[发明专利]半导体衬底的接合方法以及由此得到的器件

权利要求书

1.一种用于将第一衬底热压接合到第二衬底的方法，所述方法包括：

提供第一衬底(1)和第二衬底(2)，其中每个衬底在其表面上包括至少一个金属接触结构(3)；

平坦化所述至少一个金属接触结构(3)的表面；

定位所述第二衬底(2)接近于所述第一衬底(1)，从而对准所述至少一个金属接触结构(3)并且使对准的金属接触结构的金属表面相接触，其中氧化物和污染物存在于所述金属接触结构的表面；

将所述第一衬底(1)的所述至少一个金属接触结构(3)的表面对着所述第二衬底(2)的所述至少一个金属接触结构(3)的表面机械摩擦，从而通过将所述氧化物和污染物从所述金属表面移除来清洁所述金属表面，所述机械摩擦是原位圆形运动软摩擦；

使用热压接合步骤，将经机械清洁的所述第一衬底(1)接合到所述经机械清洁的第二衬底(2)，从而形成半导体衬底叠层(7)；

热退火所述半导体衬底叠层(7)，从而形成所述第一衬底(1)和第二衬底(2)的所述至少一个金属接触结构(3)之间的界面扩散。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一衬底(1)或所述第二衬底(2)中的至少一个的金属接触结构(3)从主表面突出。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属接触结构(3)包括铜。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在机械摩擦步骤中施加压力。

5.根据权利要求4的方法，其中施加的压力为14MPa以下。

6.根据权利要求5的方法，其中进行所述机械摩擦步骤所达的持续时间低于40秒。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述接合步骤之前，在所述第一衬底的表面上沉积底部填充材料。

8.根据权利要求1的方法，其中所述第一衬底的所述至少一个金属接触结构和所述第二衬底的所述至少一个金属接触结构的尺寸是相同。

9.根据权利要求1的方法，其中所述第一衬底的所述至少一个金属接触结构和所述第二衬底的所述至少一个金属接触结构的尺寸是不同的。

10.根据权利要求1的方法，其中在热压接合步骤中应用的温度低于300℃。

11.根据权利要求1的方法，其中在热压接合步骤中施加的压力低于40MPa。

12.根据权利要求1的方法，其中所述金属接触结构(3)表面的平坦化通过化学机械抛光CMP或飞刀切削来进行。