【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
1、在混合键合(hybrid bonding)工艺中，以键合层中的金属层为cu为例，为了防止cu表面被氧化成化学稳定性强的cuo而导致键合后的金属层之间的接触电阻增大，进而导致键合后的两片晶圆之间连线失败，目前采用化学机械研磨工艺产生的cu2o来保护cu，并在键合前采用表面活化工艺将cu2o还原为cu。但是，cu2o不稳定，限制了键合前的等待时间(q time)仅为8hrs，若等待时间超过8hrs会导致cu2o被氧化为无法去除的cuo。
2、因此，如何避免键合层中的金属层表面被氧化为金属氧化物是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，使得能够避免键合层中的金属层表面被氧化为金属氧化物，且能避免降低键合后的两片半导体结构上的金属层之间的电连接性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种半导体器件，包括：
3、半导体结构，所述半导体结构上形成有键合层，所述键合层包括绝缘层和形成于所述绝缘层中的第一金属层；
4、金属保护层，形成于所述第一金属层上，所述金属保护层的还原电位小于所述第一金属层的还原电位。
5、可选地，所述金属保护层的电阻率的范围为正负10倍的所述第一金属层的电阻率，所述金属保护层的原子半径的范围为正负1.5倍的所述第一金属层的原子半径。
6、可选地，所述第一金属层
7、可选地，所述金属保护层的顶面低于所述绝缘层的顶面。
8、可选地，所述金属保护层的厚度为
9、可选地，所述半导体器件包括：
10、相键合的两片所述半导体结构，两片所述半导体结构上的所述绝缘层相接触，且两片所述半导体结构上的所述金属保护层相接触。
11、本专利技术还提供一种半导体器件的制造方法，包括：
12、提供半导体结构，所述半导体结构上形成有键合层，所述键合层包括绝缘层和形成于所述绝缘层中的第一金属层；
13、形成金属保护层于所述第一金属层上，所述金属保护层的还原电位小于所述第一金属层的还原电位。
14、可选地，形成所述键合层的步骤包括：
15、形成绝缘层于所述半导体结构上；
16、形成第一光刻胶层于所述绝缘层上；
17、采用掩膜板对所述第一光刻胶层执行光刻工艺，以形成第一图形化的光刻胶层；
18、以所述第一图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述绝缘层，以形成沟槽于所述绝缘层中；
19、形成第一金属层于所述沟槽中。
20、可选地，形成所述金属保护层于所述第一金属层上的步骤包括：
21、形成第二金属层于所述第一金属层和所述绝缘层上；
22、形成第二光刻胶层于所述第二金属层上，所述第一光刻胶层与所述第二光刻胶层的显影效果相反；
23、采用所述掩膜板对所述第二光刻胶层执行光刻工艺，以形成第二图形化的光刻胶层，所述第二图形化的光刻胶层暴露所述绝缘层上的所述第二金属层；
24、以所述第二图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第二金属层，以去除所述第二图形化的光刻胶层暴露出的所述第二金属层，所述第一金属层上保留的所述第二金属层作为所述金属保护层。
25、可选地，所述金属保护层的电阻率的范围为正负10倍的所述第一金属层的电阻率，所述金属保护层的原子半径的范围为正负1.5倍的所述第一金属层的原子半径。
26、可选地，所述第一金属层包括cu、al和w中的至少一种，所述金属保护层包括ni、co和ru中的至少一种。
27、可选地，所述金属保护层的顶面低于所述绝缘层的顶面。
28、可选地，所述金属保护层的厚度为
29、可选地，所述半导体器件的制造方法还包括：
30、将两片所述半导体结构进行键合，两片所述半导体结构上的所述绝缘层相接触，且两片所述半导体结构上的所述金属保护层相接触。
31、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
32、1、本专利技术的半导体器件，由于包括：半导体结构，所述半导体结构上形成有键合层，所述键合层包括绝缘层和形成于所述绝缘层中的第一金属层；金属保护层，形成于所述第一金属层上，所述金属保护层的还原电位小于所述第一金属层的还原电位，使得能够避免键合层中的金属层表面被氧化为金属氧化物，且能避免降低键合后的两片半导体结构上的金属层之间的电连接性能。
33、2、本专利技术的半导体器件的制造方法，由于包括：提供半导体结构，所述半导体结构上形成有键合层，所述键合层包括绝缘层和形成于所述绝缘层中的第一金属层；形成金属保护层于所述第一金属层上，所述金属保护层的还原电位小于所述第一金属层的还原电位，使得能够避免键合层中的金属层表面被氧化为金属氧化物，且能避免降低键合后的两片半导体结构上的金属层之间的电连接性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属保护层的电阻率的范围为正负10倍的所述第一金属层的电阻率，所述金属保护层的原子半径的范围为正负1.5倍的所述第一金属层的原子半径。
3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一金属层包括Cu、Al和W中的至少一种，所述金属保护层包括Ni、Co和Ru中的至少一种。
4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属保护层的顶面低于所述绝缘层的顶面。
5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属保护层的厚度为
6.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：
7.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述键合层的步骤包括：
9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述金属保护层于所述第一金属层上的步骤包括：
10.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特
11.如权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一金属层包括Cu、Al和W中的至少一种，所述金属保护层包括Ni、Co和Ru中的至少一种。
12.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述金属保护层的顶面低于所述绝缘层的顶面。
13.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述金属保护层的厚度为
14.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述半导体器件的制造方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属保护层的电阻率的范围为正负10倍的所述第一金属层的电阻率，所述金属保护层的原子半径的范围为正负1.5倍的所述第一金属层的原子半径。
3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一金属层包括cu、al和w中的至少一种，所述金属保护层包括ni、co和ru中的至少一种。
4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属保护层的顶面低于所述绝缘层的顶面。
5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属保护层的厚度为
6.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：
7.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述键合层的步骤包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：张恬意，龙俊舟，陈娟，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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