[发明专利]提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法

权利要求书

1.一种提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，所述方法包括如下步骤：

步骤1、提供第一晶圆(1)并在所述第一晶圆(1)上制备所需的纳米森林结构，所述纳米森林结构包括若干锥形纳米体(3)；

步骤2、在上述第一晶圆(1)的纳米森林结构上制备所需的针形金属层(4)，所述针形金属层(4)覆盖纳米森林结构上；

步骤3、提供第二晶圆(5)并在所述第二晶圆(5)上制备所需的板形金属层(7)；

步骤4、将第二晶圆(5)的板形金属层(7)对准置于第一晶圆(1)的针形金属层(4)上，使得板形金属层(7)与针形金属层(4)接触；对板形金属层(7)与针形金属层(4)进行单步热压键合，以得到第一晶圆(1)与第二晶圆(5)的晶圆级键合；

针形金属层(4)为金层，板形金属层(7)为金层；

步骤4中，对板形金属层(7)、针形金属层(4)进行单步热压键合时，每步径压力为0.01MPa～0.02MPa，单步径保持时间为5min～10min；

所述锥形纳米体(3)的底部直径为150nm～200nm，锥形纳米体(3)尖端的直径为10nm～30nm；

所述针形金属层(4)采用电镀方法覆盖在纳米森林结构上，针形金属层(4)的厚度为1μm～2μm；

在电镀时，电镀液的温度为60～70℃，电镀电流大小为5mA～20mA，电镀时间为20min～40min；且针形金属层(4)仅覆盖在纳米森林结构上。

2.根据权利要求1所述的提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，所述步骤1中，制备得到纳米森林结构的过程具体包括：

步骤1.1、在第一晶圆(1)的正面涂覆得到聚合物层(2)，并对所述聚合物层(2)进行等离子体轰击，以得到支撑于第一晶圆(1)正面上的若干柱状纳米体(6)；

步骤1.2、利用上述柱状纳米体对第一晶圆(1)进行各向异性刻蚀，以得到位于所述柱状纳米体正下方的锥形纳米体(3)；

步骤1.3、去除上述锥形纳米体(3)上的柱状纳米体(6)，以利用若干锥形纳米体(3)在第一晶圆(1)的正面形成纳米森林结构。

3.根据权利要求2所述的提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，在第一晶圆(1)的正面涂覆得到聚合物层(2)后，对所述聚合物层(2)进行图形化，以得到所需的聚合物图形(8)；

在对具有聚合物图形(8)的聚合物层(2)进行等离子体轰击时，以利用聚合物层(2)得到支撑于第一晶圆(1)正面上的若干柱状纳米体(6)；在利用所述柱状纳米体(6)对第一晶圆(1)进行各向异性刻蚀时，以得到图形化的纳米森林结构。

4.根据权利要求3所述的提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，所述步骤3中，在得到板形金属层(7)后，对所述板形金属层(7)进行图形化，以得到图形化的板形金属层(7)，所述图形化的板形金属层(7)能与第一晶圆(1)上的针形金属层(4)对应，以便图形化的板形金属层(7)能与第一晶圆(1)的针形金属层(4)对准后接触。

5.根据权利要求2或3或4所述的提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，所述聚合物层(2)包括正性光刻胶、负性光刻胶或聚酰亚胺，聚合物层(2)的厚度为3μm～5μm。

6.根据权利要求2所述的提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，对聚合物层(2)进行轰击的等离子体包括氧等离子体或氩等离子体。

7.根据权利要求2所述的提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法，其特征是，所述柱状纳米体(6)的直径为15nm～250nm，柱状纳米体(6)的高度为50nm～3μm。