[发明专利]金属-电介质键合方法和结构

说明书

一种金属‑电介质键合方法包括：提供第一半导体结构，所述第一半导体结构包括第一半导体层、处于第一半导体层上的第一电介质层和处于第一电介质层上的第一金属层，其中，第一金属层具有背对第一半导体层的金属键合表面；对金属键合表面施加表面处理；提供第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二半导体层和处于第二半导体层上的第二电介质层，其中，第二电介质层具有背对第二半导体层的电介质键合表面；对电介质键合表面施加表面处理；以及通过使金属键合表面与电介质键合表面键合来使第一半导体结构与第二半导体结构键合。

本申请是于2020年2月13号提交的、申请号为“202080000104.6”的、发明名称为“金属-电介质键合方法和结构”的申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及键合技术领域，并且具体而言，涉及金属-电介质键合方法和结构。

背景技术

电介质键合往往用于使载体晶片与器件键合或者用于使器件与另一器件键合。用于键合的器件可以包括过硅通孔。在电介质键合中，使电介质表面与另一电介质表面键合。混合键合往往包括器件之间的包括电介质部分和金属部分的混合表面的键合。对于金属表面的键合而言，往往采用热压形成金属-金属键合。

随着两个半导体结构被键合到一起以实现3维集成，将引入更多的复杂情况。诸如由一个半导体结构生成的热量或电磁辐射的因素可能影响在键合结构中的一个或多个半导体结构的操作。例如，由一个半导体结构生成的热量可能不仅影响其自身的操作，而可能还影响其他半导体结构的操作。

所公开的方法和系统涉及解决上文阐述的一个或多个问题以及其他问题。

发明内容

本公开内容的一个方面包括金属-电介质键合方法。所述金属-电介质键合方法包括：提供第一半导体结构，所述第一半导体结构包括第一半导体层、处于第一半导体层上的第一电介质层和处于第一电介质层上的第一金属层，其中，第一金属层具有背对第一半导体层的金属键合表面；对金属键合表面施加表面处理；提供第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二半导体层和处于第二半导体层上的第二电介质层，其中，第二电介质层具有背对第二半导体层的电介质键合表面；对电介质键合表面施加表面处理；以及通过使金属键合表面与电介质键合表面键合而使第一半导体结构与第二半导体结构键合。

本领域技术人员根据所述描述、权利要求和本公开内容的附图能够理解本公开的其他方面。

附图说明

图1示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性金属-电介质键合方法的流程图。

图2示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性第一半导体层的示意图。

图3示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性第一半导体层的另一示意图。

图4示出了根据本公开内容的各种公开实施例的处于示例性第一半导体层上的示例性第一电介质层的示意图。

图5示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性第一半导体结构的示意图。

图6示出了根据本公开内容的各种公开实施例的平面化之后的示例性第一半导体结构的另一示意图。

图7示出了根据本公开内容的各种公开实施例的接受表面处理的示例性第一半导体结构的另一示意图。

图8示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性第二半导体层的示意图。

图9示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性第二半导体层的另一示意图。

图10示出了根据本公开内容的各种公开实施例的示例性第二半导体结构的示意图。

图11示出了根据本公开内容的各种公开实施例的平面化之后的示例性第二半导体结构的示意图。