【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體材料，尤其涉及一種晶圓鍵合方法及異質晶圓。
技術介紹
1、晶圓鍵合技術是微電子和微系統
的一個關鍵步驟，通過晶圓鍵合技術可將兩個以上的晶圓或芯片垂直堆疊在一起，實現了三維集成電路，大大提高了集成度，增強了功能，從而提高了器件性能。
2、晶圓鍵合技術允許不同材料的晶圓結合，擴大了材料選擇的范圍。這對于需要特殊材料屬性(如不同的電學或熱學性能)的應用尤為重要。然而，晶圓鍵合技術在實現不同材料之間的集成時，面臨的一個主要挑戰是晶格失配(lattice?mismatch)。晶格失配是指兩種不同晶體材料在晶格常數上的差異，這種差異會導致應力和裂紋的產生。當兩種晶體材料的晶格常數不匹配時，鍵合界面上會產生應力，這種應力可能導致材料變形、產生裂紋或者其他結構缺陷，影響器件的性能和可靠性。晶格失配還可能導致鍵合界面出現缺陷，如位錯、空洞等，這些缺陷會成為電荷載流子的散射中心，降低電子器件的性能。通過對材料的選擇范圍進行限制，會減少因晶格失配造成的影響，但是這可能會阻礙新材料或新技術的應用。
3、因此，在不影響材料的選擇范圍情況下，如何降低晶格失配對晶圓鍵合技術的影響，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種晶圓鍵合方法及異質晶圓，本專利技術提供的晶圓鍵合方法用于在不影響材料的選擇范圍情況下，降低晶格失配對晶圓鍵合技術的影響。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
4、接觸壓合，至少使第一晶圓和第二晶圓中的一個繞自身軸線旋轉，以使所述第一晶圓和所述第二晶圓沿周向方向的相對旋轉角度達到預設值，并在預設壓力下將所述第一晶圓和所述第二晶圓相貼合進行壓合，所述預設值依據所述第一晶圓和所述第二晶圓的材料進行調整。
5、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，在所述第一晶圓設置有第一扭轉標記，在所述第二晶圓設置有第二扭轉標記，旋轉后所述第一扭轉標記與所述第二扭轉標記的夾角為所述第一晶圓和所述第二晶圓的相對旋轉角度。
6、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，在所述接觸壓合步驟之前，還包括步驟：
7、表面清潔，對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面進行清潔，以去除有機污染物、金屬雜質和氧化物。
8、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，在所述接觸壓合步驟之后，還包括步驟：
9、退火處理，在預設溫度下對相壓合的所述第一晶圓和所述第二晶圓進行退火工藝處理；
10、暴露硅有源層，在所述退火處理完成后，通過濕法刻蝕與研磨相結合方法對背離結合面的一面處理使得硅有源層暴露出；
11、拋光減膜，對所述第一晶圓和所述第二晶圓進行拋光，以使鍵合后的晶圓厚度達到預設值。
12、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，在離子體活化直接鍵合時，在所述表面清潔步驟之后，包括步驟：
13、等離子體處理，使用等離子體對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面處理，以增加表面的活性。
14、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，在采用親水鍵合時，所述表面清潔還包括采用特定的化學處理對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面處理，以增加晶圓表面的親水性。
15、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，在采用疏水鍵合時，所述表面清潔還包括通過硅烷化合物對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面處理，以增加表面的疏水性。
16、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，所述表面清潔步驟中通過丙酮或異丙醇為溶劑進行超聲清潔去除有機污染物，并在超聲清潔后用去離子水對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面進行沖洗，采用酸或堿性溶液進行濕法清潔，以去除金屬雜質和氧化物。
17、可選地，在上述晶圓鍵合方法中，所述等離子體處理步驟中采用o2、ar或n2等離子對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面進行處理。
18、本專利技術提供的晶圓鍵合方法，用于在不影響材料的選擇范圍情況下，降低晶格失配對晶圓鍵合技術的影響，在接觸壓合步驟中至少使第一晶圓和第二晶圓中的一個繞自身軸線旋轉，以使第一晶圓和第二晶圓沿周向方向的相對旋轉角度達到預設值，并在預設壓力下將第一晶圓和第二晶圓相貼合進行壓合，預設值依據第一晶圓和第二晶圓的材料進行調整。本專利技術提供的晶圓鍵合方法在接觸壓合步驟中對相鍵合的晶圓繞自身軸線轉動，通過調整兩個晶圓沿周向的相對旋轉角度，以改善鍵合界面的化學匹配環境，減少因晶格失配產生應力對晶圓鍵合造成的不良影響，提升了整體的鍵合質量，大幅度提高了鍵合強度，增強了鍵合穩定性。
19、一種異質晶圓，由多層晶圓通過晶圓鍵合方法堆疊制成，所述晶圓鍵合方法為如上任一項所述的晶圓鍵合方法，且所述多層晶圓中的晶圓包括體硅晶圓或soi晶圓。
20、本專利技術提供的異質晶圓，由于具有上述晶圓鍵合方法，因此兼具上述晶圓鍵合方法的所有技術效果，本文在此不再贅述。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種晶圓鍵合方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述第一晶圓設置有第一扭轉標記，在所述第二晶圓設置有第二扭轉標記，旋轉后所述第一扭轉標記與所述第二扭轉標記的夾角為所述第一晶圓和所述第二晶圓的相對旋轉角度。
3.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述接觸壓合步驟之前，還包括步驟：
4.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述接觸壓合步驟之后，還包括步驟：
5.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在等離子體活化直接鍵合時，在所述表面清潔步驟之后，包括步驟：
6.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在采用親水鍵合時，所述表面清潔還包括采用特定的化學處理對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面處理，以增加晶圓表面的親水性。
7.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在采用疏水鍵合時，所述表面清潔還包括通過硅烷化合物對所述第一晶圓的表面和所述第二晶圓的表面處理，以增加表面的疏水性。
8.根據權利要求3所述的晶圓鍵合
9.根據權利要求5所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述等離子體處理步驟中采用O2、Ar或N2等離子對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面進行處理。
10.一種異質晶圓，其特征在于，由多層晶圓通過晶圓鍵合方法堆疊制成，所述晶圓鍵合方法為如權利要求1-9任一項所述的晶圓鍵合方法，且所述多層晶圓中的晶圓包括體硅晶圓或SOI晶圓。
...【技術特征摘要】
1.一種晶圓鍵合方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述第一晶圓設置有第一扭轉標記，在所述第二晶圓設置有第二扭轉標記，旋轉后所述第一扭轉標記與所述第二扭轉標記的夾角為所述第一晶圓和所述第二晶圓的相對旋轉角度。
3.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述接觸壓合步驟之前，還包括步驟：
4.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述接觸壓合步驟之后，還包括步驟：
5.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在等離子體活化直接鍵合時，在所述表面清潔步驟之后，包括步驟：
6.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在采用親水鍵合時，所述表面清潔還包括采用特定的化學處理對所述第一晶圓和所述第二晶圓的表面處理，以增加晶圓表面的親水性。
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：李博，朱慧平，劉凡宇，王成成，王磊，李多力，盧維爾，周虹珊，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。