本发明专利技术提供一种Al-Ge共晶键合预处理方法及键合方法，所述预处理方法包括如下步骤：提供一表面具有锗顶层的第一衬底及一表面具有铝顶层的第二衬底；充入化学性质不活泼的气体，排除空气，防止所述锗顶层及铝顶层被氧化。本发明专利技术的优点在于，没有采用还原性气体去除铝及锗表面的氧化层，而是采用化学性质不活泼的气体排除空气，防止铝及锗氧化。在预键合及键合过程中只存在非活泼性气体（如N2）或者惰性气体，无需还原性气体（通常是H2）的引入，简化工艺，降低成本，提高工艺操作安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
MEMS技术最近几年发展迅速，产品应用到了国民生活的方方面面。智能社会的建立和物联网的发展普及离不开MEMS的技术发展和产品开发。现在MEMS的产品尺寸有越来越小的趋势，功耗要求也越来越高。WLCSP作为一项新兴技术在MEMS器件集成度越来越高的前提下可以减小产品尺寸，降低功耗和成本。Al-Ge作为与普通半导体兼容的材料拥有较低的共融温度，满足IC晶圆的热平衡要求。Al-Ge共晶键合后，拥有很好的电连接性能及气密性，完全可以满足MEMS和IC器件对电连接的要求及封闭腔体真空度的要求。但是，Al和Ge的表面都非常易于氧化，在键合时需要引入还原性气体(如H2)以还原氧化层，还原性气体的加入会增加成本，还会有安全方面的隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供，它没有采用还原性气体去除铝及锗表面的氧化层，而是采用化学性质不活泼的气体排除空气，防止铝及锗氧化，降低键合成本，提高键合安全性。为了解决上述问题，本专利技术提供一种Al-Ge共晶键合预处理方法，包括如下步骤:提供一表面具有锗顶层的第一衬底及一表面具有铝顶层的第二衬底；充入化学性质不活泼的气体，排除空气，防止所述锗顶层及铝顶层被氧化。本专利技术还提供一种键合方法，包括如下步骤:提供一表面具有锗顶层的第一衬底及一表面具有铝顶层的第二衬底；充入化学性质不活泼的气体，排除空气，防止所述锗顶层及铝顶层被氧化；以所述锗顶层及所述铝顶层为中间层对所述第一衬底及第二衬底进行键入口 ο在所述键合步骤之前，进一步包括一以所述锗顶层及所述铝顶层为中间层对所述第一衬底及第二衬底进行预键合的步骤:对键合腔体抽真空至预设值，并加热所述第一衬底及第二衬底至预键合温度；将所述第一衬底的锗顶层与所述第二衬底的铝顶层贴合，并施加预键合压力，保持一定时间。所述预键合温度为380~400摄氏度，所述预键合压力为5000~40000牛顿，所述预键合时间为:Γ15分钟。在所述键合步骤之前，在充入化学性质不活泼的气体之前，进一步包括一将所述锗顶层与所述铝顶层对准的步骤。在对准步骤中，所述第一衬底与所述第二衬底互不接触。在所述键合步骤之后，进一步包括一降压降温步骤:撤销键合压力；充入化学性质不活泼的气体；冷却至室温。所述键合步骤的键合温度为420~450摄氏度，键合压力为20000~50000牛顿，键合时间为5~30分钟。所述锗顶层厚度为0.35~1微米，所述铝顶层的厚度为0.5?I微米，所述铝顶层的厚度大于所述锗顶层的厚度。所述锗顶层及所述铝顶层为图形化的锗顶层及铝顶层，所述锗顶层的图形的尺寸为10 ~100微米，所述铝顶层的图形的尺寸为10 ~100微米，所述铝顶层的图形的尺寸大于所述锗顶层的图形的尺寸。本专利技术的优点在于，没有采用还原性气体去除铝及锗表面的氧化层，而是采用化学性质不活泼的气体排除空气，防止铝及锗氧化。在预键合及键合过程中只存在化学性质不活泼的气体(如N2或者惰性气体)，无需还原性气体(通常是H2)的引入，简化工艺，降低成本，提高工艺操作安全性。【附图说明】图1为本专利技术Al-Ge共晶键合的预处理方法的步骤示意图； 图2所示为本专利技术键合方法的步骤示意图； 图3A~图3D为本专利技术Al-Ge共晶键合的方法的工艺流程图； 图4为预键合步骤示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术提供的Al-Ge共晶键合预处理的方法及键合方法的【具体实施方式】做详细说明。参见图1，本专利技术Al-Ge共晶键合预处理方法包括如下步骤: 步骤S10，提供一表面具有锗顶层的第一衬底及一表面具有铝顶层的第二衬底。所述第一衬底及第二衬底可以为硅衬底。为了使附图能更清楚地显示本专利技术，锗顶层及铝顶层的尺寸在附图中被夸大。在本【具体实施方式】中，所述锗顶层及铝顶层通过金属沉积的方式形成。且所述锗顶层及铝顶层进行图形化处理，形成图形化的锗顶层及图形化的铝顶层。所述锗顶层的厚度为0.35~1微米，所述铝顶层的厚度为0.5?2微米。优选地，所述铝顶层的厚度大于所述锗顶层的厚度。所述锗顶层的图形的尺寸为10~100微米，所述铝顶层的图形的尺寸为10 ~100微米。优选地，所述铝顶层的图形的尺寸大于所述锗顶层的图形的尺寸。所述铝顶层的图形的尺寸和所述锗顶层的图形的尺寸指的是键合表面的最短边的边长。优选地，所述锗顶层的图形的宽度及所述铝顶层的图形的宽度均大于15微米。步骤S11、充入化学性质不活泼的气体，排除空气，防止所述锗顶层及铝顶层被氧化。在现有技术中，通过通入还原性气体来将锗顶层表面及铝顶层表面的氧化层还原。而在本步骤中，则是通过充入化学性质不活泼的气体来保护锗顶层表面及铝顶层表面，防止其被氧化。本专利技术没有引入还原性气体，简化工艺，降低成本，提高工艺操作安全性。所述化学性质不活泼的气体包括氮气及惰性气体。参见图2，本专利技术键合方法包括如下步骤:步骤S20，提供一表面具有锗顶层的第一衬底及一表面具有铝顶层的第二衬底；步骤S21，将所述锗顶层与所述铝顶层对准；步骤S22，充入化学性质不活泼的气体，排除空气，防止所述锗顶层及铝顶层被氧化；步骤S23，以所述锗顶层及所述铝顶层为中间层对所述第一衬底及第二衬底进行预键合；步骤S24，以所述锗顶层及所述铝顶层为中间层对所述第一衬底及第二衬底进行键合。图3A~图3D为本专利技术键合方法的工艺流程图。参见图3A及步骤S20，提供一表面具有锗顶层301的第一衬底300及一表面具有铝顶层311的第二衬底310。所述第一衬底300及第二衬底310可以为硅衬底。为了使附图能更清楚地显示本专利技术，锗顶层301及铝顶层311的尺寸在附图中被夸大。在本【具体实施方式】中，所述锗顶层301及铝顶层311通过金属沉积的方式形成。所述锗顶层301的厚度为0.35~1微米，所述铝顶层311的厚度为0.5?2微米。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Al‑Ge共晶键合预处理方法，其特征在于，包括如下步骤： 提供一表面具有锗顶层的第一衬底及一表面具有铝顶层的第二衬底； 充入化学性质不活泼的气体，排除空气，防止所述锗顶层及铝顶层被氧化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾佳烨，王宇翔，
申请(专利权)人：上海矽睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。