[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造，更具体地涉及的是带有金属合金的半导体器件。

背景技术

微电子机械系统(MEMS)技术是非常小的机械器件(诸如，传感器、电子管、传动装置、反射镜以及计算机上的驱动器)的集成，这些器件都被安装在硅衬底的内部。因此，MEMS器件常被称为智能机器。为了防止工作过程中的外部干扰，理想的是可以将MEMS器件与顶盖衬底接合来密封器件，从而形成半导体器件。另外，在许多应用中，对于接合的衬底而言，理想的是该衬底包括集成电路(IC)器件。

然而，在MEMS或IC器件制造中实施这种部件和工艺仍存在挑战。例如，在“衬底接合”工艺中，由于在接合的衬底之间的界面中产生了高接触电阻材料，所以很难在接合的衬底之间实现低接触电阻接合，由此增加了半导体器件的不稳定性和/或半导体器件故障。

因此，需要一种在接合的衬底之间形成低接触电阻接合的方法。

发明内容

在一个实施例中，半导体器件包括第一硅衬底；第二硅衬底；以及连接每个第一硅衬底和第二硅衬底的触点，其中，该触点包括邻近第一硅衬底的Ge层、邻近第二硅衬底的Cu层以及在Ge层和Cu层之间的金属合金。

在另一个实施例中，半导体器件包括第一硅衬底；第二硅衬底，其中，第一硅衬底和第二硅衬底之一包括微电子机械系统(MEMS)，而其他衬底包括互补金属氧化物半导体(CMOS)电路；以及连接每个第一硅衬底和第二硅衬底的触点，其中，该触点包括邻近第一硅衬底的Ge层、邻近第二硅衬底的Cu层以及在Ge层和Cu层之间的金属合金

在又一个实施例中，一种制造半导体器件的方法包括：提供具有第一触点的第一硅衬底，其中，该第一触点包括置于该衬底和Al层之间的Ge层；提供具有第二触点的第二硅衬底，其中，该第二触点包括作为最外层的Cu层；使第一触点接触第二触点；以及加热第一触点和第二触点以形成金属合金，其中，在大约420℃至500℃的温度和大约45至55kN的压力下执行加热。

参考附图，在下面的实施例中给出详细的说明。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。

图1是示出了根据本发明的各个方面制造半导体器件的方法的流程图，该半导体器件包括金属合金；

图2A-2E示出了根据本发明的各个方面在制造的各个阶段中半导体器件的金属合金的示意性截面图；以及

图3是具有使用图2A-2E所示的步骤制造出的金属合金的半导体器件的截面图。

具体实施方式

应该理解，以下公开提供了多种不同实施例或实例，用于实现本发明的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。为了简单和清楚，可以不同比例任意绘制各个部件。另外，本发明可以在多个实例中重复参考符号和/或字符。这种重复用于简化和清楚，并且其本身不表示所述多个实施例和/或配置之间的关系。

参考图1，出了根据本发明的各个方面制造半导体器件的方法100的流程图，该半导体器件包括金属合金。方法100以步骤102开始，在该步骤中提供了具有第一触点的第一硅衬底，其中，第一触点包括置于该衬底和Al层之间的Ge层。方法100继续进行步骤104，其中提供了具有第二触点的第二基板，其中，第二触点包括作为最外层的Cu层。方法100继续进行步骤106，其中使第一触点接触第二触点。方法100继续进行步骤108，其中加热第一触点和第二触点以形成金属合金，其中，在大约420℃至500℃的温度和大约45至55kN的压力下执行加热。下面的论述展示了根据图1的方法的一个实施例。