[发明专利]一种晶圆级封装结构及其制造方法

权利要求书

1.一种晶圆级封装结构的制造方法，该制造方法包括：

提供器件晶圆和封帽晶圆，该器件晶圆的正面形成有第一半导体器件；

在所述器件晶圆的正面形成第一键合结构、以及在所述封帽晶圆的正面形成与所述第一键合结构位置相对应的第二键合结构，其中，所述第一键合结构仅包括第一键合材料层、所述第二键合结构仅包括第二键合材料层，或者，所述第一键合结构和所述第二键合结构均包括交替设置的第一键合材料层和第二键合材料层、但所述第一键合结构和所述第二键合结构的顶层是不同的键合材料层，所述第一键合材料层和所述第二键合材料层中一个键合材料层的材料是Cu或Cu合金、另一个键合材料层的材料是Ni或Ni合金；

对所述器件晶圆的所述第一键合结构与所述封帽晶圆的所述第二键合结构进行键合；

将所述第一半导体器件的电信号引出至基板。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中：

所述第一键合结构包括对所述第一半导体器件有效工作区形成环绕的环绕部、以及与所述第一半导体器件形成电连接的连接部；或

所述第一键合结构仅包括对所述第一半导体器件有效工作区形成环绕的环绕部。

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中：

材料是Cu或Cu合金的键合材料层其总厚度大于材料是Ni或Ni合金的键合材料层的总厚度。

4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中：

针对于所述第一键合结构和所述第二键合结构均包括交替设置的第一键合材料层和第二键合材料层的情况，所述第一键合材料层的总层数与所述第二键合材料层的总层数相同；所述第一键合材料层的厚度均相同，所述第二键合材料层的厚度均相同。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，对所述器件晶圆的所述第一键合结构与所述封帽晶圆的所述第二键合结构进行键合的步骤包括：

将所述器件晶圆和所述封帽晶圆放置在键合腔中，其中，所述器件晶圆的所述第一键合结构与所述封帽晶圆的第二键合结构对准；

对所述键合腔抽真空达到第一真空度后对所述器件晶圆和所述封帽晶圆进行吹扫；

对所述键合腔抽真空达到第二真空度后，在键合温度下对所述第一键合结构和所述第二键合结构施加键合压力，并保持键合时长。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其中：

所述第一真空度小于100mtorr，所述第二真空度小于1mtorr；

所述键合温度的范围是350℃至450℃；

所述键合压力的范围是20KN至60KN；

所述键合时长的范围是15min至90min；

所述第一键合结构和所述第二键合结构之间的键合面积是晶圆面积的3％至20％。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其中，在所述器件晶圆的正面形成第一键合结构、以及在所述封帽晶圆的正面形成与所述第一键合结构位置相对应的第二键合结构之后、以及在对所述器件晶圆的所述第一键合结构与所述封帽晶圆的所述第二键合结构进行键合之前，该制造方法还包括：

通过湿法腐蚀或干法刻蚀的方式去除所述第一键合结构和所述第二键合结构表面的杂质层。

8.根据权利要求7所述的制造方法，在对所述键合腔抽真空达到第一真空度后对所述器件晶圆和所述封帽晶圆进行吹扫之后、以及在对所述键合腔抽真空达到第二真空度后在键合温度下对所述第一键合结构和所述第二键合结构施加键合压力并保持键合时长之前，该制造方法还包括：

对所述键合腔抽真空达到第三真空度后，向所述键合腔中通入还原性气体，通过还原反应去除所述第一键合结构和所述第二键合结构表面的氧化层。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述封帽晶圆的正面形成有第二半导体器件。