【技术实现步骤摘要】
以下描述涉及集成电路(“ic”)的加工。更具体地说，以下描述涉及用于加工准备键合的已分割管芯的技术。
技术介绍
1、管芯可以作为各种微电子封装方案的一部分以三维布置堆叠。这可以包括在较大的基础管芯上堆叠一个或多个管芯的层、以竖直布置堆叠多个管芯以及两者的各种组合。管芯也可以堆叠在晶圆上，或者晶圆可以在分割之前堆叠在其他晶圆上。管芯或晶圆可以使用各种键合技术以堆叠布置来键合，包括使用直接电介质键合、非粘合技术，诸如直接键合技术或混合键合技术，这两种技术均可从xperi corp的子公司invensasbonding technologies,inc.(以前的ziptronix,inc.)获得(例如，参见美国专利号6,864,585和7,485,968，其以引用方式全文并入本文中)。
2、当使用直接键合技术键合堆叠的管芯时，希望待键合管芯的表面极其平坦和光滑。例如，表面应具有非常小的表面拓扑变化，使得表面可以紧密配合，以形成持久的键合。还希望表面清洁并且没有杂质、颗粒和/或其他残留物。例如，不期望的颗粒的存在可导致在颗粒的位置处的键合有缺陷或不可靠。例如，残留在键合表面上的一些颗粒和残留物可在堆叠管芯之间的键合界面处产生空隙。如果空隙显著小于金属电互连尺寸，它们可能是可接受的。然而，导致尺寸接近或超过电互连尺寸的键合缺陷的颗粒通常是不能容忍的，因为它们可能对互连的导电性产生负面影响。
3、因为半导体晶圆(例如，硅晶圆)是易碎的，所以当它们被分割时，在管芯的边缘处产生缺陷或颗粒是常见的。作为示例，硅在切割期间可
技术实现思路
1、可以使用各种实施方案和技术来加工准备用于键合的分割的管芯。这些实施方案包括补救在管芯上发现的缺陷累积的技术，并且包括移除、溶解或蚀刻在管芯的边缘处的颗粒以提供平滑的键合表面。管芯可以由半导体或非半导体材料构成。半导体材料可以例如包括直接带隙半导体或间接带隙半导体及其组合。非半导体材料可以包括例如电介质材料，例如玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、碳化硅、碳氧化硅、氮化硅或氮氧化硅、金刚石、氧化硅等，或者它们的组合。
2、微电子系统可以包括至少第一微电子部件，该第一微电子部件包括基础半导体层和电介质层，该电介质层具有基本平面的表面。另外，第二微电子部件可以在没有粘合剂的情况下直接键合到第一微电子部件的电介质层，该电介质层在电介质层的外围处具有底切，使得电介质层的面积小于第一微电子部件和/或第二微电子部件的覆盖区的面积。另选地，第二微电子部件可以包括至少第二基础半导体层和第二电介质层，第二电介质层具有基本平面的表面。另外，第二电介质层可以在第一基本平面的表面和第二基本平面的表面处在没有粘合剂的情况下直接键合到第一电介质层，第一基础半导体层和第二基础半导体层分别在第一基础半导体层和第二基础半导体层的外围处具有底切，使得第一基础半导体层的覆盖区的面积和第二基础半导体层的覆盖区的面积小于第一电介质层和/或第二电介质层的面积。
3、在第一实施方案中，在第一微电子部件和/或第二微电子部件的基础半导体层的外围处的底切可以对应于在第一微电子部件和/或第二微电子部件的电介质层的外围处的底切。
4、在第二实施方案中，第二微电子部件可以包括至少基础半导体层和具有基本平面表面的电介质层，第一微电子部件的电介质层直接键合到第二微电子部件的电介质层，并且第二微电子部件的电介质层在第二微电子部件的电介质层的外围处具有底切，使得第二微电子部件的电介质层的面积小于第一微电子部件和/或第二微电子部件的覆盖区的面积。
5、用于形成微电子系统的方法可以包括从晶圆部件中分割多个半导体管芯部件，半导体管芯部件各自具有基本平面的表面。可以从多个半导体管芯部件的边缘移除材料的颗粒和碎片。另外，多个半导体管芯部件中的一个或多个可以经由基本平面的表面键合到准备好的键合表面。
6、在第三实施方案中，可以通过蚀刻多个半导体管芯部件的边缘来移除材料的颗粒和碎片。当多个半导体管芯部件在切割载体(诸如划片片、划片带等)上时，多个半导体管芯部件的边缘可以被蚀刻。另外，多个半导体管芯部件的边缘可以使用化学蚀刻剂蚀刻。在实施方式中，化学蚀刻剂可以包括氢氟酸和硝酸，其具有苯并三唑(bta)或抑制铜在蚀刻剂中溶解的其他化学品。此外，多个半导体管芯部件的边缘可以使用等离子体蚀刻来蚀刻。另外，多个半导体管芯部件的边缘可以被蚀刻以减小多个半导体管芯部件的厚度，使得在多个半导体管芯部件中的每一个的一个或多个边缘处产生空间。半导体管芯部件可以包括作为基本平面的表面的氧化物层，并且蚀刻可以包括移除在多个半导体管芯部件的边缘处的氧化物层的至少一部分。多个半导体管芯部件的基本平面的表面仍然可以被蚀刻。基本平面的表面可以被蚀刻到预选深度或蚀刻达预选持续时间。
7、在第四实施方案中，在蚀刻之前，可以将保护涂层施加到多个半导体管芯部件的基本平面的表面，以保护基本平面的表面免受蚀刻剂的影响。
8、在第五实施方案中，可以在分割后加热多个半导体管芯部件，以使保护涂层从多个半导体管芯部件的外围后退。另外，多个半导体管芯部件的外围可以被蚀刻到预选深度。此外，多个半导体管芯部件可以包括在基础半导体层上方的电介质层。另外，多个半导体管芯部件的外围可以被蚀刻，以移除电介质层并暴露在多个半导体管芯部件的外围处的基础半导体层。
9、在第六实施方案中，多个半导体管芯部件中的一个或多个可以通过没有粘合剂的直接键合技术或者金属对金属扩散键合来键合。
10、在第七实施方案中，可以从多个半导体管芯部件的侧壁移除材料的颗粒和碎片，其中通过蚀刻多个半导体管芯部件的侧壁来从侧壁移除颗粒和碎片。
11、在一个实施方案中，在分割步骤之后，可以通过在一种或多种碱性流体中的超声波或兆频超声波辐射从管芯的侧壁移除材料的颗粒和碎片。在颗粒移除之后，可以进一步蚀刻管芯的侧壁，以移除管芯的侧壁的部分和平面电介质层的部分。
12、一些公开的过程可以使用方框流程图来示出，包括图形流程图和/或文本流程图。描述所公开的过程的顺序不旨在被解释为限制，并且可以以任何顺序组合任何数量的所描述的过程框以实现该过程或另选过程。另外，在不脱离本文描述的主题的实质和范围的情况下，可以从这些过程中删除各个框。此外，在不脱离本文描述的主题的范围的情况下，所公开的过程可以在任何合适的制造或加工设备或系统中连同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微电子系统，包括：
2.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层产生在所述第一微电子部件与所述管芯之间的底切。
3.根据权利要求2所述的微电子系统，其中所述底切延伸到所述第二半导体层中，使得所述第二半导体层在所述管芯的外围处暴露。
4.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层包括基本平面的氧化物层，并且其中在所述第二电介质层的一个或多个边缘处的所述基本平面的氧化物层的至少一部分凹进或被移除。
5.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二半导体层具有底切，所述底切包括在所述第二半导体层的外围处的凹部，所述凹部对应于所述第二电介质层的凹进的所述部分。
6.根据权利要求1所述的微电子系统，还包括：在所述第一半导体层的外围处的底切，在所述第二半导体层的外围处的底切，或者在所述第一半导体层的外围处的底切和在所述第二半导体层的外围处的底切。
7.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第一微电子部件或所述管芯包括直接带隙半导体或间接带隙半导体。
8.根据权利要求1所述的微电
9.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层包括倾斜轮廓。
10.根据权利要求9所述的微电子系统，其中所述倾斜轮廓延伸到所述第二半导体层中。
11.根据权利要求9所述的微电子系统，其中所述倾斜轮廓基本上围绕所述第二电介质层的整个周边延伸。
12.根据权利要求9所述的微电子系统，其中所述倾斜轮廓包括蚀刻的表面。
13.根据权利要求12所述的微电子系统，其中所述蚀刻的表面基本上没有所有碎屑和颗粒。
14.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层的凹进的所述部分填充有电介质材料。
15.根据权利要求14所述的微电子系统，其中所述电介质材料包括氧化硅。
16.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层的凹进的所述部分填充有密封剂。
17.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述管芯由所述第二半导体层和所述第二电介质层组成。
18.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第一电介质层的部分在所述第一电介质层的外围处凹进，使得所述第一电介质层的所述表面的面积小于所述第一微电子部件的最宽部分的横截面的面积。
19.一种微电子系统，包括：
20.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第一电介质层的面积小于所述第一基础半导体层的面积。
21.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第一电介质层的至少一部分在所述第一管芯部件的所述外围处凹进。
22.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第一基础半导体层的至少一部分在所述第一管芯部件的所述外围处凹进。
23.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第二微电子部件的外围在与所述第一管芯部件的键合界面处凹进。
24.一种微电子组件，包括：
25.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述微电子部件具有底切，所述底切包括在所述微电子部件的外围处的凹部。
26.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述第一电介质层包括氧化物层，所述氧化物层作为与所述微电子部件的键合表面，并且其中所述氧化物层的一个或多个边缘凹进或被移出，并且暴露在所述氧化物层下面的基础层。
27.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述半导体管芯和所述微电子部件中的至少一者包括直接带隙半导体或间接带隙半导体。
28.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述半导体管芯和所述微电子部件中的至少一者还包括非半导体材料。
29.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述半导体管芯和所述微电子部件各自包括微电子管芯。
30.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述平面的第二电介质层具有在所述微电子部件的外围处的凹部。
31.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述倾斜轮廓延伸到所述半导体管芯的半导体层中。
32.根据权利要求24所述的微电子组件，其中所述倾斜轮廓包括蚀刻的表面。
33.根据权利要求32所述的微电子组件，其中所述蚀刻的表面基本上没有所有碎屑和颗粒。
34.一种微电子系统，包括：
35.根据权利要求34所述的微电子系统，其中所述第一微电子部件的所述基础半导体层在所述基础半导体层的外围处具有底切，所述底切对应于在所述第一微电子部件的所述电介质层的...
【技术特征摘要】
1.一种微电子系统，包括：
2.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层产生在所述第一微电子部件与所述管芯之间的底切。
3.根据权利要求2所述的微电子系统，其中所述底切延伸到所述第二半导体层中，使得所述第二半导体层在所述管芯的外围处暴露。
4.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层包括基本平面的氧化物层，并且其中在所述第二电介质层的一个或多个边缘处的所述基本平面的氧化物层的至少一部分凹进或被移除。
5.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二半导体层具有底切，所述底切包括在所述第二半导体层的外围处的凹部，所述凹部对应于所述第二电介质层的凹进的所述部分。
6.根据权利要求1所述的微电子系统，还包括：在所述第一半导体层的外围处的底切，在所述第二半导体层的外围处的底切，或者在所述第一半导体层的外围处的底切和在所述第二半导体层的外围处的底切。
7.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第一微电子部件或所述管芯包括直接带隙半导体或间接带隙半导体。
8.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第一微电子部件包括晶圆。
9.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层包括倾斜轮廓。
10.根据权利要求9所述的微电子系统，其中所述倾斜轮廓延伸到所述第二半导体层中。
11.根据权利要求9所述的微电子系统，其中所述倾斜轮廓基本上围绕所述第二电介质层的整个周边延伸。
12.根据权利要求9所述的微电子系统，其中所述倾斜轮廓包括蚀刻的表面。
13.根据权利要求12所述的微电子系统，其中所述蚀刻的表面基本上没有所有碎屑和颗粒。
14.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层的凹进的所述部分填充有电介质材料。
15.根据权利要求14所述的微电子系统，其中所述电介质材料包括氧化硅。
16.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第二电介质层的凹进的所述部分填充有密封剂。
17.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述管芯由所述第二半导体层和所述第二电介质层组成。
18.根据权利要求1所述的微电子系统，其中所述第一电介质层的部分在所述第一电介质层的外围处凹进，使得所述第一电介质层的所述表面的面积小于所述第一微电子部件的最宽部分的横截面的面积。
19.一种微电子系统，包括：
20.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第一电介质层的面积小于所述第一基础半导体层的面积。
21.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第一电介质层的至少一部分在所述第一管芯部件的所述外围处凹进。
22.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第一基础半导体层的至少一部分在所述第一管芯部件的所述外围处凹进。
23.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述第二微电子部件的外围在与所述第一管芯部件的键合界面处凹进。
24.一种微电子组件，包括：
25.根据权利要求24所...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·尤佐，G·高，L·W·米卡里米，G·G·小方丹，
申请(专利权)人：隔热半导体粘合技术公司，
类型：发明
国别省市：
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