[发明专利]一种低翘曲度键合片的键合方法

权利要求书

1.一种低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供硅衬底和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底上生长有外延层；

在所述外延层的预键合面形成第一键合材料，在所述硅衬底的预键合面形成第二键合材料；

将所述第一键合材料与所述第二键合材料对准贴合组成预键合结构，置入具有一定弧面的石墨盘中进行键合处理；

在键合处理的过程中，使所述预键合结构升温至第一温度并对所述预键合结构施加第一压力，保持第一时间以使所述第一键合材料与所述第二键合材料熔化融合形成键合层；

所述键合层形成后，使所述预键合结构的温度从所述第一温度按温度差值以等差数列的形式分段递减降至预设温度，同时对所述预键合结构施加的压力从所述第一压力按压力差值以等差数列的形式分段递减降至预设压力，且每阶段按照预设时间值保持一段时间，获得键合结构。

2.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述硅衬底的厚度为H1，所述蓝宝石衬底的厚度为H2，所述H1和所述H2的关系为：H1≥2H2。

3.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述硅衬底的厚度为800～1500um；所述蓝宝石衬底的厚度为250～400um。

4.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，在所述外延层的预键合面蒸镀形成1～2um厚的所述第一键合材料；在所述硅衬底的预键合面蒸镀形成1～2um厚的所述第二键合材料。

5.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述第一键合材料为金、镍、锡、金锡或镍锡；所述第二键合材料为金、镍、锡、金锡或镍锡；所述第一键合材料为金或镍时，所述第二键合材料为锡；所述第一键合材料为锡时，所述第二键合材料为金或镍；所述第一键合材料为金锡时，所述第二键合材料为金锡；所述第一键合材料为镍锡时，所述第二键合材料为镍锡。

6.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，将所述第一键合材料与所述第二键合材料对准贴合组成预键合结构，置入具有一定弧面的石墨盘中进行键合处理包括：将所述硅衬底与所述石墨盘的上凸盘接触，所述上凸盘的中心凸起高度为50～100um；将所述蓝宝石衬底与所述石墨盘的下凹盘接触，所述下凹盘的中心凹陷深度为50～100um。

7.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述第一温度为250～320℃。

8.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述第一压力为2000～5000kgf。

9.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述第一时间为5～30min。

10.如权利要求1所述的低翘曲度键合片的键合方法，其特征在于，所述预设温度为40～80℃，所述预设压力为0kgf，所述预设时间值为5～20min；

所述使所述预键合结构的温度从所述第一温度按温度差值以等差数列的形式分段递减降至预设温度包括：通过公式计算温度差值和各阶段温度，所述公式为：

ɑ＝(T₀-T_N)/N；

T_n＝T₀-nɑ；

其中：ɑ为温度差值，T₀为第一温度，T_N为预设温度，N为总阶段数，N为自然数且4≤N≤6，n表示总阶段数N中的第n个阶段，T_n表示第n个阶段的温度；

所述对所述预键合结构施加的压力从所述第一压力按压力差值以等差数列的形式分段递减降至预设压力包括：通过公式计算压力差值和各阶段压力，所述公式为：

β＝(P₀-P_N)/N；

P_n＝P₀-nβ；

其中：β为压力差值，P₀为第一压力，P_N为预设压力，N为总阶段数，N为自然数且4≤N≤6，n表示总阶段数N中的第n个阶段，P_n为第n个阶段的压力。