[发明专利]硅片低温直接键合方法

摘要

硅片低温直接键合方法，属半导体直接键合领域。现有技术处理过的硅片仍需450℃以上的热处理，而高温会改变硅片的杂质分布，热膨胀会带来应力，损伤硅片上的微细结构，有IC存在并有铝引线时，温度超过铝硅共晶点引起器件失效。本发明表面处理过程为：先将系统抽成真空，然后充入等离子体对硅片进行处理：等离子体为纯CF₄气体或体积比为100∶1～1∶20的CF₄与O₂的混合气体，处理时间为5～20分钟，温度为20～300℃，电源功率密度控制在2.5～10W/Cm²。可使表面层原子处于高能量状态，提高表面层吸附的OH^－的能力，对硅片进行抛光，提高硅片的表面质量，从而提高贴合的效果。在100～300℃的热处理温度下，获得较高的键合质量，减轻了对硅片上杂质分布及微细结构的影响。

主权项

1、硅片低温直接键合方法，由以下步骤组成：1)、清洗硅片表面，并去除表面氧化物；2)、将上述清洗干净的硅片置于等离子体处理系统中进行表面处理；3)、将表面处理过的硅片在去离子水中浸泡后，在室温下干燥并贴合；4)、将贴合好的硅片在温度为80～180℃的环境中干燥3～5小时； 5)、将硅片在O2或N2环境中进行热处理；其特征在于，步骤2)中的表面处理过程为：先将系统抽成真空，然后充入等离子体对硅片进行处理：等离子体为纯CF4气体或体积比为100∶1～1∶20的CF4与O2的混合气体，等离子体处理的时间为5～20分钟，处理温度为20～300℃，电源功率密度控制在2.5～10W/Cm2；步骤5)中的热处理：温度为100～300℃，时间为12～48小时。