[发明专利]一种晶圆键合方法

说明书

本发明提供一种晶圆键合方法，涉及半导体制备技术领域。该晶圆键合方法，包括以下步骤：S1.准备好两块晶圆体，首先将两块晶圆体浸入氢氟酸溶液中，去除晶圆体表面的自然氧化层，然后取出晶圆体对其进行干燥处理，再使用抛光设备将两块晶圆体的正面与背面进行抛光处理，保持两块晶圆体表面的光滑度；S2.在室温下将两块晶圆体先预键合，随后将键合后的晶圆转移至真空环境内，抽取真空环境内的气体，并将真空环境内的压强调节至2x10*(‑7)‑4x10*(‑7)Pa范围内，然后往真空环境内通入氮气。通过对晶圆进行处理，使得晶圆可以在室温下进行键合反应，无需传统的高温退火，从而提高了晶圆键合的效率，同时也降低了晶圆键合的成本，材料与结构间的热膨胀和热应力大大降低。

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，具体为一种晶圆键合方法。

背景技术

半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用，如二极管就是采用半导体制作的器件，半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料，无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品，目前，对于晶圆键合的条件一般需要在高温条件下，不仅键合的效率较低，同时也加大了晶圆键合的成本，材料与结构间仍具有明显的热膨胀和热应力。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种晶圆键合方法，解决了目前对于晶圆键合的条件一般需要在高温条件下，不仅键合的效率较低，同时也加大了晶圆键合的成本，材料与结构间仍具有明显的热膨胀和热应力的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种晶圆键合方法，包括以下步骤：

S1.准备好两块晶圆体，首先将两块晶圆体浸入氢氟酸溶液中，去除晶圆体表面的自然氧化层，然后取出晶圆体对其进行干燥处理，再使用抛光设备将两块晶圆体的正面与背面进行抛光处理，保持两块晶圆体表面的光滑度；

S2.在室温下将两块晶圆体先预键合，随后将键合后的晶圆转移至真空环境内，抽取真空环境内的气体，并将真空环境内的压强调节至2x10*(-7)-4x10*(-7)Pa范围内，然后往真空环境内通入氮气，1-2小时之后，将键合的两块晶圆体进行分离；

S3.让晶圆体表面残余的氧化膜分解和表面吸附的氢发生解吸附，直至晶圆体表面的氧化膜和吸附的氢去除完全，然后将晶圆从真空环境内取出；

S4.将两块晶圆体叠放在一起，在两块晶圆体之间加入少量的蒸馏水，再将晶圆体放入到密闭环境中，往密闭环境中添加少量的四氟化碳，利用含氟的等离子体处理晶圆表面，然后取出两块晶圆体对其进行压合，在室温下放置；

S5.晶圆体在室温放置过程中，吸收水后的氧氟化硅层体积发生膨胀，使晶圆之间原子尺度接触面积增大，形成更多的Si-O-Si共价键。

优选的，所述步骤1中氢氟酸溶液的浓度为2-10％。

优选的，所述步骤1中抛光设备工作的转速为1000-2000r/min，所述晶圆体的抛光时间为1-2min。

优选的，所述步骤4中添加四氟化碳的体积为密闭环境中体积的2-5％。

优选的，所述步骤4中两块晶圆体再室温下放置的时间为20-24小时。

(三)有益效果

本发明提供了一种晶圆键合方法。具备以下有益效果：