[实用新型]半导体装置

说明书

技术领域

本实用新型关于半导体装置。

背景技术

用于形成电气连接的现有方法，举例来说，在集成电路之中所使用的方法，皆有缺点。举例来说，焊接虽然普遍；但是，焊料却有相对低的熔点，其会对后续的处理步骤以及最终的产物造成温度限制。另外，焊料原子还有沿着铜接点迁移的倾向，从而会在被焊接的接点老化时改变它们的电气特性以及机械特性。直接金属至金属接合(举例来说，铜至铜(Cu-Cu)接合等)虽然不需要用到焊料；但是，经过证实，因为高温、高压、以及冗长的停留时间(dwell time)的关系而使得组装制程变得复杂、增加组装制程的成本、并且增加组装制程的延迟时间，所以，无法以节省成本的制程来大规模生产这些接合。

实用新型内容

本实用新型的各项观点提供一种用于在电子装置中实施金属至金属接合的半导体装置。举例来说，而且没有任何限制意义，本实用新型的各项观点提供一种运用被配置成用以增强金属至金属接合的半导体装置。

一种半导体装置，其包括：第一基板，其包括含有金属的第一金属接点结构，所述第一金属接点结构包括凸形末端；第二基板，其包括含有所述金属的第二金属接点结构，所述第二金属接点结构包括凹形末端；以及金属至金属接合，其在接合区域处的所述凸形末端和所述凹形末端之间，所述接合区域在所述凹形末端的纵轴附近为不对称。进一步地，所述半导体装置包括间隙，所述间隙在所述凸形末端和所述凹形末端的至少一者的周围边缘处的所述凸形末端和所述凹形末端之间。进一步地，所述接合区域朝所述凹形末端的第一侧偏移。进一步地，所述接合区域朝所述凹形末端的所述第一侧偏移所述第一金属接点结构的宽度的至少5％。进一步地，在所述凹形末端的第一侧的所述接合区域比在所述凹形末端的第二侧大。进一步地，在所述凹形末端的所述第一侧的所述接合区域比在所述凹形末端的所述第二侧大至少5％。进一步地，所述第一金属接点结构和所述第二金属接点结构的至少一者包括铜柱。进一步地，所述第一金属接点结构包括第一铜；所述第二金属接点结构包括第二铜；以及所述金属至金属接合是直接铜至铜接合。进一步地，所述第一金属接点结构包括第一铜；所述第二金属接点结构包括第二铜；以及所述金属至金属接合包括在所述第一铜和所述第二铜之间的至少一中间金属。进一步地，所述第一基板和所述第二基板中的至少一者包括半导体晶粒。

一种半导体装置，其包括：第一基板，其包括含有金属的第一金属接点结构，所述第一金属接点结构包括凸形末端；第二基板，其包括含有所述金属的第二金属接点结构，所述第二金属接点结构包括凹形末端；金属至金属接合，其在所述凸形末端和所述凹形末端之间；以及间隙，其在所述凸形末端和所述凹形末端的至少一者的周围边缘处的所述凸形末端和所述凹形末端之间。进一步地，在所述周围边缘的第一部分的所述间隙比在所述周围边缘的第二部分大。进一步地，所述第一金属接点结构和所述第二金属接点结构中的第一者从所述第一金属接点结构和所述第二金属接点结构中的第二者突出。进一步地，所述间隙完全地在所述周围边缘附近延伸。进一步地，所述间隙是在所述凸形末端和所述凹形末端之间的最大间隙。

附图说明

图1所示的是根据本实用新型各项观点的范例金属至金属接合以及接合方法。

图2所示的是根据本实用新型各项观点的范例互锁金属至金属接合以及接合方法。

图3所示的是根据本实用新型各项观点的范例互锁结构以及接合方法的透视图。

图4所示的是根据本实用新型各项观点的范例互锁结构以及接合方法的剖视图。

图5所示的是根据本实用新型各项观点的范例互锁结构以及接合方法的剖视图。

图6所示的是根据本实用新型各项观点的范例互锁结构以及接合方法的透视图。

图7所示的是根据本实用新型各项观点的范例互锁结构以及接合方法的透视图。

图8A至8E所示的是根据本实用新型各项观点形成一互连结构的方法的各个阶段的透视图。

图9A至9C所示的是根据本实用新型各项观点形成一互连结构的方法的各个阶段的透视图。

具体实施方式

下面的讨论通过提供本实用新型范例以提出本实用新型的各项观点。这些范例为非限制性，且因此，本实用新型各项观点的范畴不应该受限于本文所提供范例的任何特殊特征。在下面的讨论中，「举例来说」、「示范性」等词组为非限制性并且大体上和「举例来说，但是没有限制意义」同义。