[发明专利]通过制备超细间距微凸点实现金属互连的方法及相应器件

摘要

本发明公开了一种通过制备超细间距微凸点来实现半导体或固体器件金属互连的方法及相应器件，首先沉积碳化硅刻蚀停止层和电解质层，涂胶，干法在电解质层中刻蚀出孔，沉积金属种子层，填充金属，用CMP清除面上的金属，对电解质层进行刻蚀，形成金属露头结构并镀上抗氧化或低熔点的金属，再进行键合，该方法避免了凸点钻蚀，可以将凸点的间距缩小到几个微米级，甚至纳米级，远远小于目前的凸点间距尺寸；金属端面比电解质层高，可以克服由于CMP造成的金属表面的凹穴现象，保证在键合时上下金属通过塑性变形能完全接触，对晶圆CMP后的平整度要求降低；可以通过常规的热压法在较低的温度下完成键合，具有成本低的优势。

主权项

一种通过制备超细间距微凸点来实现半导体或固体器件金属互连的方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）先在第一晶圆上沉积一层厚1～3μm的电解质层，涂胶，然后进行掩膜光刻，刻蚀出贯穿所述电解质层的孔；（2）在第一晶圆表面和所述孔内沉积一层金属种子层；（3）在第一晶圆表面和所述孔内填充金属；（4）对第一晶圆表面的金属进行CMP，将孔之外的金属去除，直至相邻孔内填充的金属之间被电解质材料隔离；（5）对孔内金属的头部周围的电解质材料进行刻蚀，使得金属的头部端面高于周围的电解质面，形成金属露头结构；（6）在第二晶圆上对与第一晶圆上的上述孔内填充的金属相对应的互连区域重复上述步骤（1）至步骤（4）形成金属镶嵌在电解质材料内的平面结构或重复上述步骤（1）至步骤（5）形成金属露头结构；（7）在第一晶圆或第二晶圆的金属露头结构端面镀上一层兼有防止金属氧化的金属层或Tm<250℃的低熔点金属；（8）对第一晶圆和第二晶圆进行面对面的键合。