[发明专利]一种自对准混合键合结构及其制作方法

摘要

本发明公开了一种自对准混合键合结构，包括具有梯形金属结构的自对准结构Ⅰ和具有倒梯形凹槽Ⅲ的自对准结构Ⅱ；所述自对准结构Ⅰ包括金属互连结构Ⅰ、位于金属互连结构Ⅰ上方的介质层以及梯形金属结构，自对准结构Ⅰ中的介质层包括位于金属互连层上方的凹槽Ⅰ，所述梯形金属结构位于所述凹槽的上方；所述自对准结构Ⅱ包括金属互连结构Ⅱ以及位于金属互连结构Ⅱ上的介质层，自对准结构Ⅱ中的介质层包括位于金属互连层上方的倒梯形凹槽Ⅲ，所述倒梯形凹槽Ⅲ贯穿上述介质层，且侧壁和底部依次沉积扩散阻挡层和金属层。本发明提供的一种自对准混合键合结构及其制作方法，能够提高混合键合时的对准精度，提高键合质量。

主权项

1.一种自对准混合键合结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：在完全相同的金属互连结构Ⅰ和金属互连结构Ⅱ的上表面沉积介质层并平坦化该介质层，其中，所述金属互连结构Ⅰ和金属互连结构Ⅱ包括互连介质层以及镶嵌在该互连介质层中的金属互连层，且所述金属互连层的上表面与所述互连介质层的上表面齐平；S02：对金属互连结构Ⅰ进行处理，形成具有梯形金属结构的自对准结构Ⅰ，具体包括：S021：对金属互连结构Ⅰ上表面的介质层进行光刻刻蚀，在该介质层中形成位于金属互连层上方的凹槽Ⅰ，所述凹槽Ⅰ贯穿所述介质层，且所述凹槽Ⅰ的水平截面面积小于所述金属互连层的水平截面；S022：在介质层上表面以及凹槽Ⅰ的侧壁和底部沉积扩散阻挡层；S023：在介质层上旋涂光刻胶，并对光刻胶进行处理，在两个凹槽Ⅰ之间的介质层上形成倒梯形光刻胶结构，所述倒梯形光刻胶结构的上表面面积大于其下表面面积，且上表面面积小于等于其两侧凹槽Ⅰ之间的介质层面积；S024：在倒梯形光刻胶结构之间的凹槽Ⅰ及其上方进行金属填充，得到位于凹槽上方的梯形金属结构，所述梯形金属结构的下表面与光刻胶的下表面齐平，所述梯形金属结构的上表面低于或等于光刻胶的上表面；S025：去除倒梯形光刻胶结构；S026：去除梯形金属结构和凹槽Ⅰ中金属以外的扩散阻挡层，形成具有梯形金属结构的自对准结构Ⅰ；S03：对金属互连结构Ⅱ进行处理，形成具有倒梯形凹槽Ⅲ的自对准结构Ⅱ，具体包括：S031：在金属互连结构Ⅱ中介质层表面进行沉积光刻胶，并对光刻胶进行处理，形成正梯形光刻胶结构，两个正梯形光刻胶结构之间为倒梯形凹槽Ⅱ，所述倒梯形凹槽Ⅱ位于所述金属互连结构Ⅱ中金属互连层的正上方，所述倒梯形凹槽Ⅱ的上表面面积大于其下表面面积，且上表面面积小于等于金属互连层的面积；S032：通过正梯形光刻胶结构对其下层介质层进行刻蚀，使得该介质层具有与上述正梯形光刻胶结构相同的形状，此时，所述介质层包括正梯形介质层以及倒梯形凹槽Ⅲ；S033：在刻蚀后的介质层上依次沉积扩散阻挡层和金属层，并去除倒梯形凹槽Ⅲ之外的扩散阻挡层和金属层，形成具有倒梯形凹槽Ⅲ的自对准结构Ⅱ，填充扩散阻挡层和金属层之后的倒梯形凹槽Ⅲ与金属互连结构Ⅰ中的梯形金属结构能够密切键合；S04：对上述处理之后的自对准结构Ⅰ和自对准结构Ⅱ施加压力，进行键合，其中，自对准结构Ⅰ中的梯形金属结构与自对准结构Ⅱ中的倒梯形凹槽Ⅲ进行自对准。