[发明专利]接合结构及其形成方法

说明书

本发明提供了一种接合结构及其形成方法。接合结构包括：第一线路层；第一接合金属层，设置在第一线路层上，并且具有第一接合表面；第一介电材料，覆盖第一接合金属层的部分上表面且暴露出第一接合表面，其中，第一介电材料提供第二接合表面，第二接合表面高于第一接合表面以与第一接合表面形成阶梯差。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的，涉及一种接合结构。

背景技术

当利用混合接合(hybrid bonding)进行管芯与晶圆(DtW)或者晶圆与晶圆(WtW)接合时，会将例如铜与铜的金属接合界面设计成凹凸结构，用以解决因接合移位(bondingshift)而导致电性连接效果变差的问题，。凹凸结构设计可减缓接合移位是因为：当有微量接合移位产生时，凸部会因接触到凹部的侧壁而顺应滑入凹部的底部，因此可以降低接合移位产生的机率。

但是，如果利用CMP研磨单侧金属(例如铜)表面来产生dish(凹部)，其成本较高(需消耗研磨液)，且研磨后的凹部深度不易控制。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种接合结构，可以减缓使用习知CMP研磨金属的表面所产生的高成本与凹部深度不易控制的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种接合结构，包括：第一线路层；第一接合金属层，设置在第一线路层上，并且具有第一接合表面；第一介电材料，覆盖第一接合金属层的部分上表面且暴露出第一接合表面，其中，第一介电材料提供第二接合表面，第二接合表面高于第一接合表面以与第一接合表面形成阶梯差。

在上述接合结构中，第一接合金属层具有锥形形状。

在上述接合结构中，第一接合金属层具有最大宽度和小于最大宽度的最小宽度，最大宽度靠近第一线路层，最小宽度远离第一线路层。

在上述接合结构中，第一介电材料具有连接在第一接合表面和第二接合表面之间的侧表面，侧表面与第一接合金属层的上表面形成夹角，夹角的范围在大于等于20度至小于90度的范围内。

在上述接合结构中，还包括：第二线路层；第二介电材料，覆盖第二线路层且暴露出部分的第二线路层；第二接合金属层，设置在暴露出的第二线路层上且突出于第二介电材料。

在上述接合结构中，第二接合金属层连接于第一接合金属层且由第一介电材料围绕。

在上述接合结构中，第二线路层为纳米孪晶铜材料。

在上述接合结构中，第二线路层具有水平晶像。

在上述接合结构中，还包括：第三线路层，设置在第二线路层上，第三线路层包括负热膨胀(NTE)材料。

根据本发明的实施例，还提供了一种接合结构，包括：第二线路层；第二接合金属层，设置在第二线路层上，其中，第二接合金属层包括第一材料和第二材料，第二材料位于第一材料与第二线路层之间；以及第二介电材料，第一材料位于第二介电材料的下表面。

在上述接合结构中，第二材料为纳米孪晶铜材料。

在上述接合结构中，第二材料具有水平晶像。

在上述接合结构中，第二线路层包括负热膨胀(NTE)材料。

在上述接合结构中，第二材料连接第二线路层与第一材料。

在上述接合结构中，还包括：第一接合金属层；第一介电材料，覆盖第一接合金属层的部分上表面且围绕第一材料。