CHEMICAL BONDING METHOD, PACKAGE-TYPE ELECTRONIC COMPONENT, AND HYBRID BONDING METHOD FOR ELECTRONIC DEVICE

• Main Authors: SAITOH Takayuki, MORIWAKI Takayuki, UOMOTO Miyuki, SHIMATSU Takehito
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 18.08.2022
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PERFORMING OPERATIONS; SEMICONDUCTOR DEVICES; SOLDERING OR UNSOLDERING; TRANSPORTING; WELDING; WORKING BY LASER BEAM

According to the present invention, substrates that are bonding targets are bonded in the ambient atmosphere via bonding films, comprising oxides, formed on bonding faces of the substrates. The bonding films, which are metal or semiconductor thin films formed by vacuum film deposition and at least the surfaces of which are oxidized, are formed into the respective smooth faces of two substrates having the smooth faces that serve as the bonding faces. The bonding films are exposed to a space that contains moisture, and the two substrates are overlapped in the ambient atmosphere such that the surfaces of the bonding films are made to be hydrophilic and the surfaces of the bonding films contact one another. Through this, a chemical bond is generated at the bonded interface, and thereby the two substrates are bonded together in the ambient atmosphere. The bonding strength γ can be improved by heating the bonded substrates at a temperature, 400°C or lower for one example, as needed. This bonding method can also be applied to hybrid bonding for the three-dimensional integration of devices. Selon la présente invention, des substrats qui sont des cibles de liaison sont liés dans l'atmosphère ambiante par le biais de films de liaison, comprenant des oxydes, formés sur des faces de liaison des substrats. Les films de liaison, qui sont des films minces métalliques ou semi-conducteurs formés par dépôt de film sous vide et dont au moins les surfaces sont oxydées, sont formés dans les faces lisses respectives de deux substrats dont les faces lisses servent de faces de liaison. Les films de liaison sont exposés à un espace qui contient de l'humidité, et les deux substrats se chevauchent dans l'atmosphère ambiante de telle sorte que les surfaces des films de liaison deviennent hydrophiles et se touchent. Par conséquent, une liaison chimique est générée au niveau de l'interface liée, les deux substrats étant ainsi liés l'un à l'autre dans l'atmosphère ambiante. Le pouvoir de liaison γ peut être amélioré par chauffage des substrats liés à une température, par exemple, inférieure ou égale à 400 °C, selon les besoins. Ce procédé de liaison peut également être appliqué à une liaison hybride aux fins de l'intégration tridimensionnelle de dispositifs. 接合対象物である基体を，該基体の接合面に形成した酸化物から成る接合膜を介して大気中で接合する。真空成膜によって形成された薄膜であって，少なくとも表面が酸化された金属又は半導体の薄膜である接合膜を，接合面となる平滑面を有する２つの基体それぞれの前記平滑面に形成し，該接合膜を，水分を有する空間に暴露して，該接合膜の表面を親水化させると共に，該接合膜の表面同士が接触するように２つの前記基体を大気中で重ね合わせる。これにより接合界面に化学結合を生じさせて２つの基体を大気中で接合する。接合された基体は，必要に応じて一例として４００℃以下の温度で加熱することにより，接合強度γを向上させることができる。この接合法は，デバイスの３次元集積化のためのハイブリッド接合にも適用可能である。