[发明专利]用于永久接合晶片的方法

说明书

本发明涉及用于永久接合晶片的方法。具体地，本发明涉及将第一基板(1)的第一接触表面(3)接合至第二基板(2)的第二接触表面(4)的方法，该方法具有以下步骤：‑在所述第一接触表面(3)的表面层(6)中形成贮液槽(5)，其中孔分布随厚度增加而减小趋于零，‑用第一起始物或第一组起始物至少部分填充该贮液槽(5)，‑使第一接触表面(3)与第二接触表面(4)接触以形成预接合连接。

本专利申请是申请号为201180065964.9，申请日为2011年1月25日，同题的母案申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1所述的用于将第一基板的第一接触表面接合至第二基板的第二接触表面的方法。

背景技术

基板的永久或不可逆的接合的目的在于，在基板的两个接触面之间产生尽可能强的以及特别是不可逆的连接，即强接合力。为此在现有技术中存在各种措施和制造方法。

公知的制造方法以及沿用至今的措施常常导致不能再现或再现性差的以及特别是几乎不能应用到改变的条件的结果。特别是目前使用的制造方法常常使用高温，特别是400℃的高温，以保证可重复的结果。

如高能耗和可能毁坏基板上现有的结构的技术问题是由于迄今对于高接合力所需要的高温部分地远高于300℃导致的。

其它的要求在于：

- 前端线兼容性。

其定义为在制造电有源部件期间的工艺过程兼容性。因此必须这样设计接合过程：使得已经存在于结构晶片上的有源构件诸如晶体管在该过程期间既不受不利影响也不被损坏。兼容性标准主要包括某些化学元素的纯度(主要是在CMOS结构中)、机械可承载性，特别是通过热应力引起的机械可承载性。

- 低污染

- 不施加力。

接合力减小导致结构晶片的更谨慎处理且由此导致由于直接机械负载引起的破坏概率减小。

发明内容

因此，本发明的目的是设计出一种用于谨慎地生产具有尽可能高接合力的永久接合的方法。

此目的是利用权利要求1的特征而获得。从属权利要求中给出了本发明的有利发展。说明书、权利要求书和/或附图中给出的至少两个特征的全部组合也落入本发明的框架内。在给定数值范围内，指定极限内的数值也将作为边界值公开且将可以以任何组合要求保护。

根据本发明的第一方面，将第一基板(1)的第一接触表面(3)接合至第二基板(2)的第二接触表面(4)的方法，该方法具有以下步骤，尤其具有以下顺序：

- 在第一接触表面(3)的表面层(6)中形成贮液槽(5)，

- 用第一起始物或第一组起始物至少部分填充该贮液槽(5)，

- 使第一接触表面(3)与第二接触表面(4)接触以形成预接合连接，

- 在所述第一和第二接触表面(3、4)之间形成永久接合，通过使第一起始物与第二基板(2)的反应层(7)中含有的第二起始物反应来至少部分强化该永久接合。

2. 如第一方面的方法，其中该永久接合的形成和/或强化通过将第一起始物扩散至反应层(7)中进行。

3. 如前述任一方面的方法，其中该永久接合的形成发生在介于室温与200℃之间的温度下，尤其在最多12天、优选最多1天、更优选最多一小时和最优选最多15分钟的期间。

4.如前述任一方面的方法，其中该不可逆接合具有大于1.5 J/m²、尤其大于2 J/m²，优选大于2.5 J/m²的接合强度。