【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)及其形成方法。
技術(shù)介紹
1、在鍵合工藝中，上下的凸塊通過高溫壓合形成穩(wěn)定的金屬間化合物(intermetallic?compounds，imc)。然而，由于金屬間化合物固有的脆性，導(dǎo)致其在mems(micro-electro-mechanical?system，微機電系統(tǒng))級真空封裝中存在鍵合強度的限制，因此，需要一種能夠增強鍵合強度的鍵合方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本公開實施例提供一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)及其形成方法。
2、為達(dá)到上述目的，本公開實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
3、第一方面，本公開實施例提供一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，包括沿第一方向堆疊排布的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及位于所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的凸塊鍵合結(jié)構(gòu)；所述凸塊鍵合結(jié)構(gòu)包括：
4、與所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接的第一凸塊；所述第一凸塊至少包括沿所述第一方向依次堆疊排布的第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層；所述第一導(dǎo)電層包括沿垂直于所述第一方向的方向相對于所述第二導(dǎo)電層突出的第一突出部；所述第三導(dǎo)電層包括沿垂直于所述第一方向的方向相對于所述第二導(dǎo)電層突出的第二突出部；
5、與所述第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接的第二凸塊；所述第二凸塊包括環(huán)繞所述第一凸塊的第一部分和與所述第一部分相連并與所述第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)接觸的第二部分；
6、位于所述第一凸塊與所述第二凸塊之間的接合層；所述接合層包括在所述第一方向上位于所述
7、在一種可選的實施方式中，所述第一導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸和所述第三導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸均大于所述第二導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸。
8、在一種可選的實施方式中，所述第三導(dǎo)電層位于所述第二導(dǎo)電層沿所述第一方向相對的兩側(cè)中遠(yuǎn)離所第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一側(cè)；所述第三導(dǎo)電層在與所述第一方向垂直的方向上的尺寸大于所述第一導(dǎo)電層在與所述第一方向垂直的方向上的尺寸。
9、在一種可選的實施方式中，所述接合層包括金屬間化合物。
10、在一種可選的實施方式中，所述第一凸塊還包括：
11、第四導(dǎo)電層和第五導(dǎo)電層；所述第四導(dǎo)電層位于所述第三導(dǎo)電層與所述第五導(dǎo)電層之間；所述第五導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸和所述第三導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸均大于所述第四導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸；所述第五導(dǎo)電層包括沿垂直于所述第一方向的方向相對于所述第四導(dǎo)電層突出的第三突出部；所述接合層還包括在所述第一方向上位于所述第二突出部和所述第三突出部之間的部分。
12、第二方面，本公開實施例提供一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：
13、提供第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；
14、在第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面形成第一凸塊；所述第一凸塊至少包括沿第一方向依次堆疊排布且相連的第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層；所述第一導(dǎo)電層包括沿垂直于所述第一方向的方向相對于所述第二導(dǎo)電層突出的第一突出部；所述第三導(dǎo)電層包括沿垂直于所述第一方向的方向相對于所述第二導(dǎo)電層突出的第二突出部；
15、在第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面形成第二凸塊；所述第二凸塊包括第一部分和與所述第一部分相連的第二部分；所述第一部分包括凹槽，所述凹槽暴露所述第二部分；
16、將所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)沿所述第一方向堆疊排布，并將所述第一凸塊置于所述凹槽中；
17、形成位于所述第一凸塊與所述第二凸塊之間的接合層，以形成包括所述第一凸塊、所述第二凸塊和所述接合層的凸塊鍵合結(jié)構(gòu)；所述接合層包括在所述第一方向上位于所述第一突出部與所述第二突出部之間的部分。
18、在一種可選的實施方式中，所述形成方法還包括：
19、在所述將所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)沿所述第一方向堆疊排布之前，在所述凹槽中形成初始接合層；所述初始接合層覆蓋所述凹槽的底部和側(cè)壁；所述初始接合層包括金屬間化合物；
20、所述形成位于所述第一凸塊與所述第二凸塊之間的接合層，包括：
21、對所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)執(zhí)行熱壓工藝，所述初始接合層熔融并填充所述第一凸塊與所述第二凸塊之間的間隙，以形成所述接合層。
22、在一種可選的實施方式中，所述凹槽在所述第一方向上的尺寸小于所述第一凸塊在所述第一方向上的尺寸。
23、在一種可選的實施方式中，所述形成第一凸塊，包括：
24、在所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成包括第一開口的第一掩膜層；所述第一開口暴露所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的部分表面；
25、在所述第一開口中形成所述第一導(dǎo)電層；
26、在所述第一掩膜層和所述第一導(dǎo)電層上形成包括第二開口的第二掩膜層；所述第二開口暴露部分所述第一導(dǎo)電層；
27、在所述第二開口中形成所述第二導(dǎo)電層；
28、在所述第二掩膜層和所述第二導(dǎo)電層上形成包括第三開口的第三掩膜層；所述第三開口暴露所述第二導(dǎo)電層和部分所述第二掩膜層；
29、在所述第三開口中形成所述第三導(dǎo)電層；所述第一導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸和所述第三導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸均大于所述第二導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸。
30、在一種可選的實施方式中，所述形成第一凸塊，還包括：
31、在所述第三導(dǎo)電層上形成第四導(dǎo)電層，并在所述第四導(dǎo)電層上形成第五導(dǎo)電層；所述第五導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸和所述第三導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸均大于所述第四導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸；所述第五導(dǎo)電層包括沿垂直于所述第一方向的方向相對于所述第四導(dǎo)電層突出的第三突出部；所述接合層還包括在所述第一方向上位于所述第二突出部和所述第三突出部之間的部分。
32、在本公開所提供的技術(shù)方案中，沿第一方向堆疊排布的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)通過凸塊鍵合結(jié)構(gòu)電連接，凸塊鍵合結(jié)構(gòu)中的第一凸塊可以包括沿第一方向堆疊排布的多個導(dǎo)電層，對于相鄰的兩個導(dǎo)電層，在與第一方向垂直的方向上的尺寸較大的導(dǎo)電層可以相對于在與第一方向垂直的方向上的尺寸較小的導(dǎo)電層具有一突出部，填充于第一凸塊與第二凸塊之間的接合層可以包括位于在第一方向上相鄰的兩個突出部之間的部分，使得接合層與第一凸塊之間具有較大的接觸面積，從而可以提高第一凸塊與第二凸塊通過接合層實現(xiàn)鍵合連接的鍵合強度，提高半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)的可靠性。
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1.一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括沿第一方向堆疊排布的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及位于所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的凸塊鍵合結(jié)構(gòu)；所述凸塊鍵合結(jié)構(gòu)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸和所述第三導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸均大于所述第二導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三導(dǎo)電層位于所述第二導(dǎo)電層沿所述第一方向相對的兩側(cè)中遠(yuǎn)離所第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一側(cè)；所述第三導(dǎo)電層在與所述第一方向垂直的方向上的尺寸大于所述第一導(dǎo)電層在與所述第一方向垂直的方向上的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層包括金屬間化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一凸塊還包括：
6.一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述形成方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述形成第一凸塊，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述形成第一凸塊，還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括沿第一方向堆疊排布的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及位于所述第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的凸塊鍵合結(jié)構(gòu)；所述凸塊鍵合結(jié)構(gòu)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸和所述第三導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸均大于所述第二導(dǎo)電層在所述第一方向上的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體鍵合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三導(dǎo)電層位于所述第二導(dǎo)電層沿所述第一方向相對的兩側(cè)中遠(yuǎn)離所第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一側(cè)；所述第三導(dǎo)電層在與所述第一方向垂直的方向上的尺寸大于所述第一導(dǎo)電層在與所述第一方向垂直的方向上的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王逸群，任小寧，謝冬，劉淑娟，
申請(專利權(quán))人：湖北星辰技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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