[发明专利]用于施加接合层的方法

说明书

本发明涉及一种用于将由基本层及保护层组成的接合层施加到基板上的方法，其具有以下方法步骤：将可氧化的基本材料作为基本层施加到该基板的接合侧上，用可至少部分地溶解于该基本材料中的保护材料作为保护层来至少部分地覆盖该基本层。另外，本发明涉及一种相应的基板。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的方法以及根据权利要求9的基板。

背景技术

在现有技术中，存在将不同材料相互连接的多种方法。在半导体工业中，近年来，主要是将两个基板暂时地或永久地相互连接的接合技术得到了认可。很多时候，接合过程在基板上的(若干)半导体和/或金属结构之间发生。近来最为熟知的金属接合技术是铜接合。基板是用于功能组件、如微芯片、内存芯片或MEMS组件的载体。近年来，增多地尝试在布置在不同的基板上的组件之间建立连接，以便回避所述组件之间的成本高的、昂贵且易出现缺陷的导线接合过程。另外，直接接合方案具有提高的组件密度的巨大优点。组件不必再并排地定位并经由导线连接，而是相叠地堆叠并通过不同的技术相互垂直地连接。通常通过接触点产生垂直连接。不同基板的接触点必须彼此相同且在实际接合过程之前彼此对齐。

另一较少流行的方法是铝接合。在该工艺中，基板的表面上的镀铝点应该与处于第二基板上的材料接合。在此，可以是铝或适合的不同材料。铝的缺点是其极端的氧亲和性。即使对于铜，氧亲和性亦是高的，使得通常必须在接合过程之前移除氧化铜。对于铝，氧亲和性高多倍。对此，铝还形成难以移除的相对厚的钝化氧化铝层。与铜相比，铝因此更少用于接合连接，因为现在由于十分稳定的氧化层而不能以合理的花费实现可靠的接合结果。然而，铝广泛用于半导体领域中，以便在芯片表面上在横向方向上建立金属连接。在此，铝的特征在于，铝在硅中比例如铜或金具有明显更慢的扩散行为。扩散至硅中的金属将影响晶体管的特性或使晶体管完全丧失功能。基于该有利的扩散行为，伴随着低成本及相对优良的导电性，多年来铝已成为用于在半导体芯片上横向地建立电连接的主要使用的材料。近来，在最新一代芯片中，虽然铜由于其更优选的导电性而日益取代铝，然而尽管如此，铝主要地在用稍老生产技术在200 mm基板上生产芯片的情形中一如既往地具有重要作用。具体地，这些生产周边区/工厂近来已发现用于生产MEMS (微机电系统)部件的增强用途。这些MEMS部件的生产又频繁地需要接合过程，使得对可靠的铝接合过程的需求增加。除了半导体工业之外，铝由于其质轻、便宜且主要地可硬化而亦是有需求市场的结构材料。在半导体工业中，基于上述的原因，较长时间以来已尝试开发可将铝用作结构材料且特别是用于接合连接的材料的工艺。

在使用氧亲和性材料、如铜及铝时的最大问题是避免在接合面上的氧化以及在接合过程之前从接合面完全移除氧化物。此外，极端氧亲和性材料、如铝产生强力且难以还原的氧化物。用于氧化物移除的设备是昂贵的、花费高的且可能是危险的(有毒物质)。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种方法以及一种配备有接合层的基板，借助该方法可氧化的材料、如特别是铝可以用于接合。

该任务借助权利要求1和9的特征来解决。在从属权利要求中说明本发明的有利的改进方案。在说明书、权利要求和/或附图中说明的特征中的至少两个的所有组合亦落在本发明的范围内。在所说明的值范围中，处于所述的范围内的值也应该被公开为边界值且可以任何组合予以主张。

本发明的基本理念是在基板上特别是作为扩散对设置由基本层与保护层组成的接合层，其中该基本层的基本材料是可氧化的，而该保护层的保护材料可至少较不容易氧化。

因此，本发明特别是关于一种工艺，在该工艺中从一开始便防止氧亲和性材料、如特别是铝(优选的)或铜的氧化。根据本发明，特别是通过沉积至少部分地、特别是占大部分地、优选地完全地覆盖基本材料的保护材料来实现对氧亲和性基本材料的保护。