0046]本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新的接合晶圆，在所述接合晶圆中通过调整接合焊盘(bonding PAD)的尺寸匹配,并通过调整Cu焊盘(PAD)的接合形貌，以达到提高接合良率及接合稳定性(bonding reliability)的作用。
[0047]在本发明中其中一片晶圆中的金属焊盘为凸起形状的焊盘(Cu PAD protrus1n)另外一片晶圆中的金属焊盘为凹槽形状的焊盘，其中所述两晶圆中的金属焊盘的(topmetal Cu) CMP均采用低压力机械研磨(low downforce)方式，以提高Cu PAD的表面平整度，在接合(Bonding)后凹槽形状的Cu PAD对另外一片晶圆中的接合焊盘(bonding PAD)形成环形包围，Cu受挤压后横向挤出可以与侧壁的Cu接触，另外两片晶圆之间的保护层(例如，SIN层)可以有效防止晶圆间的铜扩散(Cu diffuse)。
【附图说明】
[0048]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，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0049]图1a现有技术中Cu-Cu接合的结构示意图；
[0050]图1b-1c现有技术中Cu-Cu接合存在缺陷的SEM图；
[0051]图2a_2b为本发明两晶圆中Cu-Cu接合的剖面示意图；
[0052]图3a_3k为本发明一具体地实施方式中两晶圆中Cu焊盘的制备以及接合过程的剖面示意图；
[0053]图4为本发明一具体地实施方式中两晶圆Cu-Cu接合的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0054]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。
[0055]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。
[0056]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。
[0057]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0058]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0059]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0060]实施例1
[0061]本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新的半导体器件，下面结合附图2a_2b对本发明所述半导体器件作进一步的说明。
[0062]首先，本发明所述半导体器件包括第一接合晶圆20 (顶部接合晶圆)和第二接合晶圆21 (底部接合晶圆)，其中，所述第一接合晶圆20和第二接合晶圆21中均包含有接合焊盘，两接合晶圆中的接合焊盘接合为一体，以实现所述半导体器件的封装。
[0063]其中，如图2a所示，在该实施例中所述第一接合晶圆20中所述接合焊盘为凸起形状，所述第二接合晶圆21中的接合焊盘为凹槽形状，其中所述凸起形状和所述凹槽形状的尺寸匹配。
[0064]具体地，其中，在所述第一接合晶圆20中，所述凸起形状的接合焊盘202包括多个间隔设置的部分，其数目并不局限于某一数值范围，其中所述凸起形状的接合焊盘202嵌于第一接合晶圆中，例如嵌于所述第一接合晶圆20表面的层间介电层中，所述层间介电层可以选用本领域常用的材料。
[0065]其中，所述凸起形状可以为方形、多边形以及其他的图案，并不局限于某一种，但是要和所述凹槽的形状相匹配，所述相匹配包括形状以及尺寸。
[0066]作为优选，所述凸起形状的接合焊盘202选用铜金属焊盘，为了防止所述铜金属焊盘的扩散，在所述第一晶圆20的表面(例如层间介电层的表面)还设置有扩散阻挡层201，所述扩散阻挡层201的厚度较小，以保证所述接合焊盘呈凸出形状。
[0067]进一步，所述扩散阻挡层选用SiN。
[0068]其中，所述凸起形状的接合焊盘202凸出的高度为Ht，其中所述凸起的高度Ht是指所述接合焊盘202到所述扩散阻挡层201的距离，其中所述凸起形状的接合焊盘202的关键尺寸为Wt，所述关键尺寸为Wt是指所述接合焊盘的宽度或者长度，由所述接合焊盘的形状所决定。
[0069]其中，所述第二接合晶圆21中的接合焊盘为凹槽形状，所述凹槽形状的深度为Hb，表面形成有金属材料层203，所述凹槽形状的关键尺寸为Wb，其中所述凹槽形状可以为方形、多边形以及其他的图案，并不局限于某一种。
[0070]作为优选，所述凹槽形状的接合焊盘环形包围所述凸起形状的接合焊盘。
[0071]其中Ht > Hb,Ht和Hb的值可以通过在线过程(inline process)精确控制,Ht高度大于Hb是为了两片晶圆中的Cu焊盘(PAD)更好接触，所述凹槽形状的关键尺寸比所述凸起形状的关键尺寸大，以保证所述凹槽形状的接合焊盘环形包围所述凸起形状的接合焊盘，并在两者之间形成间隙，在接合后凹槽形状的Cu焊盘对第一晶圆中的凸起形状的接合焊盘形成环形包围，如图2b所示，凸起形状的接合焊盘受挤压后横向挤出可以与凹槽形状的侧壁的Cu接触，以实现两接合晶圆的有效接合，并且避免桥连的形成，提高接合良率，提高器件的性能。
[0072]作为进一步的优选，所述凹槽形状的关键尺寸比所述凸起形状的关键尺寸大0.5 ?Ium0
[0073]进一步，所述第一接合晶圆和所述第