微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法技术

本发明专利技术是微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，通过对其中一个晶片采用双层电镀工艺，以独立的、立体的、阵列式几何图形制备，实现圆片级金属键合的剪切强度与键合面积的增强，提高键合成品率，至少包括在原有器件设计版图上增加第二次电镀金属的几何图形版图，如小尺寸的网格状、柱状等几何凸起图形；通过辅助的金属粘附层实现二次电镀，与另一个晶片金属扩散键合。优点：工艺简单，剪切强度高、成品率高，克服常规金属键合工艺对键合晶片及其晶片金属表面的电镀平整度要求极高而易导致局部区域键合不上、键合面积不足、键合强度不够等晶片机键合质量不高问题，实现器件键合区域键合完好，剪切强度显著增加，实现圆片级密闭封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出的是一种，属 于微电子和微机电系统(MEMS)

技术介绍
金属热压键合技术，包括扩散键合和共晶键合，在所有过渡层键合材料中，金属是 漏率最低、气密性最高的材料，漏率可达10_15cc/sec，是近几年发展迅猛的MEMS键合工艺 技术之一。金属扩散键合是指两种金属通过压力和加热，使得原子从晶格到晶格迁移将界 面“缝合”在一起，对晶片的平整度要求较高；共晶键合是指金属合金在特定成分和温度下 经历直接从固态到液相的转变，因为有液相的变化，易出现流动流滞，因此对键合晶片及金 属键合界面的平整度要求不高。金属键合技术使得键合界面具有良好的封装气密性和长期 稳定性。目前金属扩散键合气密性好，可广泛应用于含有MEMS结构特点的器件如MEMS惯 性器件、RF MEMS、光MEMS、MEMS传感器等应用领域。上述技术中金属扩散键合，主要基于电镀工艺制备金属厚膜，一般将上、下两个晶 片分别在键合区域电镀一次形成一定厚度的金属膜，然后上、下电镀图形直接对准键合。与 溅射工艺制备的金属薄膜细腻致密相比，电镀厚膜结构质地粗糙疏松，高温高压下易挤压 形变，更容易扩散键合。金属扩散键合需本文档来自技高网...

【技术保护点】
微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，至少包括在版图设计中增加第二次电镀金属的几何结构来提高金属扩散键合的剪切强度和键合面积，其特征是包括如下工艺步骤：1）在第一次电镀形成键合界面图形的基础上，溅射一层金属粘附层；2）光刻工艺形成第二次电镀的几何图形，湿法腐蚀工艺将不需要的粘附层金属去除；3）二次电镀后，去除掩蔽层，形成阵列式微柱金属，第二次采用湿法腐蚀，将其余的金属粘附层去除，在第一次电镀平面图形的基础上，形成立体微小的电镀结构，再与另一个电镀有图形的晶片分别通过氧等离子体干法清洁，去除氧化层和粘物颗粒，至此对准键合，在高温高压下实现圆片级的金属扩散键合；4）增加第二次立体式图形...

【技术特征摘要】
1.微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，至少包括在版图设计中增加第二次电镀金属的几何结构来提高金属扩散键合的剪切强度和键合面积，其特征是包括如下工艺步骤 1)在第一次电镀形成键合界面图形的基础上，溅射一层金属粘附层； 2)光刻工艺形成第二次电镀的几何图形，湿法腐蚀工艺将不需要的粘附层金属去除； 3)二次电镀后，去除掩蔽层，形成阵列式微柱金属，第二次采用湿法腐蚀，将其余的金属粘附层去除，在第一次电镀平面图形的基础上，形成立体微小的电镀结构，再与另一个电镀有图形的晶片分别通过氧等离子体干法清洁，去除氧化层和粘物颗粒，至此对准键合，在高温高压下实现圆片级的金属扩散键合； 4)增加第二次立体式图形的电镀，增大键合界面的压强，通过新型干法清洗技术的运用，实现键合强度的提高和键合面积的增加。2.根据权利要求1所述的微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，其特征是所述的增加第二次电镀的版图，是在第一次电镀平面图形基础上，继续电镀形成二次电镀图形。3.根据权利要求2所述的微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，其特征是所述的在第一次电镀基础上，晶片溅射一层辅助的金属粘附层薄膜，用二次电镀版图光刻、腐蚀，使得二次电镀的地方暴露出第一次电镀层，这样电镀金属图形不会在旁边的粘附层材料上电镀生长，就不会导致电镀金属图形的溢出而引发浮胶现象，精确保持二次电镀图形。4.根据权利要求1所述的微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，其特征是所述的第二次电镀后，去掉掩蔽层，腐蚀去除其余辅助的金属粘附层，这样第一次电镀图形上面直接形成独立的、立体的、阵列式排列的二次电镀几何图形。5.根据权利要求4所述的微型电镀立体结构提高圆片级金属键合强度的工艺方法，其特征是所述的阵列式金属几何图形，其几何图形的大小与几何图形之间的间距为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴璟，贾世星，朱健，郁元卫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：