【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种芯片封装结构及其制作方法、电子设备。
技术介绍
1、3d(dimension)集成电路(integrated circuit，ic)被定义为一种系统级集成结构，将多个芯片在垂直平面方向堆叠，从而达到节省空间的目的，以适应半导体
的更高需求。在3d ic封装技术中会涉及到芯片与芯片之间的键合，其中，铜-铜直接键合、混合键合等作为3d ic领域中的关键技术，具有很好的发展前景。
2、对于铜-铜直接键合、混合键合等键合方式而言，在键合过程中会涉及到铜与铜之间的键合连接，该键合连接需要在高温条件下才能实现，但是高温条件会对芯片中的其他器件的电学性能造成不良影响，甚至造成损坏。例如，在高温条件下铜原子扩散，会对芯片内部的逻辑器件、存储器件中的走线结构等造成损坏，从而会出现芯片电性和可靠性等问题，甚至导致芯片失效。因此，铜与铜之间的键合技术的关键挑战之一是如何将键合温度降低。
技术实现思路
1、本申请提供一种芯片封装结构及其制作方法、电子设备，能够降低铜与铜之间的键合温度。
2、本申请提供一种芯片封装结构，包括第一芯片、第二芯片、第一键合结构、第二键合结构。其中，第一键合结构设置在第一芯片上，第二键合结构设置在第二芯片上。第一键合结构包括依次设置的第一阻挡层、第一籽晶铜层、第一铜结构，第一阻挡层相对于第一铜结构靠近第一芯片；第一键合结构通过第一铜结构与第二键合结构键合。第一铜结构包括依次设置于第一籽晶铜层上的第一铜层和第二铜层，且第一
3、在本申请实施例提供的芯片封装结构中，采用一种新型的键合结构(即第一键合结构)，该键合结构基于电化学镀铜(electrochemical plating，ecp)工艺和物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)工艺，在第一籽晶铜层表面形成包括电化学镀铜层(ecp cu)和物理气相沉积铜层(pvd cu)的第一铜结构，并且保证在该第一铜结构形成的键合面中包括至少部分pvd cu。由于pvd cu自身具有高占比的铜(111)晶面，从而提高了第一键合结构的键合面中铜(111)晶面的占比，进而提高了键合面的面扩散系统，降低了键合温度。
4、在一些可能实现的方式中，上述第一铜结构通过第二铜层与第二键合结构接触，在此情况下，也即物理气相沉积铜层位于键合面，并直接与第二键合结构进行键合。
5、在一些可能实现的方式中，上述第一铜层在远离第一芯片一侧的表面具有第一凹陷部，第二铜层覆盖在第一铜层远离第一芯片一侧的表面。在此情况下，第一铜结构包括依次设置在第一籽晶铜层表面的电化学镀铜层和物理气相沉积铜层，并通过该物理气相沉积铜层与第二键合结构进行键合。
6、在一些可能实现的方式中，第一铜层在远离第一芯片一侧的表面具有第一凹陷部；第一铜结构还包括中间阻挡层，中间阻挡层位于第一铜层和第二铜层之间。在此情况下，第一铜结构包括依次设置在第一籽晶铜层表面的电化学镀铜层、中间阻挡层、物理气相沉积铜层，并通过该物理气相沉积铜层与第二键合结构进行键合；同时中间阻挡层的设置能够降低电化学镀铜层(即第一铜层)中的晶相结构对物理气相沉积层(即第二铜层)的晶相产生影响，从而能够保证第二铜层中铜(111)晶面的高占比。
7、在一些可能实现的方式中，上述第二铜层的厚度在5nm～70nm的范围内。在此情况下，采用化学机械平坦化(chemical mechanical planarization，cmp)工艺可以在第一电化学镀铜层的表面形成第一凹陷部，简化了制作工艺，同时也避免了因物理气相沉积层过厚导致的成本高的问题。
8、在一些可能实现的方式中，第一铜结构还包括：位于第二铜层远离第一芯片一侧、依次交替设置的多个第三铜层和多个第四铜层。第三铜层为电化学镀铜层，第四铜层为物理气相沉积铜层。其中，多个第三铜层和多个第四铜层中，与第二铜层接触的膜层为第三铜层，最远离第一芯片的膜层为第四铜层。
9、在一些可能实现的方式中，第三铜层的厚度小于或等于在此情况下，能够避免电化学镀铜层(即第三铜层)发生严重的晶相丢失，保证电化学镀铜层自身具有较高的铜(111)晶相占比。
10、在一些可能实现的方式中，上述第一籽晶铜层为物理气相沉积铜层。
11、在一些可能实现的方式中，上述第一阻挡层包括ta、tan、tasin、tasi0.10n0.57中的一种或多种。
12、在一些可能实现的方式中，第一阻挡层的表面粗糙度小于20nm。
13、在一些可能实现的方式中，第一介质层的表面粗糙度小于1nm。
14、在一些可能实现的方式中，芯片封装结构还包括第一介质层，第一介质层设置在第一芯片的表面；第一键合结构为设置在第一介质层远离第一芯片的一侧的键合层。也就是说，该芯片封装结构中第一芯片与第二芯片采用铜铜直接键合。
15、在一些可能实现的方式中，芯片封装结构还包括第一介质层；第一介质层设置在第一芯片的表面，第一介质层上设置有多个第一沟槽；第一键合结构为设置在第一沟槽中的键合触点。也就是说，该芯片封装结构中第一芯片与第二芯片采用混合键合。
16、在一些可能实现的方式中，第二键合结构包括依次设置的第二阻挡层、第二籽晶铜层、第二铜结构，第二阻挡层相对于第二铜结构靠近第二芯片，第二铜结构与第一铜结构键合。第二铜结构包括依次设置于第二籽晶铜层上的第五铜层和第六铜层，且第五铜层与第二籽晶铜层接触。第五铜层为电化学镀铜层，第六铜层为物理气相沉积铜层。
17、在一些可能实现的方式中，第二键合结构与第一键合结构具有相同的设置结构。
18、在一些可能实现的方式中，第二键合结构包括依次设置的第二阻挡层、第二籽晶铜层、第二铜结构；第二阻挡层相对于第二铜结构靠近第二芯片，第二铜结构为电化学镀铜层，且第二铜结构与第一铜结构键合。
19、本申请实施例还提供一种芯片封装结构的制作方法，包括：提供第一芯片，并在所述第一芯片上依次形成第一阻挡层、第一籽晶铜层。在第一籽晶铜层表面采用物理气相沉积工艺和电化学镀铜工艺制作第一铜结构，以形成第一铜键合结构；其中，第一铜结构在远离第一芯片一侧的表面至少包括部分物理气相沉积铜层。将第一芯片通过第一铜键合结构中的第一铜结构，与第二芯片上的第二铜键合结构进行键合。
20、本申请实施例提供的芯片封装结构的制作方法，基于电化学镀铜(ecp)工艺和物理气相沉积(pvd)工艺，在第一籽晶铜层表面形成包括第一铜结构，并且保证在该第一铜结构形成的键合面中包括至少部分pvd cu。由于pvd cu自身具有高占比的铜(111)晶面，从而提高了第一键合结构的键合面中铜(111)晶面的占比，进而提高了键合面的面扩散系统，降低了键合温度。
21、在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，
5.根据权利要求3或4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二铜层的厚度为5nm～70nm。
6.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
9.根据权利要求1-8任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
10.根据权利要求1-9任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
11.根据权利要求1-10任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
12.根据权利要求1-11任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
13.根据权利要求1-11任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
14.根据权利要求1-13任一项所述的芯片封装结构，其特
15.根据权利要求14所述的芯片封装结构，其特征在于，
16.根据权利要求1-13任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
17.一种芯片封装结构的制作方法，其特征在于，包括：
18.根据权利要求17所述的芯片封装结构的制作方法，
19.根据权利要求17或18所述的芯片封装结构的制作方法，其特征在于，
20.根据权利要求17或18所述的芯片封装结构的制作方法，其特征在于，
21.一种电子设备，其特征在于，包括印刷线路板以及如权利要求1-16任一项所述的芯片封装结构，所述芯片封装结构与所述印刷线路板电连接。
...【技术特征摘要】
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，
5.根据权利要求3或4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二铜层的厚度为5nm～70nm。
6.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
9.根据权利要求1-8任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
10.根据权利要求1-9任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
11.根据权利要求1-10任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，
12.根据权利要...
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