[发明专利]共晶键合方法和半导体器件有效
申请号: | 201911424050.1 | 申请日: | 2019-12-31 |
公开(公告)号: | CN111137844B | 公开(公告)日: | 2023-07-28 |
发明(设计)人: | 许继辉 | 申请(专利权)人: | 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 |
主分类号: | B81B7/02 | 分类号: | B81B7/02;B81C1/00 |
代理公司: | 上海思微知识产权代理事务所(普通合伙) 31237 | 代理人: | 曹廷廷 |
地址: | 312000 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 共晶键合 方法 半导体器件 | ||
1.一种共晶键合方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供第一基板,在所述第一基板上形成图形化的挡墙结构,所述挡墙结构包括相互分立的两道图形化的挡墙;
在所述第一基板和所述挡墙结构上覆盖第一键合材料层,并刻蚀所述第一键合材料层,以在两道所述挡墙之间形成图形化的第一键合结构,且所述第一键合结构和各道所述挡墙之间均具有间隙;
提供第二基板,在所述第二基板上依次覆盖第二介质层和第二键合材料层,并先刻蚀所述第二键合材料层至所述第二介质层的表面,再进一步刻蚀所述第二介质层至所述第二基板的表面,以在所述第二基板上形成与所述第一键合结构相匹配的图形化的第二键合结构;
将所述第一键合结构和所述第二键合结构对准并共晶键合在一起,以使得所述第一基板和所述第二基板键合在一起。
2.如权利要求1所述的共晶键合方法,其特征在于,所述第一键合材料层包括锗、硅、金、铜、锡和铝中的至少一种;所述第二键合结构的材料为能够与所述第一键合材料层发生共晶键合的材料。
3.如权利要求1所述的共晶键合方法,其特征在于,所述第一基板为盖帽基板,所述第二基板为具有微机械结构的器件基板。
4.如权利要求1所述的共晶键合方法,其特征在于,所述第一键合结构的高度低于所述挡墙的高度。
5.如权利要求1所述的共晶键合方法,其特征在于,其特征在于,所述第一键合结构的线宽为60μm~80μm,所述第二键合结构的线宽为60μm~80μm,所述挡墙的线宽为5μm~15μm,所述间隙的线宽为5μm~15μm。
6.如权利要求1所述的共晶键合方法,其特征在于,所述第一基板内部形成有电学结构,在所述第一基板上形成图形化的挡墙结构的步骤包括:
在所述第一基板上形成第一介质层,并在所述第一介质层中形成接触插塞,所述接触插塞的底部与所述电学结构接触;
在所述第一介质层和所述接触插塞上依次覆盖粘接层、刻蚀停止层和挡墙材料层;
刻蚀所述挡墙材料层至所述刻蚀停止层或所述粘接层的表面上,以形成所述挡墙结构。
7.一种半导体器件,其特征在于,采用权利要求1至6中任一项所述的共晶键合方法形成,其中,所述半导体器件包括:
第一基板,所述第一基板上形成有图形化的挡墙结构以及图形化的第一键合结构,所述挡墙结构包括相互分立的两道图形化的挡墙,所述图形化的第一键合结构位于两道所述挡墙之间,且所述第一键合结构和各道所述挡墙之间均具有间隙;
第二基板,所述第二基板上形成有图形化的第二键合结构,所述第二键合结构插入到两道所述挡墙之间并和所述第一键合结构对准而共晶键合在一起。
8.如权利要求7所述的半导体器件,其特征在于,所述第一键合结构相对所述第一基板而凸出的高度低于所述挡墙相对所述第一基板而凸出的高度;所述第一键合结构的线宽为60μm~80μm,所述第二键合结构的线宽为60μm~80μm,所述挡墙的线宽为5μm~15μm,所述间隙的线宽为5μm~15μm。
9.如权利要求7或8所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件为MEMS器件,所述第一基板为盖帽基板,所述第二基板为具有微机械结构的MEMS器件基板。
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