[发明专利]一种三维芯片结构的金属键合的方法及键合结构

权利要求书

1.一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：包括以下步骤，

步骤一，所述三维芯片的顶部芯片上设有顶部芯片沟槽,所述顶部芯片沟槽中及顶部芯片表面均淀积有铜,对淀积有铜的顶部芯片表面进行化学机械平坦化处理至露出顶部二氧化硅层,所述顶部芯片沟槽内铜为顶部芯片铜；

步骤二，在进行化学机械平坦化后的所述顶部芯片表面淀积一层氮化硅层；

步骤三，刻蚀附着在所述顶部芯片铜上方的氮化硅层,形成凹槽,直至露出凹槽底部的顶部芯片铜；

步骤四，所述三维芯片的底部芯片上设有底部芯片沟槽,所述底部芯片沟槽中及底部芯片表面均淀积有铜,对淀积有铜的底部芯片表面进行化学机械平坦化处理至露出底部二氧化硅层,所述底部芯片沟槽内铜为底部芯片铜;

步骤五，对底部芯片上底部二氧化硅层进行刻蚀使底部芯片铜高于底部二氧化硅层；

步骤六，使用等离子体对底部芯片铜和露出的底部二氧化硅层表面均进行活化处理；

步骤七，将顶部芯片铜与底部芯片铜对准,并将顶部芯片与底部芯片进行键合；

步骤八，将键合后的芯片进行退火处理。

2.根据权利要求1所述的一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：所述步骤一中,在对顶部芯片沟槽及顶部芯片表面进行铜淀积之前,先在顶部芯片沟槽及顶部芯片表面上淀积一层阻挡层;所述步骤四中,在对底部芯片沟槽及底部芯片表面进行铜淀积之前,先在底部芯片沟槽及底部芯片表面上淀积一层阻挡层。

3.根据权利要求1所述的一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：所述步骤二中淀积氮化硅层的方法为等离子体增强化学汽相淀积法。

4.根据权利要求1所述的一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：所述步骤二中淀积氮化硅层的方法为高密度等离子体化学汽相淀积法。

5.根据权利要求1所述的一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：所述步骤三中刻蚀氮化硅层所用刻蚀方法为高密度等离子体刻蚀。

6.根据权利要求1所述的一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：所述步骤三中对底部二氧化硅层进行刻蚀的方式是高密度等离子体刻蚀。

7.一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：包括以下步骤，

步骤一，所述三维芯片的底部芯片上设有底部芯片沟槽,所述底部芯片沟槽中及底部芯片表面均淀积有铜,对淀积有铜的底部芯片表面进行化学机械平坦化处理至露出底部二氧化硅层,所述底部芯片沟槽内铜为底部芯片铜;

步骤二，对底部芯片上底部二氧化硅层进行刻蚀使底部芯片铜高于底部二氧化硅层；

步骤三，使用等离子体对底部芯片铜和露出的底部二氧化硅层表面均进行活化处理；

步骤四，所述三维芯片的顶部芯片上设有顶部芯片沟槽,所述顶部芯片沟槽中及顶部芯片表面均淀积有铜,对淀积有铜的顶部芯片表面进行化学机械平坦化处理至露出顶部二氧化硅层,所述顶部芯片沟槽内铜为顶部芯片铜；

步骤五，在进行化学机械平坦化后的所述顶部芯片表面淀积一层氮化硅层；

步骤六，刻蚀附着在所述顶部芯片铜上方的氮化硅层,形成凹槽,直至露出凹槽底部的顶部芯片铜；

步骤七，将顶部芯片铜与底部芯片铜对准,并将顶部芯片与底部芯片进行键合；

步骤八，将键合后的芯片进行退火处理。

8.一种三维芯片的金属键合结构,包括顶部芯片和底部芯片,其特征是:所述顶部芯片的顶部二氧化硅层上设有凹槽,所述凹槽中设有顶部芯片铜,所凹槽与凹槽之间裸露顶部二氧化硅层部分上均设有氮化硅层,所述底部二氧化硅层上设有凹槽,所述凹槽中设有底部芯片铜,所述底部芯片铜的高度高于底部二氧化硅层,所述底部芯片铜与顶部芯片铜相连接，所述顶部芯片上氮化硅层与底部二氧化硅层相连接。

9.根据权利要求8所述的一种三维芯片的金属键合结构，其特征是：

所述顶部芯片上的顶部芯片铜与顶部二氧化硅层之间均设有一层阻挡层，所述底部芯片上的底部芯片铜与底部二氧化硅层之间设有一层阻挡层。