键合方法及键合结构技术

本公开涉及一种键合方法及键合结构。所述键合方法包括如下步骤：提供第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆包括第一介质层、以及暴露于第一介质层的表面的第一导电层，第二晶圆包括第二介质层、以及暴露于第二介质层的表面的第二导电层；对第一晶圆和第二晶圆进行表面处理，形成覆盖第一介质层的第一键合层、以及覆盖第一导电层的第一处理层，并形成覆盖第二介质层的第二键合层、以及覆盖第二导电层的第二处理层；去除第一处理层和第二处理层，并键合连接第一键合层与第二键合层，以及键合连接第一导电层和第二导电层。本公开增强了键合结构的键合强度。合强度。合强度。

【技术实现步骤摘要】
键合方法及键合结构


[0001]本公开涉及半导体制造
，尤其涉及一种键合方法及键合结构。

技术介绍

[0002]键合工艺是半导体制造工艺中常用的工艺技术，通过键合工艺可以将多片晶圆连接在一起，形成堆叠结构。混合键合(Hybrid Bond)是将介质层之间的键合和金属层之间的键合同时进行的工艺，广泛应用于晶圆与晶圆之间的键合、以及晶圆与芯片之间的键合。在混合键合之前，为了增强介质层之间的键合强度，通常需要对晶圆或者芯片进行表面处理。表面处理工艺虽然能够增强介质层之间的键合强度，但是会减弱金属层之间的键合强度，从而对整个键合结构的性能产生影响。在混合键合工艺结束之后，通常需要对通过键合工艺形成的键合结构进行退火处理，以增强金属层之间的键合强度。然而，高温退火工艺对键合结构中器件层的性能会产生影响，特别是随着半导体结构尺寸的不断微缩，高温带来的损伤会更加明显，从而易在键合结构内部产生缺陷，影响键合结构的性能。
[0003]因此，如何同时增强介质层之间的键合强度和金属层之间的键合强度，从而改善键合结构的性能，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本公开一些实施例提供的键合方法及键合结构，用于同时增强介质层之间的键合强度和导电层之间的键合强度，从而实现对键合结构性能的改善。
[0005]根据一些实施例，本公开提供了一种键合方法，包括如下步骤：
[0006]提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一介质层、以及暴露于所述第一介质层的表面的第一导电层，所述第二晶圆包括第二介质层、以及暴露于所述第二介质层的表面的第二导电层；
[0007]对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行表面处理，形成覆盖所述第一介质层的第一键合层、以及覆盖所述第一导电层的第一处理层，并形成覆盖所述第二介质层的第二键合层、以及覆盖所述第二导电层的第二处理层；
[0008]去除所述第一处理层和所述第二处理层，并键合连接所述第一键合层与所述第二键合层，以及键合连接所述第一导电层和所述第二导电层。
[0009]在一些实施例中，对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行表面处理的具体步骤包括：
[0010]在含氮气氛下对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行表面处理，形成所述第一键合层、所述第一处理层、所述第二键合层和所述第二处理层。
[0011]在一些实施例中，去除所述第一处理层和所述第二处理层，并键合连接所述第一键合层与所述第二键合层，以及键合连接所述第一导电层和所述第二导电层的具体步骤包括：
[0012]去除所述第一处理层和所述第二处理层；
[0013]键合所述第一晶圆和所述第二晶圆，使得所述第一键合层与所述第二键合层键合连接、所述第一导电层与所述第二导电层键合连接。
[0014]在一些实施例中，去除所述第一处理层和所述第二处理层的具体步骤包括：
[0015]采用激光仅照射所述第一处理层和所述第二处理层，使得所述第一处理层和所述第二处理层均发生还原反应。
[0016]在一些实施例中，去除所述第一处理层和所述第二处理层，并键合连接所述第一键合层与所述第二键合层，以及键合连接所述第一导电层和所述第二导电层的具体步骤包括：
[0017]键合所述第一晶圆和所述第二晶圆，使得所述第一键合层与所述第二键合层键合连接、所述第一处理层与所述第二处理层键合连接；
[0018]去除所述第一处理层和所述第二处理层，并电连接所述第一导电层和所述第二导电层。
[0019]在一些实施例中，去除所述第一处理层和所述第二处理层的具体步骤包括：
[0020]采用激光退火工艺去除所述第一处理层和所述第二处理层。
[0021]在一些实施例中，所述第一晶圆还包括第一互连结构，所述第一互连结构与所述第一导电层背离所述第一处理层的一侧连接，所述第二晶圆还包括第二互连结构，所述第二互连结构与所述第二导电层背离所述第二处理层的一侧连接；采用激光退火工艺去除所述第一处理层和所述第二处理层的具体步骤包括：
[0022]采用激光照射所述第一互连结构背离所述第一导电层的一侧和所述第二互连结构背离所述第二导电层的一侧，使得所述第一处理层和所述第二处理层均发生还原反应。
[0023]在一些实施例中，所述激光为红外激光，所述第一互连结构的材料和所述第二互连结构的材料均为金属材料。
[0024]根据另一些实施例，本公开还提供了一种键合结构，包括：
[0025]第一晶圆，包括第一介质层、覆盖所述第一介质层的第一键合层、以及暴露于所述第一键合层的表面的第一导电层；
[0026]第二晶圆，包括第二介质层、覆盖所述第二介质层的第二键合层、以及暴露于所述第二键合层的表面的第二导电层，所述第一键合层与所述第二键合层键合连接，且所述第一导电层与所述第二导电层键合连接。
[0027]在一些实施例中，所述第一晶圆还包括第一垫片和第一互连结构，所述第一互连结构的一端与所述第一导电层电连接、另一端与所述第一垫片电连接，所述第一垫片用于接收激光能量；
[0028]所述第二晶圆还包括第二垫片和第二互连结构，所述第二互连结构的一端与所述第二导电层电连接、另一端与所述第二垫片电连接，所述第二垫片用于接收激光能量。
[0029]本公开一些实施例提供的键合方法及键合结构，在对待键合的第一晶圆和第二晶圆进行表面处理之后，形成覆盖第一晶圆中的第一介质层的第一键合层、以及覆盖第一晶圆中的第一导电层的第一处理层，并形成覆盖第二晶圆中的第二介质层的第二键合层、以及覆盖第二晶圆中的第二导电层的第二处理层，在键合第一晶圆和第二晶圆的工艺中，通过去除所述第一处理层和第二处理层，使得所述第一键合层与所述第二键合层键合，同时所述第一导电层与所述第二导电层键合，从而在混合键合工艺中既增强了第一介质层与第
二介质层之间的键合强度，也增强了第一导电层与第二导电层之间的键合强度，实现了对键合结构整体键合强度的提高，改善了键合结构的性能。本公开另一些实施例在去除第一处理层和第二处理层的过程中，仅对第一导电层和第二导电层进行热处理，避免了对第一晶圆中器件结构的损伤、以及第二晶圆中器件结构的损伤，从而减少了键合结构内部缺陷的产生，进一步改善了键合结构的性能。
附图说明
[0030]附图1是本公开具体实施方式中键合方法的流程图；
[0031]附图2
‑
附图7是本公开具体实施方式在键合第一晶圆和第二晶圆的过程中主要的工艺结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本公开提供的键合方法及键合结构的具体实施方式做详细说明。
[0033]本具体实施方式提供了一种键合方法，附图1是本公开具体实施方式中键合方法的流程图，附图2
‑
附图7是本公开具体实施方式在键合第一晶圆和第二晶圆的过程中主要的工艺结构示意图。如图1
‑
图7所示，所述键合方法，包括如下步骤：
[0034]步骤S11，提供第一晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种键合方法，其特征在于，包括如下步骤：提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一介质层、以及暴露于所述第一介质层的表面的第一导电层，所述第二晶圆包括第二介质层、以及暴露于所述第二介质层的表面的第二导电层；对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行表面处理，形成覆盖所述第一介质层的第一键合层、以及覆盖所述第一导电层的第一处理层，并形成覆盖所述第二介质层的第二键合层、以及覆盖所述第二导电层的第二处理层；去除所述第一处理层和所述第二处理层，并键合连接所述第一键合层与所述第二键合层，以及键合连接所述第一导电层和所述第二导电层。2.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行表面处理的具体步骤包括：在含氮气氛下对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行表面处理，形成所述第一键合层、所述第一处理层、所述第二键合层和所述第二处理层。3.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，去除所述第一处理层和所述第二处理层，并键合连接所述第一键合层与所述第二键合层，以及键合连接所述第一导电层和所述第二导电层的具体步骤包括：去除所述第一处理层和所述第二处理层；键合所述第一晶圆和所述第二晶圆，使得所述第一键合层与所述第二键合层键合连接、所述第一导电层与所述第二导电层键合连接。4.根据权利要求3所述的键合方法，其特征在于，去除所述第一处理层和所述第二处理层的具体步骤包括：采用激光仅照射所述第一处理层和所述第二处理层，使得所述第一处理层和所述第二处理层均发生还原反应。5.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，去除所述第一处理层和所述第二处理层，并键合连接所述第一键合层与所述第二键合层，以及键合连接所述第一导电层和所述第二导电层的具体步骤包括：键合所述第一晶圆和所述第二晶圆，使得所述第一键合层与所述第二键合层键合连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄凌艺，季宏凯，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：