[发明专利]用于晶圆键合的等离子体活化处理

说明书

公开了晶圆键合方法的实施例。在范例中，对第一晶圆的正面和第二晶圆的正面执行基于氧气或惰性气体的第一等离子体活化处理。在所述第一等离子体活化处理之后，对所述第一晶圆的所述正面和所述第二晶圆的所述正面执行基于水分子的第二等离子体活化处理。在所述第二等离子体活化处理之后，对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行键合，使得所述第一晶圆的经处理的正面与所述第二晶圆的经处理的正面物理接触。

背景技术

本公开的实施例涉及晶圆键合方法。

通过改善工艺技术、电路设计、编程算法、以及加工工艺，诸如存储单元的平面半导体器件被调整至较小尺寸。然而，随着半导体器件的特征尺寸接近下限，平面工艺和加工技术变得有挑战性和昂贵。三维(3D)器件架构能够处理一些平面半导体器件，例如闪存器件，中的密度限制。

通过堆叠半导体晶圆或管芯并使用例如硅穿孔(TSV)或铜至铜(铜-铜)连接将它们垂直互连，能够形成3D半导体器件，使得得到的结构用作单个器件以以减小的功率和比常规平面工艺更小的覆盖区实现性能改进。在用于堆叠半导体晶圆的各种技术中，直接键合被认为是一种有前途的技术，直接键合是其中使两个分开的晶圆表面物理接触并键合到一起而无需任何中间粘合剂或外力的工艺。

发明内容

于此公开了晶圆键合方法的实施例。

在一个范例中，公开了用于晶圆键合的方法。对第一晶圆的正面和第二晶圆的正面执行基于氧气或惰性气体的第一等离子体活化处理。在所述第一等离子体活化处理之后，对所述第一晶圆的所述正面和所述第二晶圆的所述正面执行基于水分子的第二等离子体活化处理。在所述第二等离子体活化处理之后，对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行键合，使得所述第一晶圆的经处理的正面与所述第二晶圆的经处理的正面物理接触。

在另一范例中，公开了一种用于晶圆键合的方法。对第一晶圆的正面和第二晶圆的正面执行基于水分子的等离子体活化处理。所述第一晶圆的所述正面和所述第二晶圆的所述正面未经受基于氧气或惰性气体的另一等离子体活化处理。在所述等离子体活化处理之后，对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行键合，使得所述第一晶圆的经处理的正面与所述第二晶圆的经处理的正面物理接触。

在又一范例中，公开了一种用于晶圆键合的方法。对第一硅晶圆的正面和第二硅晶圆的正面执行等离子体活化处理以在所述第一硅晶圆的所述正面和所述第二硅晶圆的所述正面上形成羟基。在所述等离子体活化处理之后，对所述第一硅晶圆和所述第二硅晶圆进行键合，使得所述第一硅晶圆的经处理的正面与所述第二硅晶圆的经处理的正面物理接触。

附图说明

并入于此并形成申请文件的部分的附图示例了本公开的实施例，并且与描述一起，还用于解释本公开的原理，并使得本领域技术人员能够实现并使用本公开。

图1A示例了根据本公开的一些实施例的示范性键合半导体器件的横截面。

图1B示例了根据本公开的一些实施例的另一示范性键合半导体器件的横截面。

图2A-图2D示例了根据本公开的一些实施例的用于晶圆键合的示范性加工工艺。

图3示例了根据本公开的一些实施例的用于晶圆键合的示范性表面改性。

图4是根据本公开的一些实施例的用于晶圆键合的示范性方法的流程图。

图5是根据本公开的一些实施例的用于基于水分子的等离子体活化处理的示范性方法的流程图。

将参照附图描述本公开的实施例。

具体实施方式

虽然讨论了具体配置和布置，但是应当理解，这仅仅是为示例目的。本领域技术人员将认识到，能够使用其它配置和布置，而不脱离本公开的精神和范围。对本领域技术人员将明显的是，也能够将本公开采用于各种其它应用中。