[发明专利]基板制造方法、基板接合方法和半导体装置

说明书

本公开涉及基板制造方法、基板接合方法和半导体装置。一种基板制造方法，包括：提供衬底；在衬底上形成图案化的第一介质层，第一介质层包括第一开口和与第一开口相邻的第二开口；在第一介质层上形成材料层，材料层包括金属材料，材料层覆盖第一介质层并填充第一开口和第二开口；对材料层进行第一平坦化处理，以去除在第一介质层的上表面上的材料层，并形成在第一开口中的初始金属接合盘和在第二开口中的初始金属伪结构；对于初始金属接合盘和初始金属伪结构进行第二平坦化处理，以形成第一金属接合盘，第一金属接合盘具有凸部。所述基板可以是半导体晶片或半导体基板。

技术领域

本公开涉及基板制造方法、基板接合方法和半导体装置。

背景技术

对于图像传感器，推出了背侧照明(BSI)型CMOS传感器与其他晶片(例如，逻辑晶片和/或存储器晶片)接合(bonding)的技术，以及金属布线层的形成方法，提高了图像的质量和制造效率。

然而，在常规的图像传感器的金属布线方法中，金属布线被以过避免光的光接收区域的使用效率的方式来形成。因此，需要形成金属布线的复杂布线。并且，需要通过额外的工艺控制来减少金属图案的缺陷，否则金属图案的缺陷会降低晶片的成品率。从而造成图像传感器的成本高昂。

另一方面，对于背照式(BSI)图像传感器，由于利用背面光照，因此提高了光接收面积，同时还改善了正面上金属布线的布置。但取决于晶片接合工艺或结构，有时也会发生问题，造成产品成品率和装置特性变化的问题。尤其是，当通过绝缘薄膜接合晶片时，将难以实现电接触；而在通过金属区域接合晶片时，由于晶片的表面条件或接合工艺条件而导致在电接触方面的问题。

另一方面，在现有技术的利用金属-金属接合(bonding)来接合基板(例如，晶片)的技术中，在用化学机械抛光(CMP)对基板表面进行平坦化之后，金属表面可能会出现凹陷(dishing)，对于铜(Cu)或铜基合金尤其如此。这会导致基板接合后接触面出现孔洞(void)，影响接合强度和电连接。

因此，需要改进的基板制造方法、基板接合方法和半导体装置。

发明内容

根据本公开一个方面，提供了一种基板制造方法，包括：提供衬底；在衬底上形成图案化的第一介质层，所述第一介质层包括第一开口和与第一开口相邻的第二开口；在所述第一介质层上形成材料层，所述材料层包括金属材料，所述材料层覆盖所述第一介质层并填充所述第一开口和第二开口；对所述材料层进行第一平坦化处理，以去除在所述第一介质层的上表面上的所述材料层，并形成在所述第一开口中的初始金属接合盘和在所述第二开口中的初始金属伪结构；对于所述初始金属接合盘和所述初始金属伪结构进行第二平坦化处理，以形成第一金属接合盘，所述第一金属接合盘具有凸部。

根据本公开一个方面，提供了一种基板接合方法，包括：提供第一基板，所述第一基板是根据本公开任意实施例所述的方法制备的；提供第二基板，所述第二基板具有设置在第二介质层中的第二金属接合盘；通过将所述第一金属接合盘的凸部与所述第二金属接合盘的凹部彼此面对方式接合所述第一金属接合盘和第二金属接合盘，以接合所述第一基板和第二基板。

根据本公开一个方面，提供了一种半导体装置，包括基板，所述基板包括：衬底；在所述衬底上的第一介质层，所述第一介质层包括第一开口和与第一开口相邻的第二开口；以及在所述第一开口中的第一金属接合盘和在所述第二开口的金属伪结构，其中，所述第一金属接合盘具有凸部。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出根据本公开一个实施例的基板；