芯片晶圆键合结构及键合方法技术

本发明专利技术提供一种芯片晶圆键合结构及键合方法。所述芯片晶圆键合结构包括：基底晶圆，具有第一表面，在所述第一表面设置有第一键合柱；键合层，位于所述基底晶圆的第一表面，所述键合层包括至少一键合槽，所述第一键合柱位于所述键合槽底部；至少一芯片，位于所述键合槽内，所述芯片朝向所述基底晶圆的表面具有第二键合柱，所述第一键合柱与所述第二键合柱键合连接。上述技术方案通过设置所述键合层及键合槽，在晶圆键合时无需对准晶圆标记，仅需将所述芯片放置于所述键合槽中，并在所述基底晶圆及所述芯片的表面设置所述第一键合柱及所述第二键合柱，通过所述第一键合柱及所述第二键合柱完成所述基底晶圆及所述芯片的键合，提高键合效率。键合效率。键合效率。

【技术实现步骤摘要】
芯片晶圆键合结构及键合方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种芯片晶圆键合结构及键合方法。

技术介绍

[0002]在半导体工艺中，要将若干个芯片键合至某一晶圆上的工艺越来越常见。图1所示为现有技术中的芯片的示意图。图2为现有技术中芯片键合至晶圆的位置示意图。如图1～图2所示，将三个芯片11、12、13键合至晶圆21的区域210内，具体地，将芯片11键合至区域a，将芯片12键合至区域b，将芯片13键合至区域c。现有技术中的键合方法是通过芯片上的对准标记10与晶圆上的对准标记20对准后，将芯片键合至晶圆。然后，每键合一芯片，都需要做一次对准，生产效率低。
[0003]因此，如何提高芯片晶圆键合效率，是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是如何提高芯片与晶圆键合效率，提供一种芯片晶圆键合结构及键合方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种芯片晶圆键合结构，包括：基底晶圆，具有第一表面，在所述第一表面设置有第一键合柱；键合层，位于所述基底晶圆的第一表面，所述键合层包括至少一键合槽，所述第一键合柱位于所述键合槽底部；至少一芯片，位于所述键合槽内，所述芯片朝向所述基底晶圆的表面具有第二键合柱，所述第一键合柱与所述第二键合柱键合连接。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种芯片晶圆键合方法，包括如下步骤：提供一基底晶圆与一芯片，所述基底晶圆具有第一表面，在所述第一表面设置有第一键合柱，所述芯片的一表面具有第二键合柱；在所述基底晶圆的第一表面形成键合层；在所述键合层形成至少一键合槽，所述键合槽底部暴露出所述第一键合柱；将所述芯片置于所述键合槽中，并将所述第一键合柱与所述第二键合柱键合连接，以形成芯片晶圆键合结构。
[0007]上述技术方案通过在所述基底晶圆表面设置所述键合层及键合槽，在执行芯片键合到晶圆上的键合操作时利用键合槽的限位来确定芯片的放置位置，无需在执行键合操作之前利用芯片及基底晶圆上的对准标记进行对准，大大提高了键合效率。
[0008]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其它的附图。
[0010]图1为现有技术中的芯片的示意图。
[0011]图2为现有技术中芯片键合至晶圆的位置示意图。
[0012]图3A为本专利技术所述芯片晶圆键合结构的一实施例的结构示意图。
[0013]图3B为图3A沿AA
’
线的剖视图。
[0014]图4A为本专利技术所述芯片晶圆键合结构的另一实施例的结构示意图。
[0015]图4B为图4A沿BB
’
线的剖视图。
[0016]图5为本专利技术所述芯片晶圆键合方法的一实施例的步骤流程图。
[0017]图6A～图6D为本专利技术所述芯片晶圆键合方法的一实施例的工艺流程图。
[0018]图7A～图7J为本专利技术所述芯片晶圆键合方法的另一实施例的工艺流程图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术提供的芯片晶圆键合结构及键合方法的具体实施方式做详细说明。
[0020]请参阅图3A～图3B，其中，图3A为本专利技术所述芯片晶圆键合结构的一实施例的结构示意图，图3B为图3A沿AA
’
线的剖视图。如图3A～图3B所示，所述芯片晶圆键合结构包括：基底晶圆31、键合层32、芯片33。所述基底晶圆31具有第一表面S1，在所述第一表面S1设置有第一键合柱34。所述键合层32位于所述基底晶圆31的第一表面S1，所述键合层32包括至少一键合槽321，所述第一键合柱34位于所述键合槽321底部。所述芯片33位于所述键合槽321内，所述芯片33朝向所述基底晶圆31的表面具有第二键合柱35，所述第一键合柱34与所述第二键合柱35键合连接。
[0021]上述技术方案通过在所述基底晶圆31表面设置所述键合层32及键合槽321，在执行芯片33键合到晶圆上的键合操作时利用键合槽32的限位来确定芯片33的放置位置，无需在执行键合操作之前利用芯片33及基底晶圆31上的对准标记进行对准，大大提高了键合效率。
[0022]在一些实施例中，所述键合槽的数量与所述基底晶圆上需要键合的芯片的数量相同。如图3A所示，本实施例中，所述芯片晶圆键合结构中的所述芯片33为3个，则所述键合层具有三个所述键合槽，每一所述芯片分别放置在一个所述键合槽中。每一所述芯片33表面的第二键合柱35与所述键合槽321底部的第一键合柱34对应键合。
[0023]如图3B所示，在一些实施例中，在平行于所述键合层32表面的方向(如图中的X方向)，所述芯片33与所述键合槽321侧壁具有空隙P1。根据所述第一键合柱34及所述第二键合柱35对准精度要求定义空隙P1大小。设置所述空隙P1，有利于所述芯片33顺利进入所述键合槽321并对准所述第一键合柱34及所述第二键合柱35。键合完成后，可以对所述键合槽321及所述空隙P1填充具有流动性的材料，也可以不进行填充。
[0024]在一些实施例中，所述基底晶圆31的第一表面S1侧设置有电路层310，所述第一键合柱34与所述电路层310电连接。所述电路层310即为所述基底晶圆31表面的集成电路，所述第一键合柱34用于电连接所述电路层310及所述芯片。
[0025]在一些实施例中，所述键合层32为绝缘层。所述键合层32需设置一定的高度，使芯片置入后不易掉出。
[0026]请参阅图4A～图4B，其中，图4A为本专利技术所述芯片晶圆键合结构的另一实施例的结构示意图；图4B为图4A沿BB
’
线的剖视图。如图4A～图4B所示，与图3A～图3B所示的实施例不同的是，本实施例中所述基底晶圆31具有与所述第一表面S1相对设置的第二表面S2，所述基底晶圆31的第二表面S2侧设置有电路层310，且所述第二表面S2设置有第三键合柱40，所述第三键合柱40与所述电路层310电连接，且所述第一键合柱34与所述第三键合柱40通过键合电路连接。通过设置所述第三键合柱40以及键合电路，将位于所述基底晶圆31远离键合层32的第二表面S2的电路层310连接至所述第一键合柱34，完成电路层310与芯片的电连接。
[0027]如图4B所示，在一些实施例中，所述键合电路包括：第一连接层41、第二连接层42、第三连接层43。所述第一连接层41设置在所述基底晶圆31的第二表面S2，所述第一连接层41包括第一导电连线411，所述第一导电连线41本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片晶圆键合结构，其特征在于，包括：基底晶圆，具有第一表面，在所述第一表面设置有第一键合柱；键合层，位于所述基底晶圆的第一表面，所述键合层包括至少一键合槽，所述第一键合柱位于所述键合槽底部；至少一芯片，位于所述键合槽内，所述芯片朝向所述基底晶圆的表面具有第二键合柱，所述第一键合柱与所述第二键合柱键合连接。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，在平行于所述键合层表面的方向，所述芯片与所述键合槽侧壁具有空隙。3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述基底晶圆的第一表面侧设置有电路层，所述第一键合柱与所述电路层电连接。4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述基底晶圆具有与所述第一表面相对设置的第二表面，所述基底晶圆的第二表面侧设置有电路层，且所述第二表面设置有第三键合柱，所述第三键合柱与所述电路层电连接，且所述第一键合柱与所述第三键合柱通过键合电路连接。5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述键合电路包括：第一连接层，设置在所述基底晶圆的第二表面，所述第一连接层包括第一导电连线，所述第一导电连线与所述第三键合柱电连接；第二连接层，自所述基底晶圆的第二表面贯穿所述基底晶圆至所述第一表面，所述第二连接层具有第二导电连线，所述第二导电连线朝向所述第一连接层的一端与所述第一导电连线电连接；第三连接层，设置在所述基底晶圆的第一表面，所述第三连接层具有第三导电连线，所述第三导电连线朝向所述第二连接层的一端与所述第二导电连线电连接，所述第一键合柱设置在所述第三连接层背离所述基底晶圆的表面，且所述第一键合柱与所述第三导电连线电连接，所述键合层位于所述第三连接层背离所述基底晶圆的表面。6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，还包括：载体晶圆，位于所述第一连接层背离所述基底晶圆的表面。7.一种芯片晶圆键合方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一基底晶圆与一芯片，所述基底晶圆具有第一表面，在所述第一表面设置有第一键合柱，所述芯片的一表面具有第二键合柱；在所述基底晶圆的第一表面形成键...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝天，丁潇，
申请(专利权)人：芯盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：