[发明专利]晶片的永久粘合方法

权利要求书

1.第一衬底(1)的第一接触面(3)与第二衬底(2)的第二接触面(4)的粘合方法，所述方法具有下列步骤，尤其是下列过程：

- 在第一衬底(1)和/或第二衬底(2)上的至少一个储库形成层(6, 6’)中形成至少一个储库(5, 5’)，其中所述储库(5, 5’)尤其至少主要由非晶材料构成，

- 用第一原料物或第一组原料物至少部分填充储库(5, 5’)，

- 在储库(5)和/或储库(5’)上形成或施加含有第二原料物或第二组原料物的反应层(17)，

- 使第一接触面(3)与第二接触面(4)接触以形成预-粘合-连接，

- 在第一和第二接触面(3, 4)之间形成永久粘合，其通过第一原料物或第一组原料物与第二原料物或第二组原料物的反应至少部分增强。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过使第一原料物扩散到反应层(17)中形成和/或增强永久粘合。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在室温至200℃的温度下，尤其经最多12天，优选最多1天，还更优选最多1小时，最优选最多15分钟形成所述永久粘合。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述不可逆粘合具有大于1.5 J/m²，尤其大于2 J/m²，优选大于2.5 J/m²的粘合强度。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在所述反应中，在反应层(17)中形成具有比第二原料物的摩尔体积更大摩尔体积的反应产物(10)。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中通过等离子体活化形成储库(5)。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述储库形成层(6, 6’)基本上完全由非晶材料，尤其是通过热氧化制成的二氧化硅构成，且反应层(17)由可氧化材料，尤其主要，优选基本上完全由Si、Ge、InP、GaP或GaN构成。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一衬底(1)具有反应层(7)和/或所述第二衬底(2)具有反应层(7')，其至少主要由第二原料物或第二组原料物构成，与储库形成层(6, 6’)相邻。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在形成永久粘合之前，储库形成层(6, 6')具有1埃至10 nm的平均厚度A。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述储库形成层(6, 6’)和/或反应层(17)充当生长层(8)。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中通过一个或多个下述步骤填充储库(5, 5’)：

- 使第一(3)和/或第二接触面(4)暴露在尤其具有高的氧-和/或水含量的气氛中，

- 用特别是主要由，优选几乎完全由，特别是去离子的，H₂O和/或H₂O₂组成的流体加载第一(3)和/或第二接触面(4)，

- 用N₂-气和/或O₂-气和/或Ar-气和/或组合气，特别是由95% Ar和5% H₂组成的组合气，特别是以0-200 eV范围的离子能量加载第一(3)和/或第二接触面(4)。

12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在临形成永久粘合之前储库(5, 5’)与反应层(7, 7’)之间的平均间距(B, B’)为0.1 nm至15 nm，尤其是0.5 nm至5 nm，优选0.5 nm至3 nm。

13.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述不可逆粘合具有的粘合强度为预粘合强度的2倍，优选4倍，更优选10倍，最优选25倍。