一种晶圆键合结构的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种晶圆键合结构的制造方法，包括：（1）提供待键合的上晶圆和下晶圆；（2）在所述上晶圆和下晶圆的边缘分别形成一台阶形状；（3）形成分别贯穿所述上晶圆和下晶圆的台阶形状与其下表面的通孔；（4）在上晶圆和下晶圆以及所述通孔中设置键合金属，并进行高温键合形成金属通孔以及晶圆间键合金属；（5）用刚性金属材料覆盖所述台阶和上晶圆侧面、下晶圆侧面、键合金属侧面形成金属层，所述金属层截面呈C字形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体封装件，尤指一种晶圆键合结构的制造方法。
技术介绍
现有的晶圆键合，一般是将两个硅晶圆直接键合或者通过一键合金属进行间接键合，但是无论何种键合方式，都需要经受一高温处理过程，由此会产生一定的内部应力。如图1所示，上晶圆1和下晶圆2通过中间的键合金属3进行键合形成键合结构，但是由于晶圆间以及晶圆与键合金属间的应力，会在边缘位置形成翘曲区域4，该翘曲区域是不利于后续的使用的。如何防止键合边缘的翘曲和开裂是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
基于解决上述晶圆键合中的问题，本专利技术提供了一种晶圆键合结构的制造方法，包括：（1）提供待键合的上晶圆和下晶圆；（2）在所述上晶圆和下晶圆的边缘分别形成一台阶形状；（3）形成分别贯穿所述上晶圆和下晶圆的台阶形状与其下表面的通孔；（4）在上晶圆和下晶圆以及所述通孔中设置键合金属，并进行高温键合形成金属通孔以及晶圆间键合金属；（5）用刚性金属材料覆盖所述台阶和上晶圆侧面、下晶圆侧面、键合金属侧面形成金属层，所述金属层截面呈C字形。根据本专利技术的实施例，所述金属层与所述键合金属的材质相同。根据本专利技术的实施例，所述金属层与所述键合金属的材质均为铜。根据本专利技术的实施例，所述上晶圆和下晶圆均为硅晶圆。根据本专利技术的实施例，所述高温键合包括在压力下进行高温键合。根据本专利技术的实施例，所述金属通孔的直径为5-10微米。根据本专利技术的实施例，所述金属通孔的间距为10微米左右。本专利技术的技术方案，利用晶圆键合结构中周边的C字形金属层防止键合结构边缘的翘曲，金属层的刚性可以抑制由于键合产生的应力；进一步的，贯穿所述晶圆的金属通孔连接上下两个晶圆，抵消边缘翘曲的应力，并且有助于边缘位置的散热，由于金属的颜色与晶圆颜色不同（较深），金属通孔可以作为对准标记使用。附图说明图1为现有的晶圆键合结构的剖面图；图2为本专利技术的晶圆键合结构的剖面图；图3-7为本专利技术的晶圆键合结构的制造方法的示意图。具体实施方式参见图2，本专利技术提供了一种晶圆键合结构，包括：通过键合金属3键合在一起的上晶圆1和下晶圆2；所述上晶圆1和下晶圆2的边缘分别具有一台阶形状5、6，所述上晶圆1和下晶圆2的台阶形状5、6相背离并且相对于所述键合金属3对称；覆盖所述台阶形状5、6和上晶圆1侧面、下晶圆2侧面、键合金属3侧面的金属层7，所述金属层7截面呈C字形。所述金属层7与所述键合金属3的材质相同，优选的，所述金属层与所述键合金属的材质均为铜。所述上晶圆和下晶圆均为硅晶圆。金属通孔8位于所述上晶圆1和下晶圆2的台阶形状5处，从所述台阶形状5处露出。其中，所述金属通孔8的材质与所述键合金属3相同。其制造方法如图3-7所示，包括：（1）如图3，提供待键合的上晶圆1和下晶圆2；（2）如图4，在所述上晶圆1和下晶圆2的边缘分别形成一台阶形状5、6；（3）如图5，形成分别贯穿所述上晶圆1和下晶圆2的台阶形状5、6与其下表面的均匀分布的通孔9、10；（4）如图6，在上晶圆1和下晶圆2以及所述通孔中设置键合金属3，并进行高温键合形成金属通孔8以及晶圆间键合金属3；所述高温键合包括在压力下进行高温键合；（5）如图7，用刚性金属材料覆盖所述台阶和上晶圆侧面、下晶圆侧面、键合金属侧面形成金属层7，所述金属层7截面呈C字形。其中，所述金属通孔8的直径为5-10微米，所述金属通孔8的间距为10微米左右。最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆键合结构的制造方法，包括：（1）提供待键合的上晶圆和下晶圆；（2）在所述上晶圆和下晶圆的边缘分别形成一台阶形状；（3）形成分别贯穿所述上晶圆和下晶圆的台阶形状与其下表面的通孔；（4）在上晶圆和下晶圆以及所述通孔中设置键合金属，并进行高温键合形成金属通孔以及晶圆间键合金属；（5）用刚性金属材料覆盖所述台阶和上晶圆侧面、下晶圆侧面、键合金属侧面形成金属层，所述金属层截面呈C字形。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合结构的制造方法，包括：（1）提供待键合的上晶圆和下晶圆；（2）在所述上晶圆和下晶圆的边缘分别形成一台阶形状；（3）形成分别贯穿所述上晶圆和下晶圆的台阶形状与其下表面的通孔；（4）在上晶圆和下晶圆以及所述通孔中设置键合金属，并进行高温键合形成金属通孔以及晶圆间键合金属；（5）用刚性金属材料覆盖所述台阶和上晶圆侧面、下晶圆侧面、键合金属侧面形成金属层，所述金属层截面呈C字形。2.根据权利要求1所述的晶圆键合结构的制造方法，其特征在于，所述金属层与所述键合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉清，
申请(专利权)人：南通沃特光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32