【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及半导体领域，特别涉及一种键合方法。
技术介绍
1、在芯片封装过程中，需要将芯片与其他元器件进行粘接，而通过焊盘与焊盘之间的粘接是封装中实现电、热和机械连接的最重要方式之一，具体应用场景包括芯片贴装到基板或引线框架上、芯片与基板之间的倒装互连、芯片与热沉的粘接等。粘接处的力学、电学和热性能以及长期稳定性会对封装结构的性能和可靠性产生重要影响。
2、封装过程中的一种常用粘接方法是采用粘接材料进行粘接，常用粘接材料包括金属钎料、高分子胶黏剂、铜浆料、银浆料。金属钎料通常是锡基合金，在锡基合金与焊盘的键合过程中会形成金属间化合物，而金属间化合物具有脆性，容易引起断裂失效。此外，对于工作温度较高的功率器件来说，锡基焊料容易出现熔化问题，无法满足高温工作需要。高分子胶黏剂也存在不耐高温的问题，与焊盘金属还有热失配问题，而且高分子材料在使用过程中会发生老化问题，影响产品的使用寿命。铜浆料的成本较低，抗电迁移性较好，但在键合过程中容易发生氧化的问题，铜浆料在制备、储存和使用环节，都需要采用还原性的保护措施，使其工艺过程更为复杂。银浆料的成本较高，且银容易发生电迁移，对于封装的长期可靠性会产生影响。
3、如果能在粘接过程中不使用粘接材料，不仅可以避免上述粘接材料带来的问题，而且可以有效降低生产成本、简化生产步骤。表面活化键合是一种不使用粘接材料的键合技术，但需要超高真空环境和表面清洁技术，设备成本高。因此，亟需提供一种键合方法，在保持低成本情况下还有利于提高封装结构的键合强度。
1、本申请实施例提供一种键合方法，有利于在较低温度和较低压力下实现第一焊盘与第二焊盘的直接键合，缩短键合时间，提高键合强度。
2、根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种键合方法，包括：提供第一基底，第一基底的表面具有第一焊盘，第一焊盘的表面具有第一氧化层；在第一焊盘上涂覆有机还原剂；提供第二基底，第二基底的表面具有第二焊盘；将第二基底与第一基底相对放置并进行热压处理，在热压处理过程中，至少部分有机还原剂将第一氧化层还原为第一金属层，第一金属层促进第一焊盘与第二焊盘键合，剩余的有机还原剂挥发。
3、在一些实施例中，提供第一基底包括：提供初始第一基底；在初始第一基底表面形成初始第一焊盘；对初始第一焊盘进行氧化处理，以使初始第一焊盘表面形成第一氧化层，具有第一氧化层的初始第一焊盘作为第一焊盘，具有第一焊盘的初始第一基底作为第一基底。
4、在一些实施例中，氧化处理的工艺包括紫外线臭氧处理工艺、空气中热氧化工艺、化学氧化工艺或者等离子体工艺。
5、在一些实施例中，形成的第一氧化层的厚度为1nm～1μm。
6、在一些实施例中，将第二基底与第一基底相对放置并进行热压处理包括：将第一基底放置于加热台上，对第一基底单独进行加热处理，在加热处理的过程中，有机还原剂将第一焊盘表面的第一氧化层还原为第一金属层；将第二基底与第一基底相对放置，以使第二焊盘与第一焊盘相接触；对第一基底和第二基底共同进行加热处理且共同进行加压处理。
7、在一些实施例中，将第二基底与第一基底相对放置并进行热压处理包括：将第一基底放置于加热台上；将第二基底与第一基底相对放置，以使第二焊盘与第一焊盘相接触；对第一基底和第二基底共同进行加热处理和加压处理，在加热处理和加压处理的过程中，有机还原剂将第一焊盘表面的第一氧化层还原为第一金属层。
8、在一些实施例中，有机还原剂的分解温度高于加热处理的温度，且有机还原剂的沸点高于加热处理的温度。
9、在一些实施例中，加热处理的温度与有机还原剂的分解温度的差值为10℃～100℃，且加热处理的温度与有机还原剂的沸点的差值为10℃～100℃。
10、在一些实施例中，有机还原剂包括溶质和溶剂，溶质的质量占溶剂和溶质的总质量的比例为5％～100％。
11、在一些实施例中，溶质包括：乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、丁四醇、戊五醇、葡萄糖、丙烯醇、松油醇、2-氨基乙醇、2-氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、n-甲基二乙醇胺、3-二甲基氨基-1,2-丙二醇、3-二乙基氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、十二胺、十四胺、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸、乳酸、羟基乙酸、二丙酮醇、乙二醇单甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；溶剂包括乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮或者环己酮中的至少一种。
12、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
13、本申请实施例提供的键合方法，通过有机还原剂与第一氧化层的还原反应形成新生的第一金属层，在第一基底与第二基底的热压键合过程中，第一金属层的烧结促进第一焊盘与第二焊盘的键合，有利于促使第一焊盘与第二焊盘具有较高的键合强度。其中，第一氧化层可以是自然氧化形成的氧化层也可以是采用氧化工艺形成的氧化层，利用了第一焊盘表面的氧化层，不需要在键合之前在超高真空环境中以氩离子束轰击第一焊盘表面去除第一氧化层，降低了工艺设备的要求和成本。由于有机还原剂的作用使新生的第一金属层表面氧化物含量低、且活性较高，促使键合迅速进行，不需要添加粘接材料也不需要额外的控制设备实现还原性气氛或者惰性气氛，降低了键合的成本和工艺难度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种键合方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，提供所述第一基底包括：
3.根据权利要求2所述的键合方法，其特征在于，所述氧化处理的工艺包括紫外线臭氧处理工艺、空气中热氧化工艺、化学氧化工艺或者等离子体工艺。
4.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，所述第一氧化层的厚度为1nm～1μm。
5.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，将所述第二基底与所述第一基底相对放置并进行热压处理，包括：
6.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，将所述第二基底与所述第一基底相对放置并进行热压处理包括：
7.根据权利要求5或6所述的键合方法，其特征在于，所述有机还原剂的分解温度高于所述加热处理的温度，且所述有机还原剂的沸点高于所述加热处理的温度。
8.根据权利要求7所述的键合方法，其特征在于，所述加热处理的温度与所述有机还原剂的分解温度的差值为10℃～100℃，且所述加热处理的温度与所述有机还原剂的沸点的差值为10℃～100℃。
9.根据权利要求1所述的
10.根据权利要求9所述的键合方法，其特征在于，所述溶质包括：乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、丁四醇、戊五醇、葡萄糖、丙烯醇、松油醇、2-氨基乙醇、2-氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-甲基二乙醇胺、3-二甲基氨基-1,2-丙二醇、3-二乙基氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、十二胺、十四胺、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸、乳酸、羟基乙酸、二丙酮醇、乙二醇单甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述溶剂包括乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮或者环己酮中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种键合方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，提供所述第一基底包括：
3.根据权利要求2所述的键合方法，其特征在于，所述氧化处理的工艺包括紫外线臭氧处理工艺、空气中热氧化工艺、化学氧化工艺或者等离子体工艺。
4.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，所述第一氧化层的厚度为1nm～1μm。
5.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，将所述第二基底与所述第一基底相对放置并进行热压处理，包括：
6.根据权利要求1所述的键合方法，其特征在于，将所述第二基底与所述第一基底相对放置并进行热压处理包括：
7.根据权利要求5或6所述的键合方法，其特征在于，所述有机还原剂的分解温度高于所述加热处理的温度，且所述有机还原剂的沸点高于所述加热处理的温度。
8.根据权利要求7所述的键合方法，其特征在于，所述加热处理的温度与所述有机还原剂的分解温度的差值为10℃～1...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。