本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及晶圓表面的鍵合方法及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造過程中，通常需要在晶圓表面進(jìn)行各種工藝，由于晶圓表面成鍵原子缺少以及晶圓表面的原子未成鍵電子的存在，在晶圓表面會(huì)形成具有電學(xué)活性的懸掛鍵(一般晶體因晶格在表面處突然終止，在表面的最外層的每個(gè)原子將有一個(gè)未配對的電子，即有一個(gè)未飽和的鍵，這個(gè)鍵稱為懸掛鍵，簡稱traps)，如果與懸掛鍵的鍵合處理不好，將會(huì)影響形成的半導(dǎo)體器件的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中與懸掛鍵形成鍵合的原子缺乏鍵合力，造成晶圓表面上的懸掛鍵的鍵合程度較低，有可能會(huì)在形成的產(chǎn)品中出現(xiàn)壞點(diǎn)(whitepixelcount)，以及導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的暗電流(darkcurrent)，背光補(bǔ)償功能(blacklightcompensation，blc)等性能較差。

因此，如何提高晶圓表面懸掛鍵的鍵合程度是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓表面的鍵合方法及半導(dǎo)體器件，解決晶圓表面懸掛鍵的鍵合程度不高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種晶圓表面的鍵合方法，包括如下步驟：

提供一襯底，所述襯底的上表面具有懸掛鍵；

沉積介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋在所述襯底的上表面；

沉積緩沖層，所述緩沖層覆蓋在所述介質(zhì)層上；

進(jìn)行熱退火處理，使所述懸掛鍵與所述介質(zhì)層進(jìn)行鍵合。

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，在沉積介質(zhì)層后，還包括對所述介質(zhì)層進(jìn)行氨氣氣體處理。

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，所述氨氣氣體處理的工藝條件包括：溫度為350℃～450℃，氣壓為4tor～5tor，時(shí)間為15s～25s，電場功率為250w～350w。

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，所述熱退火處理的工藝條件為：溫度為350℃～450℃。

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，所述介質(zhì)層為介電常數(shù)在20以上的材料。

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，所述介質(zhì)層的材料包括氧化鉿和氧化鉭。

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，所述介質(zhì)層的厚度為

可選的，在所述晶圓表面的鍵合方法中，所述緩沖層的材料包括二氧化硅。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括上述的晶圓表面的鍵合方法形成的基底，在所述基底上形成器件結(jié)構(gòu)。

綜上所述，在本發(fā)明提供的晶圓表面的鍵合方法及半導(dǎo)體器件中，通過熱退火處理將襯底上表面的懸掛鍵與襯底上沉積的介質(zhì)層進(jìn)行鍵合，并由緩沖層的緩沖作用保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)一步確保熱退火處理產(chǎn)生的退火效果，從而提高襯底表面與介質(zhì)層的鍵合程度，降低產(chǎn)品上的壞點(diǎn)，提高產(chǎn)品的良率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的晶圓表面的鍵合方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的晶圓表面的鍵合方法中的襯底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的晶圓表面的鍵合方法中在襯底上形成介質(zhì)層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的晶圓表面的鍵合方法中在介質(zhì)層上緩沖層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的晶圓表面的鍵合方法中在熱退火后的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，請參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種晶圓表面的鍵合方法，包括如下步驟，

s10：提供一襯底，所述襯底的上表面具有懸掛鍵；

s20：沉積介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋在所述襯底的上表面；

s30：沉積緩沖層(buffer)，所述緩沖層覆蓋在所述介質(zhì)層上；

s40：進(jìn)行熱退火處理(anneal)，使所述懸掛鍵與所述介質(zhì)層進(jìn)行鍵合。

下面根據(jù)圖1所示的流程圖更詳細(xì)的介紹每個(gè)步驟中本發(fā)明的內(nèi)容。

首先，如圖2所示，提供一襯底10，襯底10可為硅襯底，在本實(shí)施例中，在硅襯底上進(jìn)行鍵合工藝，所述襯底10的上表面具有懸掛鍵，由于在襯底10上表面的最外層的每個(gè)原子將有一個(gè)未配對的電子，即存在未飽和的鍵，這些鍵即為懸掛鍵。

接著，如圖3所示，沉積介質(zhì)層20，所述介質(zhì)層20覆蓋在所述襯底的上表面，也就是介質(zhì)層20直接覆蓋在懸掛鍵上方。

在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層20為介電常數(shù)在20以上的材料，可用來形成各種線路及器件結(jié)構(gòu)等。

可選的，所述介質(zhì)層20的材料包括氧化鉿(hfo2)和氧化鉭(ta2o5)，例如，可將鉿和鉭通過磁控濺射的方式，在溫度為350℃～400℃環(huán)境下形成在襯底上。

可選的，所述介質(zhì)層20的厚度為如果介質(zhì)層20太薄則難以形成有效的器件結(jié)構(gòu)，如果介質(zhì)層20太厚則不利于介質(zhì)層的形成，在本實(shí)施例中采用較佳范圍。

為了較佳的實(shí)現(xiàn)鍵合，在沉積介質(zhì)層20后，也就是在后續(xù)沉積緩沖層30之前，還包括對所述介質(zhì)層20進(jìn)行氨氣氣體處理(nh3treatment)，通過氨氣氣體可使介質(zhì)層20中積累更多的氫離子(h+)，從而可提高襯底10表面與介質(zhì)層20的鍵合程度，通常情況下，氧分子也會(huì)與會(huì)懸掛鍵發(fā)生鍵合，進(jìn)行氨氣氣體處理處理后，氫離子可以更好的提高襯底10表面與介質(zhì)層20的鍵合程度。

在對所述介質(zhì)層20進(jìn)行氨氣氣體處理中，所述氨氣氣體處理的工藝條件包括：溫度為350℃～450℃，氣壓為4tor～5tor，時(shí)間為15s～25s，電場功率為250w～350w，通過控制工藝腔體中的工藝環(huán)境為氨氣氣體處理提供工藝條件，電場功率為射頻電場環(huán)境中所需要功率大小。

然后，如圖4所示，沉積緩沖層30，所述緩沖層30覆蓋在所述介質(zhì)層20上，通過緩沖層30起緩沖的作用保護(hù)介質(zhì)層20，可以防止介質(zhì)層20受到空氣中氧氣等的影響。

最后，如圖5所示，進(jìn)行熱退火處理，使所述懸掛鍵與所述介質(zhì)層20進(jìn)行鍵合，h+在熱退火處理的高溫促進(jìn)下可與襯底10上懸掛鍵進(jìn)行鍵合，從而使襯底10與介質(zhì)層20緊密結(jié)合在一起。由于通常襯底10上懸掛鍵形成鍵合的原來來源較少且缺乏鍵合動(dòng)力，通常直接沉積在襯底10上表面的介質(zhì)層20會(huì)存在與襯底結(jié)合不夠緊密等情況，可能影響產(chǎn)品的良率等，經(jīng)過本發(fā)明的晶圓表面的鍵合方法后，提高了產(chǎn)品的良率，例如在形成的cmos圖像傳感器(cmosimagesensor)中，壞點(diǎn)數(shù)(whitepixelcount)等可降低50％。

在熱退火處理中，所述熱退火處理的工藝條件包括：溫度為350℃～450℃，通過在此溫度范圍內(nèi)促進(jìn)鍵合過程，如果溫度太低，則可能鍵合程度不高，如果溫度太高，則可能影響到介質(zhì)層及緩沖層，在本實(shí)施例中采用較佳選擇。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括上述晶圓表面的鍵合方法形成的基底，基底即通過晶圓表面的鍵合方法形成的襯底上的膜層結(jié)構(gòu)，然后在所述基底上形成器件結(jié)構(gòu)，例如，可通光刻等工藝形成所需要的圖形結(jié)構(gòu)，或者再通過化學(xué)氣相沉積形成其它膜層等，可在基底上形成器件產(chǎn)品。

綜上所述，在本發(fā)明提供的晶圓表面的鍵合方法及半導(dǎo)體器件中，通過熱退火處理將襯底上表面的懸掛鍵與襯底上沉積的介質(zhì)層進(jìn)行鍵合，并由緩沖層的緩沖作用保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)一步確保熱退火處理產(chǎn)生的退火效果，從而提高襯底表面與介質(zhì)層的鍵合程度，降低產(chǎn)品上的壞點(diǎn)，提高產(chǎn)品的良率。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。