[发明专利]一种利用金属材料扩散互溶实现硅-硅键合的方法

权利要求书

1.一种利用金属材料扩散互溶实现硅-硅键合的方法，包括如下步骤：

步骤1：取一第一硅片；

步骤2：采用电子束蒸发或磁控溅射的方法，在第一硅片上制备第一薄膜金属层；

步骤3：取一第二硅片；

步骤4：

将第一硅片制备有第一薄膜金属层的一面与第二硅片进行热压键合，在温度和压力的作用下通过硅-硅界面的金属扩散互溶形成金属硅化物作为键合层，将第一和第二硅片键合在一起；通过键合时腔室的气氛或真空度控制实现硅-硅的预定气氛封装或真空封装。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第一薄膜金属层采用能够与硅形成金属硅化物的材料，可以是单层金属、多层金属以及多元金属固溶体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，单层金属或多层金属选自W、Ni、Al、Ti、Co中的一种或几种的组合；所述多元金属选自TiW、TiNi、NiW、TiNiW中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一薄膜金属层的厚度为10nm～1000nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的热压键合的温度为200-800℃，所施加的压力为100-10000N。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中，步骤3还包括：

采用电子束蒸发或磁控溅射的方法，在第二硅片上制备第二薄膜金属层；且

步骤4中将第一硅片制备有第一薄膜金属层的一面与第二硅片制备有第二薄膜金属层的一面进行热压键合。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二薄膜金属层采用能够与硅形成金属硅化物的材料，可以是单层金属、多层金属以及多元金属固溶体；单层金属或多层金属选自W、Ni、Al、Ti、Co中的一种或几种的组合；所述多元金属选自TiW、TiNi、NiW、TiNiW中的一种或几种的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1和3中均采用无机清洗、有机清洗及稀释的氢氟酸漂洗工艺将第一硅片和第二硅片清洗干净。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的第一硅片和第二硅片，为制备有腔体结构的硅基底，或者制备有器件结构后的硅基底。