防界面倾斜接合组件及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种接合组件，包括：第一接合单元，所述第一接合单元包括：第一衬底；第一金属互连结构，所述第一金属互连结构嵌入在第一介电材料层中；第一钝化介电层，所述第一钝化介电层具有第一近侧表面和第一远侧表面，所述第一近侧表面接触所述第一介电材料层中的一个第一介电材料层，所述第一远侧表面与所述第一近侧表面由所述第一钝化介电层的厚度间隔；第一接合焊盘，所述第一接合焊盘位于所述第一钝化介电层中的相应的开口内并由所述相应的开口横向地包围，其中所述第一接合焊盘的远侧表面相对于所述第一钝化介电层的所述第一远侧表面凹陷；以及焊料材料部分，所述焊料材料部分位于所述第一钝化介电层中的相应的开口内并由所述相应的开口横向地包围；和第二接合单元，所述第二接合单元包括：第二衬底；第二金属互连结构，所述第二金属互连结构嵌入在第二介电材料层中；第二钝化介电层，所述第二钝化介电层具有第二近侧表面和第二远侧表面，所述第二近侧表面接触所述第二介电材料层中的一个第二介电材料层，所述第二远侧表面与所述第二近侧表面由所述第二钝化介电层的厚度间隔；以及第二接合焊盘，所述第二接合焊盘位于所述第二钝化介电层的相应的开口内并由所述相应的开口横向地包围，其中所述第二接合焊盘中的每个第二接合焊盘包括接合柱结构，所述接合柱结构突出超过包括所述第二远侧表面的水平平面，其中：所述接合柱结构的第一子组直接地接触所述第一接合焊盘的第一子组；并且所述接合柱结构的第二子组不直接地接触所述第一接合焊盘中的任何第一接合焊盘，使得所述焊料材料部分的第二子组中的相应的焊料材料部分位于所述接合柱结构的所述第二子组中的每个接合柱结构与所述第一接合焊盘的第二子组中的每个相应的第一接合焊盘之间，并且使得所述焊料材料部分的所述第二子组中的所述相应的焊料材料部分在所述接合柱结构的所述第二子组中的每个接合柱结构与所述第一接合焊盘的所述第二子组中的每个相应的第一接合焊盘之间提供电接触。2.根据权利要求1所述的接合组件，其中所述第一接合单元相对于所述第二接合单元倾斜。3.根据权利要求1所述的接合组件，其中：所述焊料材料部分包含锡或锡基合金；所述第一接合焊盘包含铜或铜基合金；并且所述接合柱结构包含铜或铜基合金。4.根据权利要求1所述的接合组件，其中所述焊料材料部分的第一子组中的相应的焊料材料部分位于所述接合柱结构的所述第一子组中的相应的接合柱结构的侧壁与所述第一钝化介电层中的所述相应的开口的侧壁之间。5.根据权利要求4所述的接合组件，其中所述焊料材料部分的所述第一子组中的所述相应的焊料材料部分接触所述第一接合焊盘的所述第一子组中的相应的第一接合焊盘的所述远侧表面，并且包围在所述第一接合焊盘的所述第一子组中的所述相应的第一接合焊盘的所述远侧表面与所述接合柱结构的所述第一子组中的所述相应的接合柱结构的表面之间的接合界面。6.根据权利要求1所述的接合组件，其中所述第一接合焊盘中的每个第一接合焊盘具
有接触所述第一钝化介电层的侧壁。7.根据权利要求1所述的接合组件，其中所述接合柱结构中的每个接合柱结构具有与所述第二钝化介电层横向地间隔的侧壁。8.根据权利要求7所述的接合组件，其中所述第二接合焊盘中的每个第二接合焊盘包括焊盘基部部分，所述焊盘基部部分邻接所述接合柱结构中的相应的接合柱结构并接触所述第二钝化介电层的侧壁。9.根据权利要求1所述的接合组件，其中所述第二钝化介电层的所述第二远侧表面与所述第一钝化介电层的所述第一远侧表面竖直地间隔。10.根据权利要求1所述的接合组件，其中：所述第一接合单元包括第一半导体管芯，所述第一半导体管芯包括位于所述第一衬底上并嵌入在所述第一介电材料层中的第一半导体器件；并且所述第二接合单元包括第二半导体管芯，所述第二半导体管芯包括位于所述第二衬底上并嵌入在所述第二介电材料层中的第二半导体器件。11.根据权利要求10所述的接合组件，其中：所述第一半导体器件包括三维存储器器件；并且所述第二半导体器件包括用于所述三维存储器器件的外围器件。12.根据权利要求1所述的接合组件，其中：所述第一接合单元和所述第二接合单元中的一者包括半导体管芯，所述半导体管芯在其中包括半导体器件；并且所述第一接合单元和所述第二接合单元中的另一者包括中介层。13.一种形成接合组件的方法，所述方法包括：提供第一接合单元，其中所述第一接合单元包括：第一衬底；第一金属互连结构，所述第一金属互连结构嵌入在第一介电材料层中；第一钝化介电层，所述第一钝化介电层具有第一近侧表面和第一远侧表面，所述第一近侧表面接触所述第一介电材料层中的一个第一介电材料层，所述第一远侧表面与所述第一近侧表面由所述第一钝化介电层的厚度间隔；以及第一接合焊盘，所述第一接合焊盘位于所述第一钝化介电层中的相应的开口内并由所述相应的开口横向地包围，其中所述第一接合焊盘的远侧表面相对于所述第一钝化介电层的所述第一远侧表面凹陷；在所述第一接合焊盘的物理地暴露的表面上形成焊料材料部分；提供第二接合单元，其中所述第二接合单元包括：第二衬底；第二金属互连结构，所述第二金属互连结构嵌入在第二介电材料层中；第二钝化介电层，所述第二钝化介电层具有第二近侧表面和第二远侧表面，所述第二近侧表面接触所述第二介电材料层中的一个第二介电材料层，所述第二远侧表面与所述第二近侧表面由所述第二钝化介电层的厚度间隔；以及第二接合焊盘，所述第二接合焊盘位于所述第二钝化介电层的相应的开口内并由所述相应的开口横向地包围，其中所述第二接合焊盘中的每个第二接合焊盘包括接合柱结构，所述接合柱结构突出超过包括所述第二远侧表面的水平平面；以及在将所述第一接合单元和所述第二接合单元压紧到彼此时使所述焊料材料部分回流，使得所述接合柱结构的至少第一子组挤出所述焊料材料部分的第一子组并直接地接触所述第一接合焊盘的第一子组。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：所述第一接合单元相对于所述第二接合单元倾斜；并且所述接合柱结构的第二子组不直接地接触所述第一接合焊盘中的任何第一接合焊盘并未完全地挤出所述焊料材料部分的第二子组，使得焊料材料部分的第二子组中的相应的焊料材料部分位于所述接合柱结构的所述第二子组中的每个接合柱结构与所述第一接合焊盘的第二子组中的每个相应的第一接合焊盘之间，并且使得焊料材料部分的所述第二子组中的所述相应的焊料材料部分在所述接合柱结构的所述第二子组中的每个接合柱结构与所述第一接合焊盘的所述第二子组中的每个相应的第一接合焊盘之间提供电接触。15.根据权利要求13所述的方法，其中：所述焊料材料部分的第一子组中的相应的焊料材料部分位于所述接合柱结构的所述第一子组中的相应的接合柱结构的侧壁与所述第一钝化介电层中的所述相应的开口的侧壁之间；并且所述焊料材料部分的所述第一子组中的所述相应的焊料材料部分接触所述第一接合焊盘的所述第一子组中的相应的第一接合焊盘的所述远侧表面，并且包围在所述第一接合焊盘的所述第一子组中的所述相应的第一接合焊盘的所述远侧表面与所述接合柱结构的所述第一子组中的所述相应的接合柱结构的表面之间的接合界面。16.根据权利要求13所述的方法，其中：所述焊料材料部分包含锡或锡基合金；所述第一接合焊盘包含铜或铜基合金；所述接合柱结构包含铜或铜基合金；并且使所述焊料材料部分回流在高于所述焊料材料部分的熔化温度且低于所述第一接合焊盘和所述接合柱结构的熔化温度的温度下发生。17.根据权利要求16所述的方法，其中提供所述第一接合单元包括：在所述第一介电材料层的顶表面之上形成毯式覆盖钝化介电层；穿过所述毯式覆盖钝化介电层形成开口，其中所述毯式覆盖钝化介电层变为所述第一钝化介电层；以及通过在所述第一钝化介电层中的所述开口内选择性地沉积铜或铜基合金部分来形成所述第一接合焊盘。18.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述焊料材料部分包括采用浸镀浴将焊料材料直接地浸入沉积在所述第一接合焊盘的表面上。19.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述焊料材料部分包括：在所述第一接合焊盘上镀覆焊料材料部分；通过从包括所述第一远侧表面的水平平面上方去除所述焊料材料的部分来平面化所述焊料材料；以及使所述焊料材料的剩余部分竖直地凹陷在所述第一钝化介电层中的所述开口内。20.根据权利要求17所述的方法，其中通过在所述第一钝化介电层中的所述开口内选择性地沉积铜或铜基合金部分来形成所述第一接合焊盘的所述步骤包括：将所述铜或所述铜基合金在所述第一钝化介电层中的所述开口内直接地电镀在所述第一金属互连结构的子组的表面上；
从包括所述第一远侧表面的水平平面上方去除所述铜或所述铜基合金的部分；以及使所述铜或所述铜基合金的剩余部分竖直地凹陷在所述第一钝化介电层中的所述开口内。

技术总结
提供第一接合单元，该第一接合单元包括第一衬底、第一钝化介电层和第一接合焊盘。提供第二接合单元，该第二接合单元包括第二衬底、第二钝化介电层和第二接合焊盘，该第二接合焊盘包括接合柱结构。在该第一接合焊盘的物理地暴露的表面上形成焊料材料部分。通过将该接合柱结构中的至少一个接合柱结构接合到相应的焊料材料部分来将该第二接合单元附接到该第一接合单元。一接合单元。一接合单元。


技术研发人员：侯琳 P
受保护的技术使用者：桑迪士克科技有限责任公司
技术研发日：2021.06.04
技术公布日：2022/8/19