System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 键合半导体器件的方法、叠层半导体器件和电子设备技术_技高网

键合半导体器件的方法、叠层半导体器件和电子设备技术

技术编号:44968763 阅读:4 留言:0更新日期:2025-04-12 01:41
本申请属于半导体技术领域,具体公开了一种键合半导体器件的方法、叠层半导体器件和电子设备,该方法包括:提供第一半导体器件和第二半导体器件,所述第一半导体器件具有第一待键合表面,所述第二半导体器件具有第二待键合表面;使第一待键合表面和第二待键合表面中的至少之一与含有臭氧和不饱和烃气体的混合物接触,然后使所述第一待键合表面和所述第二待键合表面接触键合。由此,可以提高半导体器件的键合强度和电性连通效果。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于半导体,具体涉及一种键合半导体器件的方法、叠层半导体器件和电子设备


技术介绍

1、为了提高单位晶圆面积上的半导体器件的布置数量,叠层半导体器件应运而生,在叠层半导体器件的制备过程中,封装和键合的质量是影响器件性能的关键因素之一。在先进封装的过程中,常用的键合方式为熔融键合和混合键合,其仍存在以下问题:1、主要利用的是水提供的-oh,与芯片或晶圆si-、si-o-等悬挂键形成si-oh后,再经过后续对准、键合、退火工艺形成si-o-si化学键,从而完成键合。在硅悬挂键与水分子接触的情况下,由于形成si-oh键所需的高激活能,在室温下形成si-oh的比例较低,影响到最终的键合强度;2、水、空气中的氧气结合更容易使键合界面的cu发生氧化,影响后续的电性连通效果;3、在后续退火的过程中,过量水分子作为脱附位点会形成空洞,导致键合强度降低;4、键合过程中采用ar/n2气体对键合界面进行等离子体轰击活化,等离子体源位于与基材相同的处理腔室内,这会使得在等离子体生成过程中腔室内发生刻蚀,由于并不像常规的刻蚀工艺后会接着灰化(asher)、湿法清洗(wet clean)等工艺,此时产生的灰尘、颗粒以及铜金属溅射等污染物会附着在键合界面上,从而阻碍了强键合的形成。因此,键合半导体器件的方法仍有待进一步改进。


技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本申请提出一种键合强度高或电性连通效果好的一种键合半导体器件的方法、叠层半导体器件和电子设备。

2、本申请第一方面提出了一种键合半导体器件的方法,包括:提供第一半导体器件和第二半导体器件,所述第一半导体器件具有第一待键合表面,所述第二半导体器件具有第二待键合表面;使所述第一待键合表面和所述第二待键合表面中的至少之一与含有臭氧和不饱和烃气体的混合物接触,然后使所述第一待键合表面和所述第二待键合表面接触键合。由此,可以提高半导体器件的键合强度和电性连通效果。

3、在一些实施例中,所述臭氧的质量浓度大于80%。由此,有利于获得大量-oh活性自由基。

4、在一些实施例中,所述不饱和烃气体包括乙烯、丙烯和丁烯中的至少一种。由此,有利于获得大量-oh活性自由基。

5、在一些实施例中,所述臭氧和所述不饱和烃气体的摩尔比为1:1~4:1。由此,有利于使反应更加充分,进而生成大量-oh活性自由基。

6、在一些实施例中,在与所述含有臭氧和不饱和烃气体的混合物接触之前,还包括:对所述第一待键合表面和所述第二待键合表面中的至少之一进行远程等离子体辅助处理。由此,有利于在键合表面形成悬挂键,进而提升后续亲水性键合的效果。

7、在一些实施例中,所述远程等离子体辅助方法采用n2等离子。

8、在一些实施例中,所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自独立的为晶圆或芯片。

9、在一些实施例中,所述所述第一半导体器件还包括第一电性连接件,所述第一电性连接件设置在开口位于所述第一待键合表面上的第一过孔中;所述所述第二半导体器件还包括第二电性连接件,所述第二电性连接件设置在开口位于所述第二待键合表面上的第二过孔中;所述接触键合时,所述第一电性连接件与所述第二电性连接件相接触并键合。

10、在一些实施例中,所述第一电性连接件的材质与所述第二电性连接件的材质各自独立的包括铜和铝中的至少一种。由此,有利于提高键合强度。

11、在一些实施例中,所述第一电性连接件朝向所述第二半导体器件的表面为第三待键合表面,所述第二电性连接件朝向所述第一半导体器件的表面为第四待键合表面,所述方法还包括:在所述第三待键合表面和所述第四待键合表面中的至少之一上形成凹陷部,优选所述凹陷部为浅碟形。由此,可以为电性连接件在键合过程中受热膨胀提供空间,即电性连接件受热膨胀时可将凹陷部的空隙填充满,从而实现芯片或晶圆之间电性的连通。

12、本申请第二方面提出了一种键合半导体器件的方法,包括:提供第一半导体器件和第二半导体器件,所述第一半导体器件具有第一待键合表面,所述第二半导体器件具有第二待键合表面;对所述第一待键合表面和所述第二待键合表面中的至少之一进行远程等离子体辅助处理,然后使所述第一待键合表面和所述第二待键合表面接触键合。本申请采用远程等离子体辅助的方式,有助于后期形成si-oh结构,而且这种方式不会像常规等离子活化工艺存在刻蚀效应从而产生污染,因此此种方式几乎完全避免了刻蚀效应污染对键合效果的影响。

13、本申请第三方面提出了一种叠层半导体器件,是通过本申请第一方面或第二方面所述的方法制备得到的。由此,该叠层半导体器件具有较强的键合强度。

14、本申请第四方面提出了一种电子设备,包括本申请第三方面所述的叠层半导体器件。由此,该电子设备具有较高的使用可靠性。

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【技术保护点】

1.一种键合半导体器件的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述臭氧的质量浓度大于80%;和/或

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在与所述含有臭氧和不饱和烃气体的混合物接触之前,还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述远程等离子体辅助处理采用N2等离子。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自独立的为晶圆或芯片。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一半导体器件还包括第一电性连接件,所述第一电性连接件设置在开口位于所述第一待键合表面上的第一过孔中;

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一电性连接件的材质与所述第二电性连接件的材质各自独立的包括铜和铝中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一电性连接件朝向所述第二半导体器件的表面为第三待键合表面,所述第二电性连接件朝向所述第一半导体器件的表面为第四待键合表面,所述方法还包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述凹陷部为浅碟形。

10.一种键合半导体器件的方法,其特征在于,包括:

11.一种叠层半导体器件,其特征在于,是通过权利要求1~10中任一项所述的方法制备得到的。

12.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求11所述的叠层半导体器件。

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【技术特征摘要】

1.一种键合半导体器件的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述臭氧的质量浓度大于80%;和/或

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在与所述含有臭氧和不饱和烃气体的混合物接触之前,还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述远程等离子体辅助处理采用n2等离子。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自独立的为晶圆或芯片。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一半导体器件还包括第一电性连接件,所述第一电性连接件设置在开口位于所述第一待键合表面上的第一过孔中;

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【专利技术属性】
技术研发人员:章莱刘括王阳
申请(专利权)人:北京芯力技术创新中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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