[发明专利]利用金属/金属结合制造复合结构的方法

权利要求书

1.一种用于制造复合结构的方法，所述方法包括：将至少一个第一晶片(20)与第二晶片(30)直接结合，所述方法包括发起结合波的传播的步骤，其中在所述结合波传播之后，所述第一晶片(20)和所述第二晶片(30)之间的结合界面具有小于或等于0.7J/m²的结合能量，

其特征在于，发起结合波的传播的所述步骤在如下条件中的一个或多个条件下进行：

-将所述晶片放置在压力小于20毫巴的环境中；

-向这两个晶片中的一个晶片施加0.1MPa至33.3MPa之间的机械压力；

并且，在发起结合波的传播的所述步骤之后，所述方法进一步包括：

-确定在这两个晶片的结合过程中引起的应力水平的步骤，所述应力水平是基于使用如下公式计算的应力参数Ct确定的：

Ct＝Rc/Ep

其中：

Rc对应于两个晶片的组件的曲率半径，单位为km；以及

Ep对应于两个晶片的组件的厚度，单位为μm；以及

-当所确定的应力水平Ct大于或等于0.07时确认结合有效的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行发起结合波的传播的所述步骤的过程中，这两个晶片中的至少一个晶片被平整地保持在支撑件上，该支撑件具有小于或等于2μm的平面度偏差。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个晶片的结合面上都包括选自至少如下材料的材料：钨、铝、钽、铁、钼、铬、钌、镍、铂、氮化硅和硅。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，这两个晶片(20，30)中的至少一个晶片(20)由硅基板(21)构成，该硅基板(21)覆盖有由选自至少如下材料的材料构成的材料层：钨、铝、钽、铁、钼、铬、钌、镍、铂、氮化硅和硅，并且所述材料层形成所述晶片(20)的结合面(20a)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在确认应力水平有效的情况下，该方法进一步包括至少一个处理两个晶片的组件的步骤，该步骤是选自至少如下步骤的步骤：

-在小于或等于500℃的温度下对所述组件进行热处理；

-对这两个晶片中的一个晶片进行化学或化学机械薄化。

6.一种复合结构，所述复合结构包括结合至第二晶片(30)的至少一个第一晶片(20)，每个晶片的结合面上都包括金属材料，其中所述第一晶片和所述第二晶片之间的所述结合界面具有小于或等于0.7J/m²的结合能量，

其特征在于，在这两个晶片结合之后，所述结构具有大于或等于0.07的应力参数Ct，所述应力参数Ct是使用如下公式计算的：

Ct＝Rc/Ep

其中：

Rc对应于这两个晶片的组件的曲率半径，单位为km；

Ep对应于这两个晶片的组件的厚度，单位为μm。

7.根据权利要求6所述的结构，其特征在于，每个晶片的结合面上都包括选自至少如下材料的金属材料：钨、铝、钽、铁、钼、铬、钌、镍、铂、氮化硅和硅。

8.根据权利要求7所述的结构，其特征在于，这两个晶片(20，30)中的至少一个晶片(20)由硅基板(21)构成，所述硅基板(21)覆盖有由选自至少如下材料的材料构成的材料层：钨、铝、钽、铁、钼、铬、钌、镍、铂、氮化硅和硅，并且所述材料层形成所述晶片(20)的结合面(20a)。