[发明专利]铝锗共晶键合的方法

说明书

一种铝锗共晶键合的方法，包括：提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆具有第一中央区域和第一边缘区域，所述第二晶圆具有第二中央区域和第二边缘区域；在所述第一晶圆的第一边缘区域上形成铝键合层；在所述铝键合层中形成贯穿铝键合层厚度的第一环状凹槽和环绕第一环状凹槽的第二环状凹槽，所述第一环状凹槽和第二环状凹槽之间的铝键合层为中心铝键合层；在所述第二晶圆的第二边缘区域上形成锗键合层，且所述锗键合层的键合表面面积小于等于所述中心铝键合层的键合表面面积；将所述锗键合层的表面与所述中心铝键合层的表面进行键合。所述方法能够控制键合后形成的共晶合金的厚度。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种铝锗共晶键合的方法。

背景技术

圆片级键合技术是将两片晶圆互相结合，并使得表面原子相互反应，让表面间的键合能达到一定的强度，从而使两片圆片结合在一体。圆片级键合有多种方法，如熔融键合、热压键合、低温真空键合、阳极键合及共晶键合等。其中，共晶键合以其键合温度低、键合强度高的特点在圆片级键合领域得到了广泛的应用。

共晶键合是利用共晶材料熔融温度较低的特点、将其作为中间介质层，在较低的温度下，通过加热使共晶材料熔融并在加压下实现键合，该技术能够有效降低键合面对平整度和清洁度的要求，有利于生产效率的提高。

通常在待键合的两圆片表面的键合区域分别制作铝键合层和锗键合层，该两种材料在其后的工艺过程中形成共晶合金，利用该共晶合晶作为中间层将将两圆片连接起来。

然而，现有技术中的铝锗共晶键合的方法不能控制键合后形成的共晶合金的厚度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种铝锗共晶键合的方法，能够控制键合后形成的共晶合金的厚度。

为解决上述问题，本发明提供一种铝锗共晶键合的方法，包括：提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆具有第一中央区域和第一边缘区域，所述第二晶圆具有第二中央区域和第二边缘区域；在所述第一晶圆的第一边缘区域上形成铝键合层；在所述铝键合层中形成贯穿铝键合层厚度的第一环状凹槽和环绕第一环状凹槽的第二环状凹槽，所述第一环状凹槽和第二环状凹槽之间的铝键合层为中心铝键合层；在所述第二晶圆的第二边缘区域上形成锗键合层，且所述锗键合层的键合表面面积小于等于所述中心铝键合层的键合表面面积；将所述锗键合层的表面与所述中心铝键合层的表面进行键合。

可选的，所述第一环状凹槽的横截面面积与所述中心铝键合层的键合表面面积的比值为1:10～1:15；所述第二环状凹槽的横截面面积与所述中心铝键合层的键合表面面积的比值为1:10～1:15。

可选的，所述锗键合层的键合表面的面积与所述中心铝键合层的键合表面的面积的比值为0.6～1。

可选的，还包括，在所述第一晶圆和所述铝键合层之间形成阻挡层。

可选的，所述阻挡层的材料为氮化钛。

可选的，对所述锗键合层和所述铝键合层的接触面加热加压进行键合。

可选的，所述锗键合层和所述铝键合层进行键合时，施加的温度为425摄氏度～432摄氏度，施加的压强为0.95E6帕～1.15E6帕。

可选的，所述锗键合层的厚度为0.65μm～0.8μm。

可选的，所述铝键合层的厚度为0.9μm～1.5μm。