[发明专利]垂直除气通道

说明书

本申请涉及垂直除气通道。将InP外延材料直接接合到绝缘体上硅(SOI)晶片上，所述晶片在接合表面与绝缘体(掩埋氧化物或BOX)层之间具有垂直除气通道(VOC)。接近所述接合表面的H₂O及其它分子迁移到最靠近的VOC且通过与桥接氧离子组合并形成稳定非桥接羟基基团对(Si‑OH)而快速淬灭于掩埋氧化物(BOX)层中。针对各种装置想象出各种通道大小及间距。

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年1月14日、申请号为200980102158.7、发明名称为“垂直除气通道”的发明专利申请案。

相关申请案交叉参考

本申请案请求对2008年1月14日由梁迪(Di Liang)提出申请且标题为“垂直除气通道(VERTICAL OUTGASSING CHANNELS)”的美国申请案第61/020,920号的35U.S.C.§119(e)项下的权益，所述申请案以引用方式并入本文中。

关于由联邦政府发起的研究或开发的声明

本发明是根据美国陆军资助的授予号W911NF-06-1-0496在政府支持下进行的。政府对本发明具有某些权利。

技术领域

本申请涉及垂直除气通道。

背景技术

相关技术的说明

(注意：本申请案参考多篇不同出版文献，其在整篇说明书中由括号内的一个或一个以上参考编号(例如，[参考编号x])指示或以上标形式指示。在下文标题为“参考文献”的章节中可找到根据这些参考编号排序的这些不同出版文献的列表。这些出版文献中的每一者以引用方式并入本文中。)

由于来自直接带隙材料的所需功能性及标准低成本CMOS制造技术的吸引力，低温直接晶片接合有利于相异材料集成，尤其在III-V族化合物半导体到硅的集成中。

发明内容

本申请的一个方面涉及一种晶片接合的装置，其包含：衬底晶片，其具有掩埋氧化物层及接合层，所述接合层具有在垂直除气通道VOC区域内的多个除气通道，每一通道耦合于所述接合层的接合表面与所述掩埋氧化物层之间，其中每一除气通道处于深度方向上并界定闭合腔，其中所述多个除气通道经定尺寸和设置以使得在晶片接合期间生成的气体副产物穿过所述多个除气通道并且扩散进入所述掩埋氧化物层；及第二晶片，其在接合界面处接合到所述接合层的所述接合表面；其中所述接合界面的特征在于具有等于或小于约1500cm^-3的空洞密度。

本申请的另一方面涉及一种用于接合第一晶片与第二晶片的方法，其包含：给所述第一晶片图案化垂直除气通道VOC区域内的多个通道，其中所述多个通道连接所述第一晶片的接合表面与所述第一晶片的掩埋氧化物层，且其中所述多个通道的每一者处于深度方向上并界定闭合腔，且其中所述多个通道在所述VOC区域内被安排为二维布置；将所述第一晶片的所述接合表面与所述第二晶片的顶部表面耦合；通过将经耦合的所述第一晶片和所述第二晶片加热到小于或等于400℃的温度用以一退火时间来形成结合所述第一晶片和所述第二晶片的接合界面，所述退火时间小于或等于约120分钟，其中所述接合界面的特征在于具有小于或等于约1500cm^-3的界面空洞密度。

附图说明

现在参照图式，在所有图式中相同参考编号代表对应部件：

图1图解说明穿过顶部非无定形材料层以将气体副产物扩散引导到下面的无定形层中以实现有效除气的VOC的示意图。

图2图解说明针对垂直通道间距(即，密度)研究的掩模设计。