键合结构、晶圆的键合方法及晶圆堆叠结构与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种键合结构、晶圆的键合方法及晶圆堆叠结构。

背景技术：

1、晶圆级键合技术是将两片晶圆通过键合结构以一定强度结合在一起，这是目前领域内常用的一种键合方式，例如，mems器件和体声波滤波器中均可采用该晶圆级键合技术进行封装制造。

2、具体可参考图1所示的键合后的晶圆堆叠结构，如图1所示，第一晶圆11和第二晶圆12相互键合，并且第一晶圆11上的芯片区10a和划片道10b一一对应于第二晶圆12上的芯片区10a和划片道10b，其中第一晶圆11和第二晶圆12之间具体可通过位置对应的键合结构相互键合。图2为一种键合结构的示意图，结合图1和图2所示，该键合结构包括金属环20和金属阻挡墙30，该金属环20环绕在芯片区10a的外周，金属阻挡墙30形成在划片道10b内且连接相邻的金属环20。在执行晶圆键合之前，需要在第一晶圆11和第二晶圆12上均形成位置对应的键合结构；以及，在执行键合工艺时，位置对应的金属环20相互结合而形成密封环围绕在芯片区10a的外周，同时使位置对应的金属阻挡墙30相互结合。通过在划片道10b内形成金属阻挡墙30，即可在晶圆键合后与金属环20组合形成封闭腔体，尤其可避免晶圆的边缘处于开放状态，使得晶圆的边缘不存在连通划片道10b的侧向开口，从而在后续的湿法制程中即可利用金属阻挡墙30侧向阻挡化学液渗入，避免化学液残留于划片道10b的间隙中。

3、然而，如图2所示的键合结构中，通过金属阻挡墙30使得晶圆上的所有金属环20和金属阻挡墙30均连接在一起形成了大面积的连接金属，而大面积的连接金属容易出现电荷聚集的现象，电荷聚集又极易引起金属表面出现例如尖端放电等异常，进而导致键合性能不佳的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种键合结构，以解决现有的键合结构中在实现对液体的侧向阻挡时难以规避大面积连接的金属而引起的不良影响。

2、为此，本发明提供一种键合结构，所述键合结构形成在基片上，所述基片内具有多个芯片区和环绕在芯片区外周的划片道。所述键合结构包括：多个金属环，所述金属环环绕在所述芯片区的外周；以及，多个挡墙结构，所述挡墙结构形成所述划片道内，并且至少部分相邻的金属环之间设置有所述挡墙结构。其间设置有挡墙结构的相邻的金属环包括第一金属环和第二金属环，所述挡墙结构包括沿着所述划片道的延伸方向交替且间隔排布的第一金属阻挡墙和第二金属阻挡墙，所述第一金属阻挡墙连接所述第一金属环并朝向所述第二金属环的方向延伸，并且所述第一金属阻挡墙的端部与所述第二金属环存在第一间隙；所述第二金属阻挡墙连接所述第二金属环并朝向所述第一金属环的方向延伸，并且所述第二金属阻挡墙的端部与所述第一金属环存在第二间隙。

3、可选的，所述第一金属阻挡墙和所述第二金属阻挡墙之间形成有第三间隙，所述第一间隙、所述第二间隙和所述第三间隙的至少其中之一用于在基片键合之后构成毛细管结构。

4、可选的，所述第一金属阻挡墙包括第一金属档条，所述第二金属阻挡墙包括第二金属档条，所述第一金属档条和所述第二金属档条平行设置，并且所述第一金属档条和所述第二金属档条之间的第三间隙用于在基片键合之后构成毛细管结构。

5、可选的，所述第一金属阻挡墙包括第一金属档条，所述第二金属阻挡墙包括第二金属档条，所述第一金属档条和所述第二金属档条平行设置。以及，所述第一金属阻挡墙和所述第二金属阻挡墙的至少其中之一还包括梳齿结构，所述梳齿结构设置在其中一个金属档条面向另一个金属档条的侧表面上，并且所述梳齿结构的端部与所述另一个金属档条之间存在间隙。

6、可选的，所述第一金属阻挡墙还包括第一梳齿结构，所述第一梳齿结构设置在所述第一金属档条面向所述第二金属档条的侧表面上；所述第二金属阻挡墙还包括第二梳齿结构，所述第二梳齿结构设置在所述第二金属档条面向所述第一金属档条的侧表面上，所述第一梳齿结构中的梳齿和所述第二梳齿结构中的梳齿交替穿插。

7、可选的，所述第一金属阻挡墙和所述第二金属阻挡墙之间具有顺应所述梳齿结构的各个梳齿的曲折间隙，所述曲折间隙用于在基片键合之后构成毛细管结构。

8、可选的，所述梳齿结构中具有一个或一个以上的梳齿；和/或，所述梳齿结构中的梳齿形状为条形、三角形或者梯形。

9、可选的，所述挡墙结构包括n个第一金属阻挡墙和n+1个第二金属阻挡墙，n个第一金属阻挡墙和n+1个第二金属阻挡墙沿着所述划片道的延伸方向交替排布，其中n为大于等于1的正整数。

10、可选的，所述基片为待键合基片。或者，所述基片包括键合后的第一基片和第二基片，所述金属环和所述挡墙结构位于所述第一基片和所述第二基片之间，并通过所述金属环和所述挡墙结构使所述第一基片和所述第二基片相互键合。

11、可选的，所述挡墙结构至少设置在基片边缘位置的芯片区之间。

12、可选的，所述基片上具有呈阵列排布的多个芯片区，每间隔若干行且排布在同一行上的芯片区之间设置有所述挡墙结构；每间隔若干列且排布在同一列上的芯片区之间设置有所述挡墙结构。

13、本发明的另一目的在于提供一种晶圆的键合方法，包括：提供第一晶圆和第二晶圆，并在所述第一晶圆和所述第二晶圆上均形成如上所述的键合结构；以及，通过所述键合结构使所述第一晶圆和所述第二晶圆相互键合，其中所述第一晶圆和所述第二晶圆上的金属环相互键合形成封闭芯片区的密封环。

14、本发明的另一目的在于提供一种晶圆堆叠结构，包括：相互键合的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆上的芯片区和划片道一一对应于所述第二晶圆上的芯片区和划片道；以及，如上所述的键合结构，所述键合结构中的金属环和挡墙结构位于所述第一晶圆和所述第二晶圆之间，并通过所述金属环和所述挡墙结构使所述第一晶圆和所述第二晶圆相互键合。

15、可选的，所述第一晶圆的芯片区内形成有器件结构，所述第二晶圆的芯片区内形成有腔体，所述腔体封盖所述器件结构。

16、在本发明提供的键合结构中，将挡墙结构设置在相邻的金属环之间，该挡墙结构包括交替且间隔排布的第一金属阻挡墙和第二金属阻挡墙，从而可利用交替布置的第一金属阻挡墙和第二金属阻挡墙进行侧向阻挡化学液渗入。同时，第一金属阻挡墙未延伸至第二金属环而保留有间隙，第二金属阻挡墙未延伸至第一金属环而保留有间隙，使得连接有第一金属阻挡墙的第一金属环与连接有第二金属阻挡墙的第二金属环之间为相互断开，从而不存在大面积的连接金属，减少了电荷聚集及因电荷聚集而引起的异常，例如可降低因电荷聚集引起的尖端放电进而导致键合性能不佳的问题。

17、进一步的，第一金属阻挡墙和第二金属阻挡墙可均包括金属档条，并至少在其中之一上设置有梳齿结构，如此即可利用梳齿结构在相邻的金属档条之间形成弯曲间隙，增加液体渗入的路程，提高液体渗入的阻力，从而在后续的湿制程中可有效阻挡液体渗入。

18、更进一步的，还可调整第一金属阻挡墙和第二金属阻挡墙之间形成的间隙尺寸，使得键合后的间隙可形成毛细管结构，以利用毛细管作用阻挡液体渗入，提高对液体的阻挡效果。