本申請涉及微系統高密度互連領域,尤其涉及一種基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法以及傳感器。
背景技術:
1、由于植球或者焊盤制備時,節距和面積相對都大,利用傳統凸點技術進行鍵合時,所需要的回填溫度無法很好匹配,導致鍵合過程的可靠性和散熱性不佳,從而導致鍵合后的設備性能大大降低。因此,現急需一種可以避免上述問題出現的鍵合方案,提高鍵合后的設備性能。
技術實現思路
1、本申請提供了一種基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法以及傳感器,以解決現有技術中鍵合過程的可靠性和散熱性不佳的問題。
2、第一方面,本申請提供了一種基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,包括:
3、制備第一待鍵合體和第二待鍵合體;
4、將所述第一待鍵合體和所述第二待鍵合體放入cmp設備中,并利用預設濃度的拋光液分別對所述第一待鍵合體和所述第二待鍵合體的金屬導電柱和圍繞在所述金屬導電柱周圍的介質層表面進行拋光,且拋光后的金屬導電柱低于拋光后的介質層;
5、將拋光后的第一待鍵合體和第二待鍵合體以第一表面相對設置的方式放入鍵合設備中,所述第一表面為所述金屬導電柱和所述介質層所在的表面;
6、在所述鍵合設備中依次進行室溫下初始附著和高溫退火操作,以使拋光后的第一待鍵合體和拋光后的第二待鍵合體的相應位置處的金屬導電柱鍵合,得到鍵合體,并基于所述鍵合體,得到傳感器。
7、第二方面,本申請提供了一種傳感器,所述鍵合體應用上述第一方面所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法制備。
8、本申請提供一種基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法以及傳感器,通過cmp設備對第一待鍵合體和第二待鍵合體的金屬導電柱和圍繞在金屬導電柱周圍的介質層進行拋光,能夠精確控制金屬導電柱和介質層表面的平整度,且確保拋光后的金屬導電柱低于拋光后的介質層,有助于提高鍵合的精度和可靠性,同時,不但可以去除金屬導電柱和介質層表面的雜質和缺陷,使得金屬導電柱與介質層之間形成更加平滑的過渡,減少了鍵合界面的不平整,有助于在鍵合過程中形成更加緊密和均勻的化學鍵連接,提高鍵合界面的強度和穩定性;另外,通過室溫下初始附著和高溫退火操作的結合,能夠進一步促進金屬導電柱之間的化學鍵形成,且高溫退火操作有助于消除鍵合界面上的殘余應力,增強鍵合強度,使得最終得到的鍵合體具有更高的機械穩定性和耐久性;本申請還可適用于多種金屬導電柱和介質層材料,具有廣泛的適用性,并且還可以通過調整拋光液濃度、拋光時間和退火溫度等參數,靈活地適應不同材料和工藝要求,為混合鍵合層間通孔互連的制備提供了更多的可能性。
1.一種基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述制備第一待鍵合體和第二待鍵合體,包括:
3.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述基于所述鍵合體,得到傳感器,包括:
4.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述拋光后的金屬導電柱比所述拋光后的介質層低第一高度;所述第一高度的高度范圍為1-10nm。
5.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述高溫退火操作的溫度范圍為200-500℃。
6.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述金屬導電柱為銅柱。
7.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述介質層為tan-ta-sicn-sin或者bpsg。
8.根據權利要求1所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,在所述將所述第一待鍵合體和所述第二待鍵合體放入cmp設備中之前,所述方法還包括:
9.根據權利要求8所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法,其特征在于,所述預設還原性氣體包括刻蝕氣體、氫氣和氮氣;
10.一種傳感器,其特征在于,所述鍵合體應用權利要求1至9中任一項所述的基于銅通孔和介質混合鍵合的微系統制造方法制備。