本領域涉及一種為直接結合制備的元件，該元件包括具有受控膨脹的導電特征。

背景技術：

1、半導體元件(諸如集成器件管芯或芯片)可以被安裝或堆疊在其他元件上。例如，半導體元件可以被安裝至載體(諸如封裝襯底、中介層、重組晶片或元件等)。作為另一示例，半導體元件可以被堆疊在另一半導體元件的頂部，例如第一集成器件管芯可以被堆疊在第二集成器件管芯上。半導體元件中的每個半導體元件都可以具有用于將半導體元件彼此機械結合和電結合的導電焊盤。持續(xù)需要用于形成導電焊盤以進行可靠結合的改進方法。

技術實現(xiàn)思路

技術特征：

1.一種結合結構，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的結合結構，其中所述第一非導電區(qū)域具有至少部分地延伸通過所述第一非導電區(qū)域的厚度的腔體，并且所述第一導電特征被形成在所述腔體中，所述第一導電特征包括中心部分和邊緣部分，所述邊緣部分被設置在所述腔體的側壁與所述中心部分之間。

3.根據(jù)權利要求2所述的結合結構，其中所述中心部分具有第一熱膨脹系數(shù)，所述邊緣部分具有與所述第一熱膨脹系數(shù)不同的第二熱膨脹系數(shù)。

4.根據(jù)權利要求3所述的結合結構，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括具有不同晶體取向的相同材料。

5.根據(jù)權利要求3所述的結合結構，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括不同的材料。

6.根據(jù)權利要求2所述的結合結構，其中所述邊緣區(qū)域包括所述第一導電特征的所述邊緣部分的材料的細絲。

7.根據(jù)權利要求2所述的結合結構，其中所述中心部分被部分地設置在所述第一導電特征的所述邊緣部分與所述第二導電特征的所述邊緣部分之間。

8.根據(jù)權利要求2所述的結合結構，其中所述第二非導電區(qū)域具有至少部分地延伸通過所述第二非導電區(qū)域的厚度的第二腔體，并且所述第二導電特征被形成在所述第二腔體中，所述第二導電特征包括第二中心部分和第二邊緣部分，所述第二邊緣部分被設置在所述第二腔體的第二側壁與所述第二中心部分之間。

9.根據(jù)權利要求1所述的結合結構，其中所述中心區(qū)域處或附近的所述空隙具有的平均空隙尺寸大于所述邊緣區(qū)域處或附近的所述空隙的平均空隙尺寸。

10.一種具有結合表面的元件，包括：

11.根據(jù)權利要求10所述的元件，其中所述接觸表面具有為直接結合制備的表面結構。

12.根據(jù)權利要求10所述的元件，其中所述第一熱膨脹系數(shù)大于所述第二熱膨脹系數(shù)。

13.根據(jù)權利要求12所述的元件，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括具有不同晶體取向的相同材料。

14.根據(jù)權利要求12所述的元件，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括不同的材料。

15.根據(jù)權利要求10所述的元件，其中所述第二深度大于所述第一深度。

16.根據(jù)權利要求10所述的元件，還包括被設置在所述邊緣部分與所述腔體的所述側壁之間的阻擋層，所述阻擋層被配置為防止或減少所述導電特征擴散到所述非導電區(qū)域中。

17.一種具有結合表面的元件，所述元件包括：

18.根據(jù)權利要求17所述的元件，其中所述接觸表面具有為直接結合制備的表面結構。

19.根據(jù)權利要求17所述的元件，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括具有不同晶體取向的相同材料。

20.根據(jù)權利要求17所述的元件，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括不同的材料。

21.根據(jù)權利要求17所述的元件，其中所述第二深度大于所述第一深度。

22.根據(jù)權利要求17所述的元件，還包括被設置在所述邊緣部分與所述腔體的所述側壁之間的阻擋層。

23.一種在元件的非導電區(qū)域中的腔體中形成導電特征的方法，所述腔體從所述非導電區(qū)域的接觸表面至少部分地延伸通過所述非導電區(qū)域的厚度，所述方法包括：

24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述第一導電材料相對于所述非導電區(qū)域的所述接觸表面凹陷第一深度，并且所述第二導電材料相對于所述非導電區(qū)域的所述接觸表面凹陷與所述第一深度不同的第二深度。

25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述第二導電材料被定位在所述第一導電材料與所述腔體的側壁之間。

26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中所述第一導電材料包括銅或鈷合金。

27.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中所述第二深度大于所述第一深度。

28.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述第一材料具有第一熱膨脹系數(shù)，并且所述第二材料具有第二熱膨脹系數(shù)，所述第一熱膨脹系數(shù)大于所述第二熱膨脹系數(shù)。

29.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中使所述第一導電材料和所述第二導電材料相對于所述非導電區(qū)域的所述接觸表面凹陷包括拋光所述非導電區(qū)域和所述導電特征。

30.根據(jù)權利要求23所述的方法，還包括在所述腔體的內表面上提供阻擋層。

31.一種形成結合結構的方法，所述方法包括：

32.根據(jù)權利要求31所述的方法，其中直接結合所述第一元件和所述第二元件的所述結合表面包括將所述第二元件的非導電區(qū)域直接結合至所述第一元件的所述非導電區(qū)域而無需介入粘合劑，并且將所述第二元件的導電特征直接結合至所述第一元件的所述導電特征而無需介入粘合劑。

33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中將所述第二元件的所述導電特征直接結合至所述第一元件的所述導電特征包括對所述導電特征進行退火。

34.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中所述第一熱膨脹系數(shù)大于所述第二熱膨脹系數(shù)。

35.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括具有不同晶體取向的相同材料。

36.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中所述中心部分和所述邊緣部分包括不同的材料。

37.根據(jù)權利要求31所述的方法，其中所述第二深度大于所述第一深度。

38.根據(jù)權利要求31所述的方法，其中所述第二元件的導電特征包括中心部分和邊緣部分，所述第二元件的所述中心部分具有第三熱膨脹系數(shù)，所述第二元件的所述邊緣部分具有第四熱膨脹系數(shù)。

39.根據(jù)權利要求38所述的方法，其中所述第三熱膨脹系數(shù)大于所述第四熱膨脹系數(shù)。

技術總結
公開了一種元件、包括元件的一種結合結構以及形成元件和結合結構的方法。元件可以包括具有腔體的非導電區(qū)域。元件可以包括形成在腔體中的導電特征。導電特征包括分別具有第一熱膨脹系數(shù)和第二熱膨脹系數(shù)的中心部分和邊緣部分。中心部分和邊緣部分分別相對于非導電區(qū)域的接觸表面凹陷第一深度和第二深度。第一熱膨脹系數(shù)可以比第二熱膨脹系數(shù)大至少5％。結合結構可以包括元件以及具有第二非導電區(qū)域和第二導電特征的第二元件。在第一導電特征與第二導電特征之間的導電界面具有中心區(qū)域和邊緣區(qū)域。在結合結構的側橫截面中，在邊緣區(qū)域處或附近的空隙比在中心區(qū)域處或附近的空隙多。

技術研發(fā)人員：C·E·尤佐,O·趙,B·李,L·W·米卡里米,D·蘇維托
受保護的技術使用者：美商艾德亞半導體接合科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10