一种半导体器件及其制作方法和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法和电子
目-Ο
【背景技术】
[0002]在电子消费领域，多功能设备越来越受到消费者的喜爱，相比于功能简单的设备，多功能设备制作过程将更加复杂，比如需要在电路版上集成多个不同功能的芯片，因而出现了 3D 集成电路(integrated circuit, 1C)技术，3D 集成电路(integrated circuit, IC)被定义为一种系统级集成结构，将多个芯片在垂直平面方向堆叠，从而节省空间，各个芯片的边缘部分可以根据需要引出多个引脚，根据需要利用这些引脚，将需要互相连接的芯片通过金属线互联，但是上述方式仍然存在很多不足，比如堆叠芯片数量较多，而且芯片之间的连接关系比较复杂，那么就会需要利用多条金属线，最终的布线方式比较混乱，而且也会导致体积增加。
[0003]因此，目前在所述3D集成电路(integrated circuit, 1C)技术中大都采用娃通孔(Through Silicon Via, TSV)以及位于娃通孔上方的金属互连结构形成电连接，然后进一步实现晶圆之间的键合。
[0004]在3D 1C立体叠合技术、娃通孔(TSV)、中介板(Interposer)等关键技术、封装零组件的协助下，在有限面积内进行最大程度的晶片叠加与整合，进一步缩减晶片面积、封装体积并提升晶片沟通效率。因此，晶圆水平上的Cu-Cu键合(Wafer level Cu_Cu bonding)作为3DIC中的一项关键技术，在高端产品上的有重要的应用趋势。
[0005]在3D 1C封装技术，晶片面对面堆叠(F2F Stacking)、2.?硅中介层(Interposer)等,都会涉及到娃片与娃片的键合技术,而目前常用的方法是通过CMP处理获得铜表面，再经过酸洗后去除铜表面的氧化层，最后通过铜-铜的热压键合方式实现铜的键合，键合需要的时间长效率低，热压键合还会影响键合的对准精度；另外，通过CPM处理获得的铜柱表面通常情况下比氧化物(Oxide)略高，导致键合后铜柱四周存在键合空腔而影响晶片的整体键合强度，如图1所示。
[0006]因此需要对现有技术中的晶圆之间键合方法做进一步的改进，以消除现有技术中存在的各种问题。
【发明内容】
[0007]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0008]为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种半导体器件的制作方法，包括:
[0009]提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆均包括基底以及位于基底上的层间介电层和位于所述层间介电层内的接合焊盘，其中所述层间介电层的表面和所述接合焊盘的表面齐平；
[0010]进行氧化物熔融键合工艺，以将第一晶圆和第二晶圆接合。
[0011]进一步，形成所述接合焊盘的方法包括:
[0012]在所述基底上形成所述层间介电层，并图案化所述层间介电层，以在所述层间介电层中形成接合焊盘凹槽；
[0013]采用接合焊盘材料填充所述接合焊盘凹槽；
[0014]采用平整机进行平坦化，使所述层间介电层的表面和接合焊盘的表面齐平。
[0015]进一步，所述平整机包括钻石车刀。
[0016]进一步，所述平整机的主轴转速为2500?3500rpm,进料速度为0.1?0.5mm/s。
[0017]进一步，采用电化学镀的方法形成所述接合焊盘材料。
[0018]进一步，在形成所述接合焊盘材料之前还包括依次在所述接合焊盘凹槽的侧壁和底部形成扩散阻挡层和种子层的步骤。
[0019]进一步，所述接合焊盘的材料为金属铜。
[0020]进一步，所述氧化物熔融键合工艺参数包括:施加的键合压力为1?10N，键合时间为10?60s，温度为10?50°C。
[0021]进一步，在进行所述氧化物熔融键合工艺之前，还包括清洗所述第一晶圆和第二晶圆的步骤。
[0022]进一步，在进行所述氧化物熔融键合工艺之后，执行退火的步骤。
[0023]进一步，所述退火的温度为300-400°C，时间为40-80分钟。
[0024]本发明实施例二提供一种基于实施例一中所述的制作方法得到的半导体器件。
[0025]本发明实施例三提供一种电子装置，包括上述的半导体器件。
[0026]综上所述，根据本发明的制作方法，采用氧化物熔融键合实现接合焊盘(铜柱)的室温，高效，高精度密封键合。本发明的优点在于:
[0027]1、采用平整机进行平坦化，使接合铜柱(Cu pillar)的表面和层间介电层的表面齐平，解决现有技术CMP后铜柱与层间介电层之间的高度差；
[0028]2、采用氧化物熔融键合工艺来实现两片晶圆的键合，氧化物熔融键合工艺的工艺温度低(室温即可)，压力低，改善了现有工艺中Cu-Cu高温高压对键合对准精度的影响；
[0029]3、采用氧化物熔融键合还可以大大提高键合工艺的产量，再结合最后的退火处理工艺，使得铜柱(Cu pillar)之间，层间介电层之间实现高质量键合。
【附图说明】
[0030]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0031]附图中:
[0032]图1示出了现有技术的两片晶圆键合后的扫描电镜图；
[0033]图2为现有技术两晶圆键合的工艺流程图；
[0034]图3为现有技术两晶圆键合的局部结构意图；
[0035]图4示出了本发明实施例一中两晶圆键合的工艺流程图；
[0036]图5A为本发明一具体地实施方式中两晶圆键合的局部结构示意图；
[0037]图5B为平整机的平坦化原理示意图。
【具体实施方式】
[0038]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0039]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0040]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接至『或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0041]空间关系术语例如“在..