[发明专利]一种具有特殊沟槽的高强度键合结构及其制备方法在审
| 申请号： | 202111052780.0 | 申请日： | 2021-09-09 |
| 公开（公告）号： | CN113506784A | 公开（公告）日： | 2021-10-15 |
| 发明（设计）人： | 吴焱;刘鹏飞;史芝纲;王雷;郁元卫;朱健 | 申请（专利权）人： | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 |
| 主分类号： | H01L23/488 | 分类号： | H01L23/488;H01L21/60 |
| 代理公司： | 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 | 代理人： | 刘莎 |
| 地址： | 210016 江苏*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 具有 特殊 沟槽 强度 结构 及其 制备 方法 | ||
1.一种具有特殊沟槽的高强度键合结构，其特征在于，该键合结构包括键合在一起的第一和第二衬底，在第一衬底上设置沟槽，所述沟槽由长方形沟槽阵列及其外围的环状密封槽组成；在所述沟槽内部先沉积复合介质层，再在复合介质层上方沉积复合金属层，最后在所述沟槽内填充Sn金属或In金属，直至沟槽被完全填充。
2.根据权利要求1所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构，其特征在于，所述长方形沟槽阵列中，长方形沟槽的长度为50-500um，宽度为3-10um，相邻长方形沟槽的间隔为10-100um，长方形沟槽深度为1-5um；所述环状密封槽为矩形环状，其宽度为3-10um，与长方形沟槽阵列的距离为10-30um。
3.一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在第一衬底上采用干法刻蚀制作出如权利要求1或2所述的沟槽；
在所述沟槽上沉积氮化硅与氧化硅的第一复合膜介质层；
在所述第一复合介质膜上沉积用作键合的第一金属层；
在第二衬底上沉积氮化硅与氧化硅的第二复合介质膜层；
在所述第二复合介质膜层上沉积用作键合的第二金属层；
将所述第一和第二衬底进行键合，得到具有垂直互连特性及高键合强度的键合结构。
4.根据权利要求3所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，所述第一和第二复合膜介质层通过等离子增强化学气相沉积的生长方式形成。
5.根据权利要求3所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，所述氮化硅的厚度为50-200nm，氧化硅的厚度为200-800nm。
6.根据权利要求3所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，所述第一层金属由Au/Cu/Ag中的一种或多种组成。
7.根据权利要求3所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，第二层金属为第一金属、第二金属和第三金属依次堆叠组成的复合金属层，其中第一金属由Au/Cu/Ag/Ni/Ti中的一种或多种组成，第二金属由Sn/In中的一种或两种组成，第三金属由Au/Cu/Ag/Ni/Ti中的一种或多种组成。
8.根据权利要求3所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，所述键合包括预键合和高温加固两个步骤。
9.根据权利要求8所述的一种具有特殊沟槽的高强度键合结构的制备方法，其特征在于，预键合温度为200-320℃，升温速率30℃/min，预键合氛围为真空；高温加固温度为200-320℃，退火气氛为氮气。
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