[发明专利]一种三维芯片结构的金属键合的方法及键合结构

摘要

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种三维芯片结构的金属键合的方法及键合结构。包括对顶部芯片铜进行化学机械平坦化处理；在化学机械平坦化后的表面淀积一层氮化硅层；刻蚀附着在顶部芯片铜上的氮化硅层形成凹槽，凹槽底部为顶部芯片铜；对底部芯片铜进行化学机械平坦化处理；对底部二氧化硅层进行刻蚀使铜突出；底部二氧化硅层刻蚀完成后进行表面进行活化处理；将顶部芯片与底部芯片的铜对准并键合；将键合后的芯片进行退火处理。本发明使用氧化硅与氮化硅来配合金属与金属键合使键合质量更高，且氮化硅层薄膜还能阻止金属扩散至周围材料中，能达到简化工艺流程，降低键合所需温度，提高键合可靠性，提高键合效率，减低键合成本的目的。

主权项

一种三维芯片结构的金属键合的方法，其特征是：包括以下步骤，步骤一，所述三维芯片的顶部芯片上设有顶部芯片沟槽,所述顶部芯片沟槽中及顶部芯片表面均淀积有铜,对淀积有铜的顶部芯片表面进行化学机械平坦化处理至露出顶部二氧化硅层,所述顶部芯片沟槽内铜为顶部芯片铜；步骤二，在进行化学机械平坦化后的所述顶部芯片表面淀积一层氮化硅层；步骤三，刻蚀附着在所述顶部芯片铜上方的氮化硅层,形成凹槽,直至露出凹槽底部的顶部芯片铜；步骤四，所述三维芯片的底部芯片上设有底部芯片沟槽,所述底部芯片沟槽中及底部芯片表面均淀积有铜,对淀积有铜的底部芯片表面进行化学机械平坦化处理至露出底部二氧化硅层,所述底部芯片沟槽内铜为底部芯片铜;步骤五，对底部芯片上底部二氧化硅层进行刻蚀使底部芯片铜高于底部二氧化硅层；步骤六，使用等离子体对底部芯片铜和露出的底部二氧化硅层表面均进行活化处理；步骤七，将顶部芯片铜与底部芯片铜对准,并将顶部芯片与底部芯片进行键合；步骤八，将键合后的芯片进行退火处理。