[发明专利]晶圆键合方法、键合晶圆、存储器芯片以及半导体器件

说明书

本申请提供晶圆键合方法、键合晶圆、存储器芯片以及半导体器件，所述方法包括：提供多个待键合晶圆，每个所述待键合晶圆的表面具有介质层，且所述介质层内具有键合凹槽；在所述键合凹槽内填充导电材料，以形成具有第一晶粒尺寸的预键合触点；对至少两个所述待键合晶圆进行键合对准，使得所述待键合晶圆上的所述预键合触点一一接触；进行退火处理，使得至少两个所述待键合晶圆键合，所述预键合触点键合为具有第二晶粒尺寸的融合键合触点。上述方法中，对小晶粒的预键合触点进行退火处理，能够降低退火处理温度、缩短退火处理时间，避免待键合晶圆在长时间高温的退火处理中失效的同时，还能够确保待键合晶圆完成键合后的键合强度。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及晶圆键合方法、键合晶圆、存储器芯片以及半导体器件。

背景技术

在半导体制造技术领域中，常常需要将晶圆键合到一起，以增加单位面积内的器件数量。这里，晶圆键合技术指的是通过物理和化学作用将两个待键合晶圆紧密地结合，对两个待键合晶圆进行键合后，键合界面处的原子受到外力的作用通过范德华力、分子力甚至原子力集合成一体，并使键合界面达到特定的键合强度。

目前，晶圆键合方法仍有待进一步的改进。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供晶圆键合方法、键合晶圆、存储器芯片以及半导体器件。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种晶圆键合方法，所述方法包括：

提供多个待键合晶圆，每个所述待键合晶圆的表面具有介质层，且所述介质层内具有键合凹槽；

在所述键合凹槽内填充导电材料，以形成具有第一晶粒尺寸的预键合触点；

对至少两个所述待键合晶圆进行键合对准，使得所述待键合晶圆上的所述预键合触点一一接触；

进行退火处理，使得至少两个所述待键合晶圆键合，所述预键合触点键合为具有第二晶粒尺寸的融合键合触点。

在本申请的一些实施例中，所述第一晶粒尺寸小于所述第二晶粒尺寸。

在本申请的一些实施例中，所述在所述键合凹槽内填充导电材料，以形成具有第一晶粒尺寸的预键合触点，包括：

在所述键合凹槽的内壁和底部形成种子层；

在所述种子层上形成填充所述键合凹槽的导电材料层。

在本申请的一些实施例中，所述在所述键合凹槽内填充导电材料，以形成具有第一晶粒尺寸的预键合触点，还包括：

对所述待键合晶圆的表面进行平坦化处理，去除所述导电材料层以暴露出所述介质层的上表面，位于所述键合凹槽内的所述导电材料层构成具有第一晶粒尺寸的所述预键合触点。

在本申请的一些实施例中，所述在所述种子层上形成填充所述键合凹槽的导电材料层和所述对所述待键合晶圆的表面进行平坦化处理之间的时间间隔为0至15天。

在本申请的一些实施例中，对所述待键合晶圆的表面进行平坦化处理，去除所述导电材料层的步骤中，所述导电材料层的晶粒尺寸小于100nm。

在本申请的一些实施例中，所述在所述键合凹槽的内壁和底部形成种子层之前，所述方法还包括：

在所述键合凹槽的内壁和底部形成阻挡层。

在本申请的一些实施例中，所述在所述键合凹槽内填充导电材料，包括：

使用电化学镀膜工艺或者溅射镀膜工艺在所述键合凹槽内填充导电材料。