[发明专利]一种键合晶圆的结构及其制备方法

权利要求书

1.一种键合晶圆的结构，包括第一晶圆和第二晶圆，其特征在于：所述第二晶圆位于第一晶圆的上方，所述第一晶圆与第二晶圆之间设置有中间层，所述中间层包括气体通道和三氧化二铝层，所述气体通道设置在三氧化二铝层内，且气体通道横向贯穿三氧化二铝层。

2.根据权利要求1所述的键合晶圆的结构，其特征在于：所述气体通道为三氧化二铝层经过混合气体刻蚀形成的等间距气体通道。

3.根据权利要求2所述的键合晶圆的结构，其特征在于：所述等间距气体通道为凹槽状通道。

4.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的键合晶圆的结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A.将第一晶圆和第二晶圆均进行清洗，吹干；

B.将所述第一晶圆和所述第二晶圆的表面均沉积金属铝；

C.将所述第一晶圆或所述第二晶圆的表面采用旋涂法均匀涂抹光刻胶；

D.将涂抹光刻胶的第一晶圆或第二晶圆依次进行软烘烤、添加掩模版、紫外光曝光以及光刻胶显影工艺；所述软烘烤的条件为置于真空热板内，烘烤温度为80℃-120℃，烘烤时间为30s-60s；

E.对有光刻胶的第一晶圆或第二晶圆进行刻蚀形成气体通道，将所述第一晶圆的键合面和所述第二晶圆的键合面相互接触，进行预键合，所述第一晶圆的键合面和所述第二晶圆的键合面均为步骤B形成的金属铝层；

F.通过湿法腐蚀去除残留的光刻胶；

G.将所述第一晶圆和所述第二晶圆放入键合机在氧气环境下进行低温键合，氧气分子通过所述气体通道进入所述第一晶圆的键合面和所述第二晶圆的键合面将所述金属铝层自然氧化成三氧化二铝；键合温度为100℃-400℃，键合压力为100Kg-1000Kg；

H.低温退火处理；退火温度为100℃-400℃。

5.根据权利要求4所述的低温键合晶圆的方法，其特征在于：步骤A中的清洗为采用RCA湿式化学清洗法，所述RCA湿式化学清洗法所采用的清洗液包括有机溶剂、硫酸和双氧水的混合溶液以及氨水、双氧水和去离子水的混合溶液；在硫酸和双氧水的混合溶液中，所述硫酸浓度为96％，所述双氧水的浓度为30％，所述硫酸和所述双氧水的体积比为4:1；在所述氨水、双氧水和去离子水的混合溶液中，所述氨水的浓度为29％，所述双氧水的浓度为30％，三种液体的体积比为：氨水:双氧水:去离子水为1:1:5；

清洗的方法包括以下步骤：采用所述有机溶剂清除所述第一晶圆和所述第二晶圆的表面油污；采用超声清洗所述第一晶圆和所述第二晶圆的表面吸附的颗粒；将所述硫酸和双氧水的混合溶液加热至95℃，将所述第一晶圆和所述第二晶圆浸泡20分钟，用去离子水快速冲洗浸泡后的第一晶圆和第二晶圆去除金属离子；将所述氨水、双氧水和去离子水的混合溶液加热至80℃，将所述第一晶圆和所述第二晶圆浸泡15分钟，在浸泡过程中保持所述氨水、双氧水和去离子水的混合溶液的温度不变，再用去离子水快速冲洗浸泡后的第一晶圆和第二晶圆。

6.根据权利要求4所述的键合晶圆的制备方法，其特征在于：步骤A中的吹干为采用氮气进行吹干。

7.根据权利要求4所述的键合晶圆的制备方法，其特征在于：步骤A清洗后将所述第一晶圆和所述第二晶圆进行擦洗和/或抛光。

8.根据权利要求4所述的键合晶圆的制备方法，其特征在于：步骤B中的沉积金属铝的方法采用有机金属化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、原子层沉积法、溅射、电子束沉积法以及激光脉冲沉积法中的一种，所述金属铝沉积的厚度为20nm。

9.根据权利要求4所述的键合晶圆的制备方法，其特征在于：步骤E中的气体通道为凹槽状等间距的气体通道。

10.根据权利要求4所述的键合晶圆的制备方法，其特征在于：步骤E中的刻蚀采用三氯化硼和氯气的混合气体进行刻蚀；所述刻蚀为在温度为60℃下的腔体下进行，所述刻蚀时间为60s-80s。