[发明专利]低温晶圆键合的方法及通过该方法形成的结构

权利要求书

1.一种低温晶圆键合的方法，其特征在于，包括下列步骤：

制备包括多个金属压点的第一衬底和靠近所述金属压点的第一电介质层，所述金属压点和所述第一电介质层位于所述第一衬底的上表面；

制备包括多个半导体压点的第二衬底和靠近所述半导体压点的第二电介质层，所述半导体压点和所述第二电介质层位于所述第二衬底的上表面；

直接接触，所述多个金属压点中的至少一个金属压点和所述多个半导体压点中的至少一个半导体压点直接接触，所述第一电介质层与所述第二电介质层直接接触；以及

在第一衬底和第二衬底的压力作用下，键合所述金属压点和所述半导体压点，键合所述第一电介质层和所述第二电介质层。

2.一种低温晶圆和芯片键合的方法，其特征在于，包括下列步骤：

制备包括多个金属压点的第一衬底和靠近所述金属压点的第一电介质层，所述金属压点和所述第一电介质层位于所述第一衬底的上表面；

制备包括多个半导体压点的第二衬底和靠近所述半导体压点的第二电介质层，所述半导体压点和所述第二电介质层位于所述第二衬底的上表面；

直接接触，所述多个金属压点中的至少一个金属压点和所述多个半导体压点中的至少一个半导体压点直接接触，所述第一电介质层与所述第二电介质层直接接触；以及

在第一衬底和第二衬底的压力作用下，键合所述金属压点和所述半导体压点，键合所述第一电介质层和所述第二电介质层。

3.一种低温芯片键合的方法，其特征在于，包括下列步骤：

制备包括多个金属压点的第一衬底和靠近所述金属压点的第一电介质层，所述金属压点和所述第一电介质层位于所述第一衬底的上表面；

制备包括多个半导体压点的第二衬底和靠近所述半导体压点的第二电介质层，所述半导体压点和所述第二电介质层位于所述第二衬底的上表面；

直接接触，所述多个金属压点中的至少一个金属压点和所述多个半导体压点中的至少一个半导体压点直接接触，所述第一电介质层与所述第二电介质层直接接触；以及

在第一衬底和第二衬底的压力作用下，键合所述金属压点和所述半导体压点，键合所述第一电介质层和所述第二电介质层。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述直接接触步骤包括：

将所述第一衬底和所述第二衬底保持相对平行，将所述第一衬底和所述第二衬底光学对位，将所述多个金属压点与所述多个半导体压点对位；

在真空环境下使得所述第一电介质层与所述第二电介质层直接接触。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述键合所述金属压点和所述半导体压点步骤包括：

在第一衬底和第二衬底的压力作用下，同时将所述第一衬底和所述第二衬底加热到100℃-450℃，使得所述金属压点热膨胀突起，键合所述金属压点和所述半导体压点，同时键合所述第一电介质层和所述第二电介质层。

6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述金属压点的尺寸小于所述半导体压点的尺寸，所述金属压点和所述半导体压点直接接触后，所述半导体压点完全覆盖所述金属压点，且在覆盖所述金属压点之外的半导体压点与所述第一电介质层直接接触，并与所述第一电介质层键合。

7.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述金属压点是铝、金、镍或其合金中的一种。

8.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述半导体压点是锗、硅或锗硅合金中的一种。

9.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，对所述第一电介质层和所述第二电介质层的键合区域进行化学机械抛光，使得所述键合区域的表面粗糙度小于3.0nm。

10.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，形成厚度小于2000nm的所述金属压点和所述半导体压点。

11.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述金属压点的上表面与所述第一电介质层的表面齐平或低陷于所述第一电介质层的表面；所述半导体压点的上表面与所述第二电介质层的表面齐平或低陷于所述第二电介质层的表面。