[发明专利]封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种封装方法。

背景技术

在半导体制备工艺中，共晶键合工艺是一种常用的封装技术，如在微机电系统（Micro-Electro-Mechanical-Systems，简称MEMS）制备过程中，多采用共晶键合实现两块晶圆连接。

参考图1所示，共晶键合基本工艺包括：在两片晶圆10和11的表面的既定区域内采用物理气相沉积工艺（Physical Vapor Deposition，PVD）形成两层共晶金属层12和13，如铝金属层-锗金属层、铝金属层-锡金属层、铜金属层-锡金属层等；之后，将金属层12和13相对贴合，挤压两块晶圆10和11，同时通过加热板等工艺向两块晶圆加热至共晶温度，金属层12和13熔解融合，以实现两块晶圆固定连接。

如上所述，在共晶温度下，金属层12和13熔化为液体，实现融合。但在实际操作过程中，在金属层12和13熔化的同时，向所述晶圆10和11施加压力，因而参考图2所示，在金属层12和13结合的界面会有大量的熔融态金属被挤出，过量被挤出的熔融态金属层会造成在晶圆10和11的结合界面出现空洞，造成晶圆10和11的结合界面平整度差等缺陷，降低共晶键合工艺后的键合密封性，影响晶圆10和11的结合强度；此外，过量流出的共晶金属流入晶圆其他区域，会损伤晶圆其他区域内的元器件，如流出的共晶金属会致使原先电隔绝的两条金属线互连，从而在使用过程中，致使半导体器件短路，降低半导体器件的性能。挤出材料和附近的金属连线会造成短路或缺陷问题，以及影响键合对空腔的封闭良率。

为此，在共晶键合工艺中，如何降低基于两块晶圆间的熔融态共晶金属的过度流失是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种封装方法，以降低两块晶圆之间流失的共晶金属的量，进而提高两块晶圆的连接强度，并避免基于共晶金属流失造成的晶圆上其他区域的元器件损伤。

为解决上述问题，本发明提供一种封装方法，包括：

提供第一晶圆和第二晶圆；

刻蚀所述第一晶圆，在所述第一晶圆内形成第一凹槽；

在所述第一晶圆表面形成第一金属层；

所述第一金属层的表面形成第二凹槽；

在所述第二晶圆内形成第二金属层；

将所述第二晶圆的第一金属层和第二晶圆的第二金属层键合。

可选地，所述第一金属层填充至少部分深度的所述第一凹槽。

可选地，所述第一金属层填充满所述第一凹槽；

在所述第一金属层内形成第二凹槽的步骤包括：

刻蚀所述第一凹槽内的部分厚度的所述第一金属层，在所述第一凹槽内的第一金属层中形成第二凹槽，使所述第二凹槽内的第一金属层表面高度小于所述第一晶圆的表面高度。

可选地，所述第一金属层填充满所述第一凹槽；在所述第一晶圆内，形成多条所述第一凹槽；

在所述第一金属层内形成第二凹槽的步骤包括：

去除所述第一晶圆表面部分厚度的所述第一金属层，使所述第一凹槽内的第一金属层的表面高度大于第一晶圆表面至少部分第一金属层的表面高度，在所述第一金属层内，在相邻两条第一凹槽之间形成所述第二凹槽。

可选地，刻蚀去除所述第一晶圆表面部分所述第一金属层，至露出部分所述第一晶圆表面。

可选地，在所述第一金属层表面，所述第二凹槽所占的面积比例为2/5至3/5。

可选地，所述第二凹槽的深度为

可选地，所述第一凹槽的开口宽度为10～30μm。

可选地，还包括：在形成所述第一金属层之前，在所述第一晶圆表面，以及所述第一凹槽的底部和侧壁形成阻挡层。

可选地，在所述第一晶圆内，形成多条所述第一凹槽。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：