶鍵合，使得金和半導(dǎo)體鍺之間形成可靠的機(jī)械和電性連接。圖6C示出了半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65和金屬金壓點(diǎn)64相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵?？拷饘俳饓狐c(diǎn)64和半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65尺寸大于金屬金壓點(diǎn)64的尺寸，晶圓鍵合后使得半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65 完全覆蓋了金屬金壓點(diǎn)64，并且覆蓋在金屬金壓點(diǎn)64之外的半導(dǎo)體鍺壓點(diǎn)65與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。圖7A-7C是本實(shí)用新型的第六個(gè)實(shí)施例，如圖7A所示，與第五個(gè)實(shí)施例類似，其區(qū)別在于其中一個(gè)晶圓71具有超出晶圓表面的金屬金壓點(diǎn)73，另一個(gè)晶圓70具有凹槽74，凹槽的深度大于金屬金壓點(diǎn)73的高度，半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72位于凹槽74中，且金屬金壓點(diǎn)73與凹槽74在垂直方向上對置排列。如圖7B所示，在兩個(gè)晶圓70和71的平面相互接觸形成化學(xué)鍵的時(shí)候，金屬金壓點(diǎn)73和半導(dǎo)體硅72并沒有相互接觸，沒有形成可靠的機(jī)械和電性連接。在圖7C中，經(jīng)過低溫熔流退火處理，金屬金壓點(diǎn)73和半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72相互接觸并形成共熔晶鍵合，使得金和硅之間形成可靠的機(jī)械和電性連接。圖7C示出了半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72和金屬金壓點(diǎn)73相互接觸鍵合，形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵?？拷饘俳饓狐c(diǎn)73和半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72的電介質(zhì)層也相互接觸鍵合并形成了強(qiáng)烈的化學(xué)鍵。半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72尺寸大于金屬金壓點(diǎn)73的尺寸，晶圓鍵合后使得半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72完全覆蓋了金屬金壓點(diǎn)73，并且覆蓋在金屬金壓點(diǎn)73之外的半導(dǎo)體硅壓點(diǎn)72與第一電介質(zhì)層也接觸并鍵合，鍵合界面處形成了無縫鍵合，從而極大的提高了鍵合強(qiáng)度。本實(shí)用新型能夠在晶圓的整個(gè)表面區(qū)域鍵合，即實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)鍵合。本實(shí)用新型并不限于以上所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，還可以實(shí)現(xiàn)多層晶圓鍵合形成高密度的垂直互連集成，更可以進(jìn)行晶圓和芯片之間的鍵合，芯片和芯片直接的鍵合。在低溫下，還可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)晶圓之間的金屬/金屬、半導(dǎo)體/半導(dǎo)體，半導(dǎo)體/氧化物，金屬/氧化物等之間的鍵合。其中，金屬壓點(diǎn)可以是鋁、鎳或其合金，還可以是其他在硅或氧化硅中擴(kuò)散效應(yīng)小的金屬，以避免或減小現(xiàn)有技術(shù)中銅在硅和二氧化硅中擴(kuò)散導(dǎo)致的問題。上述實(shí)施例是用于例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，對上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，應(yīng)如本實(shí)用新型的權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求1.一種晶圓與晶圓鍵合的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。
2.一種晶圓與芯片鍵合的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。
3.—種芯片與芯片鍵合的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，鍵合界面處是無縫鍵合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬壓點(diǎn)的尺寸小于所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的尺寸，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)完全覆蓋所述金屬壓點(diǎn)，且在覆蓋所述金屬壓點(diǎn)之外的半導(dǎo)體壓點(diǎn)與所述第一電介質(zhì)層接觸鍵合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述晶圓或芯片中至少含有一個(gè)PN結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬壓點(diǎn)的上表面與所述第一電介質(zhì)層的表面齊平或低陷于所述第一電介質(zhì)層的表面；所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的上表面與所述第二電介質(zhì)層的表面齊平或低陷于所述第二電介質(zhì)層的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬壓點(diǎn)的上表面突出于所述第一電介質(zhì)層的表面，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)位于所述第二電介質(zhì)層的凹槽中，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的上表面低陷于所述第二電介質(zhì)層的表面；或所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的上表面突出于所述第二電介質(zhì)層的表面，所述金屬壓點(diǎn)位于所述第一電介質(zhì)層的凹槽中，所述金屬壓點(diǎn)的上表面低陷于所述第一電介質(zhì)層的表面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種晶圓與晶圓、晶圓與芯片、芯片與芯片鍵合的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括制備包括多個(gè)金屬壓點(diǎn)的第一襯底和靠近所述金屬壓點(diǎn)的第一電介質(zhì)層，所述金屬壓點(diǎn)和所述第一電介質(zhì)層位于所述第一襯底的上表面；包括多個(gè)半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二襯底和靠近所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)的第二電介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)和所述第二電介質(zhì)層位于所述第二襯底的上表面；所述金屬壓點(diǎn)和所述半導(dǎo)體壓點(diǎn)相互對齊并接觸鍵合，所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層相互對齊并接觸鍵合。
文檔編號(hào)H01L29/06GK202855741SQ20122022863
公開日2013年4月3日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者王志瑋, 毛劍宏, 張鐳, 唐德明 申請人:上海麗恒光微電子科技有限公司