盘的制程。
[0080]本实施例中，可以仅对第一晶圆和第二晶圆中的任意一个晶圆执行步骤一，以在接合焊盘两侧的层间介电层501上形成延伸的阻挡层，也可以对第一晶圆和第二晶圆均执行步骤一，以形成延伸到层间介电层501的表面上的阻挡层，进而以阻挡层替代部分的接合焊盘。
[0081 ] 在键合第一晶圆和第二晶圆之前，对第一晶圆和第二晶圆进行清洗处理，使晶圆片表面附着之颗粒、杂质、化学污染物等等，能尽量除去，以获得较佳之纯净键合界面，满足键合条件对表面的严苛要求。所述清洗步骤采用去离子水(DI water)对器件晶圆进行浸润清洗，然后进行旋干。作为一个实例，所述旋干步骤，转速为1000?3500rpm，时间为1?5min。
[0082]如图5G所示，进行键合工艺，以将第一晶圆50a和第二晶圆50b键合。
[0083]示例性地，接合焊盘505的材料为铜金属时，进行接合焊盘之间的Cu-Cu键合，可选地，所述键合压力为20kN?50kN，优选为30kN?40kN，键合温度为300?450°C，键合时间为20?60分钟。由于延伸至层间介电层501表面上的阻挡层504替代了部分接合焊盘，在晶圆键合之后，当两片晶圆水平面内的位置偏移变化时，可减小铜金属延展的长度，同时可以阻止铜扩散现象的产生。
[0084]最后执行退火步骤，所述退火步骤的温度为300-400°C，时间为40_80分钟。在本发明中可以选用快速热退火，具体地，可以选用以下几种方式中的一种:炉管退火、脉冲激光快速退火、脉冲电子束快速退火、离子束快速退火、连续波激光快速退火以及非相干宽带光源(如卤灯、电弧灯、石墨加热)快速退火等。对完成键合的晶圆进行退火，以使接合焊盘之间的键合质量得以提高。
[0085]本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种半导体器件的制作方法，所述方法使用延伸至层间介电层表面上的阻挡层替代了部分接合焊盘，在晶圆键合之后，当两片晶圆水平面内的位置偏移变化时，可减小铜金属延展的长度，同时可以阻止铜扩散现象的产生，进而提高器件的键合质量和可靠性。
[0086]实施例二
[0087]如图6所述，本发明提供一种半导体器件，包括:
[0088]第一晶圆60a和位于所述第一晶圆60a上方的第二晶圆60b,所述第一晶圆60a和第二晶圆60b均包括基底600,位于所述基底600上的层间介电层601和位于所述层间介电层601内的接合焊盘603。
[0089]具体地，所述基底600至少包含衬底，所述衬底可以为以下所提到的材料中的至少一种:硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SS0I)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)以及绝缘体上锗化硅(SiGeOI)等。
[0090]可选地，在所述基底600上还可以形成有元器件以及互连结构。根据预定形成的器件不同，可形成不同的元器件，例如，若预定形成3D CIS器件，则基底600上可以形成CIS芯片或数据处理芯片。
[0091]其中所述层间介电层601可以选用常用的介电材料，在本发明的一具体地实施方式中可选为Si02。
[0092]示例性地，所述接合焊盘603的材料为金属铜。
[0093]接合焊盘603与所述层间介电层601之间形成有阻挡层602，其中所述第一晶圆60a和/或所述第二晶圆60b的所述阻挡层602延伸至部分所述层间介电层601的表面上。
[0094]可选地，所述阻挡层602的材料选自TaN、Ta、TiN、Ti中的一种或多种。
[0095]进一步地，延伸至部分所述层间介电层601的表面上的所述阻挡层602的表面与所述接合焊盘603的表面齐平，且高于所述层间介电层601暴露的顶面。
[0096]所述第一晶圆60a和所述第二晶圆60b的接合焊盘603相键合。示例性地，所述键合为所述接合焊盘之间的Cu-Cu键合。
[0097]尽管图6中仅示出了第一晶圆和第二晶圆均具有延伸的阻挡层的情况，但是值得一提的是，本发明还可以只在第一晶圆或第二晶圆中的任一一个晶圆上形成有延伸的阻挡层，也可实现本发明的有益效果。
[0098]可选地，所述半导体器件为3D CIS器件。
[0099]本发明的半导体器件，由于具有延伸的阻挡层，可减小铜金属延展的长度，同时可以阻止铜扩散现象的产生，进而该器件具有高的键合质量和可靠性。
[0100]实施例三
[0101]本发明还提供了一种电子装置，包括实施例二所述的半导体器件。或根据实施例一所述的制作方法得到的半导体器件。
[0102]本实施例的电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、V⑶、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可为任何包括所述半导体器件的中间产品。本发明实施例的电子装置，由于使用了上述的半导体器件，因而具有更好的性能。
[0103]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种半导体器件的制作方法，包括: 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，位于所述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，所述接合焊盘与层间介电层之间形成有阻挡层，其中所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的所述阻挡层延伸至部分所述层间介电层的表面上； 进行键合工艺，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆接合。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成所述接合焊盘和阻挡层的方法包括以下步骤: 步骤一、在所述基底上形成层间介电层，图案化所述层间介电层，以在所述层间介电层中形成阻挡层凹槽，所述阻挡层凹槽的宽度大于预定形成的接合焊盘凹槽的宽度； 步骤二、刻蚀所述阻挡层凹槽底部的所述层间介电层，以形成所述接合焊盘凹槽； 步骤三、在所述阻挡层凹槽和接合焊盘凹槽的侧壁和底部形成阻挡层； 步骤四、采用接合焊盘材料层填充所述接合焊盘凹槽； 步骤五、进行平坦化工艺，停止于所述阻挡层凹槽底部的阻挡层表面上，以形成接合焊盘。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤五之后还包括回蚀刻部分所述层间介电层，使所述层间介电层的顶面低于所述阻挡层的顶面的步骤。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤三之后和步骤四之前，还包括在所述阻挡层上沉积种子层的步骤。5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述阻挡层的材料选自TaN、Ta、TiN、Ti中的一种或多种。6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，选用电化学镀的方法形成所述接合焊盘材料层。7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述接合焊盘的材料为金属铜。8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述键合工艺为所述接合焊盘之间的Cu-Cu键合工艺。9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述键合工艺之后，还包括执行退火的步骤。10.一种半导体器件，其特征在于，包括: 第一晶圆和位于所述第一晶圆上方的第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆均包括基底，位于所述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，所述接合焊盘与所述层间介电层之间形成有阻挡层，其中所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的所述阻挡层延伸至部分所述层间介电层的表面上； 所述第一晶圆和所述第二晶圆的接合焊盘相键合。11.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述接合焊盘的材料为金属铜。12.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述阻挡层的材料选自TaN、Ta、TiN、Ti中的一种或多种。13.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求10-12任一项所述的半导体器件。
【专利摘要】本发明提供一种半导体器件及其制作方法和电子装置，所述制作方法包括：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，位于所述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，所述接合焊盘与层间介电层之间形成有阻挡层，其中所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的所述阻挡层延伸至部分所述层间介电层的表面上；进行键合工艺，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆接合。根据本发明的制作方法，使用延伸至层间介电层表面上的阻挡层替代了部分接合焊盘，在晶圆键合之后，当两片晶圆水平面内的位置偏移变化时，可减小铜金属延展的长度，同时可以阻止铜扩散现象的产生，进而提高器件的键合质量和可靠性。
【IPC分类】H01L21/60, H01L21/50, H01L23/488
【公开号】CN105374774
【申请号】CN201410438573
【发明人】陈福成
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月29日