[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本发明涉及一种半导体结构及其形成方法，所述半导体结构包括：第一基底；位于所述第一基底表面的第一粘附层；位于所述第一粘附层表面的第一缓冲层；位于所述第一缓冲层表面的第一键合层，所述第一粘附层和第一缓冲层的致密度均大于所述第一键合层的致密度。所述半导体结构的第一粘附层与所述第一基底以及第一缓冲层之间、第一缓冲层与第一键合层之间具有较高的粘附性，有利于提高半导体结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在3D的芯片技术平台中，通常会将两片及以上形成有半导体器件的晶圆通过晶圆键合技术进行键合，以提高芯片的集成度。现有的晶圆键合技术，在晶圆键合面上形成键合薄膜，两层晶圆之间通过键合薄膜表面键合实现晶圆键合。

现有技术中，通常采用氧化硅和氮化硅薄膜作为键合薄膜，键合强度不够，导致工艺过程中容易出现缺陷，产品良率受到影响。

并且，键合薄膜内还形成有金属连接结构，在混合键合的过程中，所述金属连接结构容易在键合界面出现扩散现象，导致产品性能受到影响。

因此，如何提高晶圆键合的质量，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种半导体结构及其形成方法，以提高键合质量。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构，包括：第一基底；位于所述第一基底表面的第一粘附层；位于所述第一粘附层表面的第一缓冲层；位于所述第一缓冲层表面的第一键合层，所述第一粘附层和第一缓冲层的致密度均大于所述第一键合层的致密度。

可选的，所述第一键合层和所述第一缓冲层的材料均为包含C元素的介质材料，且所述第一键合层内C的原子浓度大于所述第一缓冲层内C的原子浓度。

可选的，所述第一键合层内C的原子浓度大于35％，所述第一缓冲层内C的原子浓度为0～50％。

可选的，所述第一键合层内，C的原子浓度随所述第一键合层厚度增加而增大；所述第一缓冲层内，C的原子浓度随所述第一缓冲层厚度增加而增大。

可选的，所述第一粘附层的材料包括氮化硅、氮氧化硅以及氧化硅中的至少一种。

可选的，所述第一键合层的材料还包括Si和N。

可选的，所述第一缓冲层的材料还包括Si和N。

可选的，所述第一粘附层的厚度为所述第一缓冲层的厚度为

可选的，还包括：第二基底，所述第二基底表面形成有第二粘附层、位于所述第二粘附层表面的第二缓冲层，位于所述第二缓冲层表面的第二键合层；所述第二粘附层和第二缓冲层的致密度均大于所述第二键合层的致密度；所述第二键合层与所述第一键合层表面相对键合固定。

可选的，所述第二键合层与所述第一键合层的材料相同，所述第二缓冲层与所述第一缓冲层的材料相同，所述第二粘附层与所述第一粘附层的材料相同。

可选的，还包括：贯穿所述第一键合层、所述第一缓冲层和所述第一粘附层的第一键合垫；贯穿所述第二键合层、所述第二缓冲层和所述第二粘附层的第二键合垫；所述第一键合垫与所述第二键合垫相对键合连接。

为解决上述问题，本发明的具体实施方式还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供第一基底；在所述第一基底表面形成第一粘附层；对所述第一粘附层进行等离子体轰击，以提高致密度；在所述第一粘附层表面形成第一缓冲层；在所述第一缓冲层表面形成第一键合层，所述第一粘附层和第一缓冲层的致密度均大于所述第一键合层的致密度。

可选的，进行所述等离子体轰击之前，所述第一粘附层含有H键；在所述等离子体轰击步骤中，采用含N等离子体进行轰击，以减少所述第一粘附层中的H键。