[发明专利]晶圆键合方法及键合晶圆

说明书

本公开实施例公开了一种晶圆键合方法及键合晶圆，所述方法包括：在第一衬底的表面的第一绝缘层，形成第一导电柱；形成覆盖第一导电柱的导电的第一连接层；其中，第一连接层的晶粒尺寸小于第一导电柱的晶粒尺寸；在第二衬底的表面的第二绝缘层中，形成第二导电柱；形成覆盖第二导电柱的导电的第二连接层；其中，第二连接层的晶粒尺寸小于第二导电柱的晶粒尺寸；键合第一连接层和第二连接层，形成第一晶粒融合层。

技术领域

本公开实施例涉及集成电路技术领域，特别涉及一种晶圆键合方法及键合晶圆。

背景技术

在三维存储器技术中，为了提高存储器的集成度，提出了通过晶圆与晶圆键合而达到互连的工艺。具体地，可通过第一个晶圆表面的第一金属垫与第二个晶圆表面的第二金属垫进行连接，使得第一晶圆与第二晶圆键合，形成键合晶圆。

键合晶圆的键合界面对于键合晶圆的良率至关重要。然而，相关技术中晶圆键合的效果较差，导致键合界面的力学性能和电学性能的可靠性较低，降低了键合晶圆的可靠性。因此，如何提高晶圆键合的可靠性成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种晶圆键合方法及键合晶圆。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种晶圆键合方法，包括：

在位于第一衬底的表面的第一绝缘层中，形成第一导电柱；

形成覆盖所述第一导电柱的导电的第一连接层；其中，所述第一连接层的晶粒尺寸小于所述第一导电柱的晶粒尺寸；

在位于第二衬底的表面的第二绝缘层中，形成第二导电柱；

形成覆盖所述第二导电柱的导电的第二连接层；其中，所述第二连接层的晶粒尺寸小于所述第二导电柱的晶粒尺寸；

键合所述第一连接层和所述第二连接层，形成第一晶粒融合层。

在一些实施例中，所述第一衬底上形成有控制电路；所述在位于第一衬底的表面的第一绝缘层中，形成第一导电柱，包括：

形成贯穿所述第一绝缘层的第一通孔；填充所述第一通孔，形成高度小于所述第一通孔高度的所述第一导电柱，并基于所述第一通孔的形貌和所述第一导电柱的形貌形成第一凹槽；其中，所述第一导电柱与所述控制电路电连接；

所述形成覆盖所述第一导电柱的导电的第一连接层，包括：

填充所述第一凹槽，以形成所述第一连接层。

在一些实施例中，所述在位于第一衬底的表面的第一绝缘层中，形成第一导电柱，包括：

形成贯穿所述第一绝缘层的第一通孔；向所述第一通孔内和所述第一绝缘层表面沉积第一导电材料，形成第一种子层；在所述第一种子层的表面形成第一电镀层；平坦化处理所述第一电镀层，直至显露所述第一绝缘层；其中，位于所述第一通孔中的所述第一种子层和剩余第一电镀层形成所述第一导电柱，所述第一导电柱的顶部包括朝所述第一衬底的表面凹陷的第二凹槽；

所述形成覆盖所述第一导电柱的导电的第一连接层，包括：

填充所述第二凹槽，以形成所述第一连接层。

在一些实施例中，所述第一连接层的表面具有第一凹陷区域，所述方法还包括：

在所述第一连接层具有所述第一凹陷区域的表面形成第一填充材料；其中，所述第一填充材料突出于所述第一绝缘层表面；

平坦化处理所述第一填充材料，直至显露至少部分所述第一连接层；其中，平坦化处理之后，剩余的第一填充材料形成的第一填充层的晶粒尺寸小于所述第一导电柱的晶粒尺寸；

键合所述第一填充层和所述第二连接层，以形成第二晶粒融合层。