[发明专利]用于浸润接合的系统及方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置及其制造方法，尤其涉及半导体封装及其制造方法。

背景技术

半导体产业已经历归因于各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等等)的集成密度的持续改进的快速增长。在大多数情况下，集成密度的此改进已来自最小构件大小的重复减小(例如，将半导体工艺节点朝向亚20nm节点缩小)，其允许更多组件集成到给定区域中。随着近来对于小型化、更高速度及更大带宽以及更低功率消耗及延时的需求已增长，需要半导体裸片的更小且更具创造性封装技术。

随着半导体技术进一步进展，堆叠半导体装置(例如，3D集成电路(3DIC))已作为有效替代品出现以进一步减小半导体装置的物理大小。在堆叠半导体装置中，有源电路(例如逻辑、存储器、处理器电路及其类似者)经制造在不同半导体晶片上。两个或两个以上半导体晶片可彼此配合以进一步减小半导体装置的尺寸架构。

两个半导体晶片或裸片可通过合适接合技术接合在一起。常用接合技术包含直接接合、化学活化接合、等离子体活化接合、阳极接合、共晶接合、玻璃介质接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合及/或其类似者。电连接可提供在堆叠半导体晶片之间。堆叠半导体结构提供具有较小尺寸架构的较高装置密度，且允许具有较低功率消耗的增强性能。

发明内容

根据实施例，一种制造半导体装置的方法包含将第一半导体裸片及第二半导体裸片浸没在水溶液中，且在浸没时，将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片。水溶液可包括去离子水。所述水溶液可具有约7.0的pH。所述水溶液可具有大于7.0的pH。所述水溶液可包括氢氧离子。第一晶片可包括第一半导体裸片，其中浸润第一半导体裸片包含将第一晶片浸润在水溶液中，且接合第一半导体裸片包含将第一晶片接合到第二半导体裸片。第二晶片可包括第二半导体裸片，其中浸润第二半导体裸片包含将第二晶片浸润在水溶液中，且将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片包含将第一晶片接合到第二晶片。第一半导体裸片及第二半导体裸片可被浸润在水溶液的液相或气相中的一者中。将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片可包括在第一半导体裸片与第二半导体裸片的对应电介质区域之间及在第一半导体裸片与第二半导体裸片的对应金属区域之间形成混合接合。

根据另一实施例，一种制造半导体装置的方法包含：将水溶液放置在第一半导体裸片与第二半导体裸片之间；以及在将水溶液放置于第一半导体裸片与第二半导体裸片之间之后，将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片。水溶液可包括去离子水。所述水溶液可具有约7.0的pH。所述水溶液可具有大于7.0的pH。所述水溶液可包括氢氧离子。所述方法可进一步包含将第二半导体裸片浸入浸渍槽中以将水溶液放置于第二半导体裸片上。所述方法可进一步包含在浸渍之后，将第二半导体裸片与第一半导体裸片对准。所述方法可进一步包含在对准之后，使第二半导体裸片着陆在第一半导体裸片上。第一晶片可包括第一半导体裸片，其中第一半导体裸片放置在第一晶片的第一区域中，水溶液放置在第一区域上方，第二半导体裸片放置在水溶液上方，且将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片可包含将第一晶片接合到第二半导体裸片。第二晶片可包括第二半导体裸片，其中第二半导体裸片放置在第二晶片的第二区域中，水溶液放置在第二区域上方，且将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片可包含将第一晶片接合到第二晶片。水溶液可呈液相或气相中的一者。将第一半导体裸片接合到第二半导体裸片可包括在第一半导体裸片与第二半导体裸片的对应电介质区域之间及在第一半导体裸片与第二半导体裸片的对应金属区域之间形成混合接合。

根据另一实施例，一种制造半导体装置的方法包含：将第一半导体装置及第二半导体装置浸润在碱性溶液蒸气中；将第一半导体装置与第二半导体装置对准；(在浸润时)使第一半导体装置着陆于第二半导体装置上方；及(在着陆之后且在浸润时)将第一半导体装置的第一电介质区域混合接合到第二半导体装置的第二电介质区域，且将第一半导体装置的第一金属区域混合接合到第二半导体装置的第二金属区域。

附图说明

当结合附图阅读时从下列详细描述最好地理解本揭露的方面。应注意，根据产业中的标准实践，各种构件未按比例绘制。事实上，为了清楚论述，可任意增大或减小各种构件的尺寸。

图1代表性地说明根据实施例的第一半导体晶片(或装置)的区域，其接合到第二半导体晶片(或装置)的区域。

图2代表性地说明根据实施例的第一半导体装置，其混合接合到第二半导体装置。

图3A、3B及3C代表性地说明根据各种实施例的第一半导体装置及第二半导体装置的浸润接合。