用于活化暴露层的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于活化结构(1)的暴露层(10)的方法，包括提供包括暴露层(10)的结构(1)和在提供所述结构(1)之前或之后在所述反应室中沉积基于化学式C

【技术实现步骤摘要】
用于活化暴露层的方法


[0001]本专利技术涉及用于活化诸如衬底的结构表面的方法的领域。通常，微电子器件领域是目标领域。其在衬底的直接接合领域具有特别有利的应用。

技术介绍

[0002]通常已知通过直接接合来组装多个衬底以制造微电子器件。为此，有解决方案实施等离子体活化，从而可以提高所组装的衬底之间的接合能。在这些方案中，衬底的暴露层通常在组装之前通过基于氧或氮的活化等离子体进行处理。在实践中，所获得的接合能量仍然太有限。
[0003]在氧基活化等离子体中注入氟化气体(例如化学式CF4的四氟化碳或化学式SF6的六氟化硫)，可以增加在该处理之后所组装的两个衬底之间的接合能。在实践中该解决方案被证明是受限的，特别是由于在等离子体活化处理期间对暴露层的蚀刻。
[0004]已知，特别是从文献US10434749B2中已知一种包括在通过将衬底与另一衬底直接接合而进行组装之前，在衬底的暴露层上形成包含氟的接合层的方法。该接合层尤其可以通过使用包含CF4或SF6的蚀刻等离子体处理暴露层来形成。该接合层在接合之前被活化并最终改变其表面化学物质。然而，该解决方案仍然有待改进。
[0005]因此，本专利技术的目的是提出一种旨在改善衬底上的直接接合的解决方案，特别是旨在限制暴露层的蚀刻。
[0006]本专利技术的其他目的、特征和优点将在回顾以下描述和附图后显现。应当理解，可以结合其他优点。

技术实现思路

[0007]为了实现该目的，根据第一方面，提供了一种用于活化结构的暴露层的方法，包括：<br/>[0008]在反应器、优选为等离子体反应器中提供包括暴露层的结构，该反应器包括反应室，该结构设置在该反应室内，
[0009]在提供该结构之前或之后，在反应室中沉积基于化学式C
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H
y
F
z
的材料的层，x、y和z为正整数，至少x和z不为零，
[0010]在该结构的存在下，通过基于氧和氮中的至少一种的活化等离子体对基于化学式C
x
H
y
F
z
的层进行处理，该活化等离子体的处理被配置为至少部分地、优选完全地消耗基于化学式为C
x
H
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的材料的层，以便活化该结构的暴露层。
[0011]这种方法可以在时间上分离氟化层的形成和活化等离子体的活化。随后的接合由于接合能的增加而得到改善。另一方面，相对于在活化等离子体中引入氟化气体的解决方案，暴露层的消耗得以限制。
[0012]在本专利技术的开发过程中，已经进一步强调了化学式C
x
H
y
F
z
的层的沉积相对于实施基于SF6或CF4的等离子体增强沉积的当前的解决方案，限制并且优选地避免了在等离子体
活化之前对暴露层的蚀刻。
[0013]在等离子体活化之前的化学式C
x
H
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F
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的层(也称为C
x
H
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层)的沉积与活化暴露层的当前解决方案明显不同。就这点而言，本领域技术人员将被劝阻沉积含碳的物质，因为碳通常被认为是获得高接合能应该被禁止的。在该方法中，在等离子体活化期间，C
x
H
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层的碳以气体排放的形式，例如以式CO、CO2或CN气体的形式得以去除。可以在限制了层蚀刻的同时获得接合能的增加。
[0014]此外，该解决方案不同于实施CF4等离子体的当前解决方案，这种当前解决方案导致暴露层的蚀刻，并且不可能在暴露层的表面上沉积氟化层。
[0015]为了限制暴露层的蚀刻，本领域技术人员宁愿考虑降低添加到蚀刻O2等离子体中的CF4或SF6的浓度，这将降低所产生的接合能。在等离子体活化之前沉积化学式C
x
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的层能够实现更好的再现性并节省时间。
[0016]本专利技术的第二方面涉及一种用于将结构的暴露层与不同衬底的暴露层接合的方法，包括：
[0017]通过实施根据第一方面的方法来活化结构的暴露层，
[0018]使该结构的暴露层与不同衬底的暴露层接触。
[0019]优选地，该结构的暴露层与不同衬底的暴露层通过直接接合组装。该方法具有根据第一方面的方法的效果和优点。该接合方法可以获得具有接合界面的组件，该接合界面在结构的暴露层和不同衬底的暴露层之间，相对于当前解决方案有所改进。该接合方法可以获得相对于当前解决方案具有改善的接合能的组件。
附图说明
[0020]本专利技术的目标、目的以及特征和优点将从以下附图所示的本专利技术的实施方式的详细描述中得到最好的体现，其中：
[0021]图1表示根据一实施方式的示例，具有暴露层的结构的横截面图。
[0022]图2A表示在根据图1所示的实施方式的示例的结构的暴露层上沉积基于化学式C
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的材料的层的示例期间，反应器的反应室的横截面图。
[0023]图2B表示根据图2A所示实施方式的示例，在结构的暴露层上沉积基于化学式C
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的材料的层之后的反应器的反应室的横截面图。
[0024]图2C表示根据图2B所示实施方式的示例，具有暴露层和基于化学式为C
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的材料的层的结构的横截面图。
[0025]图2D表示根据图2C所示实施方式的示例的结构的等离子体活化处理示例的横截面图。
[0026]图3A表示根据一个实施方式的示例，在基于化学式C
x
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的材料的层的沉积期间的反应器的反应室的横截面视图。
[0027]图3B表示根据图3A所示实施方式的示例，在反应室壁上沉积基于化学式C
x
H
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的材料的层之后，反应器的反应室的横截面图。
[0028]图3C表示根据图3B所示实施方式的示例，在活化等离子体处理期间，包括根据图1所示实施方案的示例的结构的反应器的反应室的横截面图。
[0029]图4表示具有活化的暴露层的结构的横截面图，例如根据图2D或3C所示的示例。
[0030]图5表示具有根据图4所示示例的活化的暴露层的结构与不同衬底的暴露层的组件的截面图。
[0031]图6示意性地表示可用于实施本专利技术方法的反应器的实例。
[0032]图7表示根据本方法的实施方式的几个示例及对比例的具有活化的暴露层的结构与不同衬底的暴露层的组件的结合能的曲线图。
[0033]附图作为示例给出，并不限制本专利技术。它们构成旨在促进理解本专利技术的原理示意图，并不一定符合实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于活化结构(1)的暴露层(10)的方法，包括：在反应器(2)中提供包括暴露层(10)的结构(1)，所述反应器(2)包括反应室(20)，所述结构(1)置于所述反应室(20)中；在提供所述结构(1)之前或之后，在所述反应室(20)中沉积基于化学式C
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的材料的层(11)，x、y和z为正整数，至少x和z不为零，在所述结构(1)存在的情况下，由活化等离子体(3)对所述基于化学式C
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的材料的层(11)进行处理，所述等离子体(3)基于氧和氮中的至少一种，所述活化等离子体(3)的处理被配置为至少部分地消耗所述基于化学式C
x
H
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的材料的层(11)，以便活化所述结构(1)的所述暴露层(10)。2.根据前一权利要求所述的方法，其中，在所述反应室(20)中进行沉积之前提供所述结构(1)，从而在所述结构(1)的暴露层(10)上沉积所述基于化学式C
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的材料的层(11)。3.根据前一权利要求所述的方法，其中，在同一反应室(20)中进行所述基于化学式C
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的材料的层(11)的沉积和所述活化等离子体(3)的处理。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述反应室(20)中沉积所述基于化学式C
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的材料的层(11)之后并在所述活化等离子体(3)的处理之前提供所述结构(1)，从而在所述反应室(20)的壁(200)上沉积所述基于化学式C
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的材料的层(11)，并且，在同一反应室(20)中进行所述基于化学式C
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的材料的层(11)的沉积和所述活化等离子体(3)的处理。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，进行所述活化等离子体(3)的处理，以便消耗所述基于化学式C
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的材料的层(11)至少90％的碳原子，优选消耗全部的碳原子。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述活化等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔，
申请(专利权)人：法国原子能源和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：