硅片键合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种硅片键合方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着微机电系统(Micro-Electrico-Mechanical-System，MEMS)技术的发展，各种微机电装置，包括:微传感器、微致动器等实现了微小型化，微小型化有利于提高器件集成度，因此MEMS成为了主要的发展方向之一。
[0003]MEMS的常见制造方法包括体硅制造工艺，具体涉及硅片的键合。下面请参考如图1-5所示的现有技术中硅片键合过程中的器件结构的示意图。
[0004]如图1所示，首先，提供第一硅片1，并在第一硅片I上形成掩膜层2。然后，对所述掩膜层2进行图案化，以图案化的掩膜层2刻蚀所述第一硅片1，形成第一空腔3，如图2所示。接着，如图3所示，继续刻蚀所述第一硅片1，形成第二空腔4，而所述第二空腔4的侧壁即为孤岛结构5。之后，请参考图4，将孤岛结构5上的掩膜层去除，并利用热氧化工艺在第一硅片I上形成一层氧化层6。按照现有技术中的做法，接下来就是如图5所示，将第二硅片7与第一硅片I进行键合。
[0005]但是，请参考图4和图5，在氧化层6的形成过程中，孤岛结构5的边缘部分比中间部分反应强烈，因此氧化层6在孤岛结构5的边缘部分形成了突起61。那么如图5所示，在键合后，实际上键合只是发生在突起61，而不是整个孤岛结构(上的氧化层)全部与第二硅片7键合在一起。很显然，这样的键合强度是很低的，容易导致部分脱离甚至整体脱落，严重影响器件的可靠性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种硅片键合方法，提高键合强度，防止硅片之间脱离。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种硅片键合方法，包括:
[0008]提供第一硅片，并在所述第一硅片中形成孤岛结构；
[0009]在所述第一硅片上利用热氧化工艺形成第一氧化层，所述第一氧化层在孤岛结构的边缘厚于中央区域；
[0010]在所述第一氧化层上利用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二氧化层，并进行快速热退火处理，所述第二氧化层在孤岛结构的边缘薄于中央区域，所述第一氧化层和第二氧化层作为键合氧化层；
[0011 ] 提供第二硅片，所述第二硅片通过孤岛结构与第一硅片键合。
[0012]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述提供第一硅片，并在所述第一硅片中形成孤岛结构包括如下过程:
[0013]在所述第一硅片上形成掩膜层；
[0014]图案化所述掩膜层；
[0015]进行第一次刻蚀，形成第一空腔；
[0016]进行第二次刻蚀，形成第二空腔，所述第二空腔侧壁为所述孤岛结构；
[0017]去除所述掩膜层。
[0018]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述第一空腔的深度为1-5 μ m。
[0019]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述第二空腔的深度为30-80 μ m。
[0020]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述第二空腔中形成有缓冲块。
[0021]可选的，对于所述的硅片键合方法，采用热氧化工艺形成所述第一氧化层。
[0022]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述第一氧化层的厚度为0.2-1.0um0
[0023]可选的，对于所述的硅片键合方法，采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成所述第二氧化层。
[0024]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述第二氧化层的厚度为0.4-1.5 μπι。
[0025]可选的，对于所述的硅片键合方法，在所述第二硅片与第一硅片键合后，还包括:
[0026]减薄所述第二硅片。
[0027]可选的，对于所述的硅片键合方法，所述第二硅片减薄后的厚度为20-70 μπι。
[0028]本发明提供的硅片键合方法中，首先在第一硅片上形成第一氧化层，然后在第一氧化层上形成第二氧化层，第一氧化层和第二氧化层共同作为键合氧化层，且上表面平整，然后第一硅片与第二硅片键合。相比现有技术，本发明中利用不同工艺的特点，使得孤岛结构上的第一层氧化层和第二层氧化层的厚度互相补偿，获得了良好的表面微观平整度，从而使第一硅片与第二硅片键合时有较大的键合面积，提高了键合强度。
【附图说明】
[0029]图1-5为现有技术中硅片键合过程中的器件结构的示意图；
[0030]图6为本发明实施例中硅片键合方法的流程图；
[0031]图7-图12为本发明实施例中硅片键合方法的过程中的器件结构的示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合示意图对本发明的硅片键合方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0033]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0034]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0035]本发明的核心思想在于，提供一种硅片键合方法，利用不同工艺的特点，使得形成在孤岛结构上的第一层氧化层和第二层氧化层的厚度互相补偿，获得了良好的表面微观平整度，从而以提高了键合强度。
[0036]该方法包括:
[0037]步骤S101，提供第一硅片，并在所述第一硅片中形成孤岛结构；
[0038]步骤S102，在所述第一硅片上利用热氧化工艺形成第一氧化层，所述第一氧化层在孤岛结构的边缘厚于中央区域；
[0039]步骤S103，在所述第一氧化层上利用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二氧化层，并进行快速热退火处理，所述第二氧化层在孤岛结构的边缘薄于中央区域，所述第一氧化层和第二氧化层作为键合氧化层；
[0040]步骤S104，提供第二硅片，所述第二硅片通过孤岛结构与第一硅片键合。
[0041]以下列举所述硅片键合方法的较优实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
[0042]请参考图6，并结合图7-图12，其中图6为本发明实施例中硅片键合方法的流程图；图7?图12为本发明实施例中