键合方法及键合结构技术

本发明专利技术实施例公开了一种键合方法及键合结构。该键合方法包括：提供第一基底、第二基底；在所述第一基底上沉积第一键合层，并在所述第二基底上沉积第二键合层；采用激光扫描的方式激活所述第一键合层，并通过所述第一键合层、所述第二键合层将所述第一基底与所述第二基底键合。本发明专利技术可以在对键合区域进行界面激活的同时，无需激活键合区域外的界面，极大的提高了键合的效率。提高了键合的效率。提高了键合的效率。

【技术实现步骤摘要】
键合方法及键合结构


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种键合方法及键合结构。

技术介绍

[0002]三维异质集成是延续摩尔定律、减小芯片面积以及提高芯片性能的一种重要的方式，其具有高带宽、低延迟、低功耗等优点，在5G、AI、高效运算（High Performance Computing，HPC）芯片等领域的具有广泛应用。在三维异质集成中，通常将晶圆与晶圆之间、晶圆和芯片之间以及芯片和芯片之间进行熔融键合（Fusion Bonding，FB）和混合键合（Hybrid Bonding，HB）以实现各半导体器件互连。然而，无论是熔融键合，还是混合键合，键合界面在键合前的活化是键合工艺中的重要一环，其直接决定着键合的质量。
[0003]以现有的芯片与晶圆（C2W）之间的键合技术为例，在进行芯片与晶圆之间的键合时，需要将键合的芯片从晶圆上切割后，全部清洗以在芯片表面进行化学激活，同时与该芯片进行键合的晶圆表面也需要进行化学激活，芯片、晶圆的表面均进行化学激活后，便可以将芯片对准晶圆以进行键合。
[0004]目前，在对晶圆、芯片进行化学激活时，通常采用等离子体激活的方式实现。然而，在芯片与晶圆之间进行键合时，等离子体激活的方式只能对晶圆的整个表面进行一次性激活，无法实现对晶圆表面进行选择性的激活。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种键合方法及键合结构，可以在对键合区域进行界面激活的同时，无需激活键合区域外的界面，极大的提高了键合的效率。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种键合方法，其包括：提供第一基底、第二基底；在所述第一基底上沉积第一键合层，并在所述第二基底上沉积第二键合层；采用激光扫描的方式激活所述第一键合层，并通过所述第一键合层、所述第二键合层将所述第一基底与所述第二基底键合。
[0007]进一步地，在所述的键合方法中，所述在所述第一基底上沉积第一键合层，包括：在所述第一基底上沉积第一保护层；在所述第一保护层上沉积所述第一键合层。
[0008]更进一步地，在所述的键合方法中，所述第一保护层的原子之间化学键能高于所述第一键合层的原子之间化学键能。
[0009]更进一步地，在所述的键合方法中，所述第一键合层的材料包括氧化硅、氮化硅中的一种或多种，所述第一保护层的材料包括碳化硅。
[0010]进一步地，在所述的键合方法中，所述采用激光扫描的方式以激活所述第一键合层、所述第二键合层，并通过所述第一键合层、所述第二键合层将所述第一基底与所述第二基底键合，包括：
确定所述第一键合层的键合区域以及所述第二键合层的键合区域；对所述第一键合层的键合区域以及所述第二键合层的键合区域进行亲水性处理；采用飞秒激光对所述第一键合层的键合区域进行界面扫描，以激活所述第一键合层的键合区域；分别对所述第一键合层的键合区域、所述第二键合层的键合区域进行清洗处理；将所述第一键合层的键合区域与所述第二键合层的键合区域进行界面贴合，并进行退火处理，以实现所述第一基底与所述第二基底键合。
[0011]更进一步地，在所述的键合方法中，在所述分别对所述第一键合层的键合区域、所述第二键合层的键合区域进行清洗处理之前，还包括：采用飞秒激光对所述第二键合层的键合区域进行界面扫描，以激活所述第二键合层的键合区域。
[0012]更进一步地，在所述的键合方法中，所述在所述第二基底上沉积第二键合层，包括：在所述第二基底上沉积第二保护层；在所述第二保护层上沉积所述第二键合层。
[0013]更进一步地，在所述的键合方法中，所述第二保护层的原子之间化学键能高于所述第二键合层的原子之间化学键能。
[0014]更进一步地，在所述的键合方法中，所述第二键合层的材料包括氧化硅、氮化硅中的一种或多种，所述第二保护层的材料包括碳化硅。
[0015]进一步地，在所述的键合方法中，所述第一基底包括晶圆、芯片中的一种或多种，所述第二基底包括晶圆、芯片中的一种或多种。
[0016]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种键合结构，其包括：第一基底，所述第一基底包括第一键合层；第二基底，所述第二基底包括第二键合层；其中，所述第一键合层经激光扫描激活后，进行界面键合以实现互连。
[0017]本专利技术提供了一种键合方法及键合结构，通过采用激光扫描的方式在对键合区域进行界面激活时，无需激活键合区域外的界面，同时为了避免激光在进行面扫描时出现穿透的问题，导致第一基底的内部结构受到破坏，本申请还可以在第一基底与第一键合层之间设置第一保护层，从而实现了对第一基底、第二基底的内部结构进行保护。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的键合方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的激光激活的原理图；图3为本专利技术实施例提供的键合方法一流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的键合结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一键合结构示意图；
图6为本专利技术实施例提供的另一键合结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一键合结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二等描述各种组件，但这些组件不应受限于这些术语。这些术语用于使一个组件区别于另一个组件。例如，第一组件可以称为第二组件，类似地，第二组件可以称为第一组件，而不背离本专利技术的范围。
[0022]还应当理解，当称一个组件在另一个组件“上”、“连接”另一个组件时，它可以直接在另一个组件上或者连接另一个组件，或者还可以存在插入的组件。其他的用于描述组件之间关系的词语应当以类似的方式解释。
[0023]如本文所使用的，术语“层”是指具有厚度的区域的材料部分。层可以在下方或上方结构的整体之上延伸，或者可以具有小于下方或上方结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构的厚度的均质或非均质连续结构的区域。例如，层可以位于在连续结构的顶表面和底表面之间或在顶表面和底表面处的任何水平面对之间，同时层还可以水平、垂直和/或沿倾斜表面延伸。
[0024]请参阅图1和图4，图1为本专利技术实施例提供的键合方法流程示意图，图4为本专利技术实施例提供的键合结构示意图。如图1和图4所示，一种键合方法，其包括：S110、提供第一基底101、第二基底201；S120、在所述第一基底101上沉积第一键合层103，并在所述第二基底201上沉积第二键合层203；S130、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种键合方法，其特征在于，包括：提供第一基底、第二基底；在所述第一基底上沉积第一键合层，并在所述第二基底上沉积第二键合层；采用激光扫描的方式激活所述第一键合层，并通过所述第一键合层、所述第二键合层将所述第一基底与所述第二基底键合。2.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，所述在所述第一基底上沉积第一键合层，包括：在所述第一基底上沉积第一保护层；在所述第一保护层上沉积所述第一键合层。3.根据权利要求2所述的键合方法，其特征在于，所述第一保护层的原子之间化学键能高于所述第一键合层的原子之间化学键能。4.根据权利要求3所述的键合方法，其特征在于，所述第一键合层的材料包括氧化硅、氮化硅中的一种或多种，所述第一保护层的材料包括碳化硅。5.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，所述采用激光扫描的方式以激活所述第一键合层、所述第二键合层，并通过所述第一键合层、所述第二键合层将所述第一基底与所述第二基底键合，包括：确定所述第一键合层的键合区域以及所述第二键合层的键合区域；对所述第一键合层的键合区域以及所述第二键合层的键合区域进行亲水性处理；采用飞秒激光对所述第一键合层的键合区域进行界面扫描，以激活所述第一键合层的键合区域；分别对所述第一键合层的键合区域、所述第二键合层的键合区域进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张越，刘天建，田应超，
申请(专利权)人：湖北三维半导体集成创新中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：