[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本发明提供一种半导体结构及其形成方法，其中方法包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一器件面和第二器件面，所述第二器件面具有第一曲率；提供承载晶圆，所述承载晶圆包括相对的第一承载面和第二承载面，所述第二承载面具有第二曲率，所述第二曲率与第一曲率不相等；在所述第一承载面和/或所述第一器件面表面形成应力层，以减小所述第一曲率和第二曲率的差值；通过所述第二器件面和第二承载面对所述承载晶圆和器件晶圆进行键合处理。所述方法能够改善所形成半导体结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

晶圆键合是在一定条件下使两片晶圆直接贴合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶圆键合成为一体的技术。晶圆键合质量对所形成半导体器件的性能具有重要影响，如果键合质量差，容易导致晶圆之间产生气泡或缝隙，从而影响所形成半导体结构的性能。特别是在背照式图像传感器的制造过程中，承载晶圆与器件晶圆的键合质量，容易影响所形成图像传感器的成像质量。

背照式图像传感器包括器件晶圆，所述器件晶圆包括正面和背面，所述器件晶圆中具有感光二极管。在背照式图像传感器中，光从器件晶圆的背面入射到感光二极管上，从而将光能转化为电能。为了减小器件晶圆材料对光的散射和折射作用，所述器件晶圆的厚度很小，需要使器件晶圆的正面与承载晶圆键合，从而防止器件晶圆断裂。

然而，现有的半导体结构的形成方法的使得器件晶圆与承载晶圆的键合质量较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够改善键合质量。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一器件面和第二器件面，所述第二器件面具有第一曲率；提供承载晶圆，所述承载晶圆包括相对的第一承载面和第二承载面，所述第二承载面具有第二曲率，所述第二曲率与第一曲率不相等；在所述第一承载面表面形成应力层，所述应力层与承载晶圆之间产生应力，以减小所述第一曲率和第二曲率的差值；对所述承载晶圆和器件晶圆进行键合处理，固定所述第二器件面与所述第二承载面。

可选的，所述第一曲率大于所述第二曲率；第二器件面朝向第一器件面的方向凹陷，所述应力层中具有垂直于所述第二承载面的压应力；或者，第二器件面向背离第一器件面的方向凸出，所述应力层中具有垂直于所述第二承载面的拉应力。

可选的，所述键合处理之后，去除所述应力层。

可选的，所述应力层的材料与所述承载晶圆的材料不相同。

可选的，去除所述应力层的工艺包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

可选的，所述应力层的材料为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、硅或硅锗。

可选的，形成应力层之后，所述应力层的厚度为295埃～305埃，所述第二器件面的曲率半径为24μm～28μm，所述应力层中的应力为300MPa～360MPa。

可选的，当所述应力层中具有拉应力时，形成所述应力层的工艺包括次大气压化学气相沉积工艺或高深宽比沉积工艺；当所述应力层中具有压应力时，形成所述应力层的工艺包括高密度等离子体化学气相沉积工艺。

可选的，所述第二曲率半径与第一曲率半径之差的绝对值小于或等于100。

本发明技术方案还提供一种半导体结构，包括：器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一器件面和第二器件面；承载晶圆，所述承载晶圆包括相对的第一承载面和第二承载面，所述第二承载面与第二器件面贴合；位于第一器件面或第一承载面表面的应力层，所述应力层中具有应力。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：