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公開番号2024046657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-03
出願番号2024005694,2023525808
出願日2024-01-17,2022-05-30
発明の名称半導体基板接合体及びその製造方法
出願人個人,個人,ボンドテック株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20240327BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性があり、接合強度と高速信号伝送特性とを満足する構造を提供する。
【解決手段】接合される一対の基板100の構造であって、信号伝送金属領域113及び信号伝送金属領域113から絶縁されたグランド金属領域111を備える絶縁面115を有する基板110と、基板110と接合され、信号伝送金属領域123及び信号伝送金属領域123から絶縁されたグランド金属領域121を備える絶縁面125を有する基板120と、を備え、信号伝送金属領域113と信号伝送金属領域123は接合され、かつ、グランド金属領域111とグランド金属領域121が接合される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
接合構造であって、
第一基板であって、第一信号伝送金属領域と前記第一信号伝送金属領域から絶縁された第一グランド金属領域とを有する第一接合面を有する第一基板；及び
前記第一基板と接合された第二基板であって、第二信号伝送金属領域と前記第二信号伝送金属領域から絶縁された第二グランド金属領域とを有する第二接合面を有する第二基板；
を備え、
前記第一信号伝送金属領域と前記第二信号伝送金属領域とは接合され、及び
前記第一グランド金属領域と前記第二グランド金属領域とは接合された、
接合構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体基板接合体及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、クラウドコンピューティングの発展に伴い、ビッグデータを取り扱う情報処理が増加した。特に人工知能（ＡＩ：ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）処理では、ビッグデータへの高頻度かつ高速のアクセスが求められている。ハードウェアにおいては、例えばチップレット、３Ｄ実装モジュールなどの構造が進化してきている。半導体電子回路は、多層積層構造を有し、２層又はそれ以上の層が積層されている。ここでは、ウェハ－ウェハ間、ウェハ－チップ間、チップ－インターポーザ間で電気的接続が形成されている。あるいは、半導体電子回路は、三次元構造を有し、ウェハまたはチップが積層されている。これにより、例えばメモリモジュールが形成され、半導体メモリのアクセスバンド幅を大きくすることができる。あるいはまた、ウェハ－ウェハ間の接合は、パワー半導体にも採用されている。
【０００３】
しかし、これらの積層構造、三次元構造などにおける、複数の層の間の接続を含む製造プロセスは、煩雑である。現在、その信頼性は、非常に深刻な問題である。さらに、高速信号の要求が高いが、接合強度と高速信号伝送特性とを満足する構造は提案されていない。
【発明の概要】
【０００４】
本開示のいくつかの実施形態では、
第一基板であって、第一信号伝送金属領域と前記第一信号伝送金属領域から絶縁された第一グランド金属領域とを有する第一接合面を有する第一基板；及び
前記第一基板と接合された第二基板であって、第二信号伝送金属領域と前記第二信号伝送金属領域から絶縁された第二グランド金属領域とを有する第二接合面を有する第二基板；を備える接合構造又は接合体が提供される。
いくつかの実施形態では、前記第一信号伝送金属領域と前記第二信号伝送金属領域とは接合されている。
いくつかの実施形態では、前記第一グランド金属領域と前記第二グランド金属領域とは接合されている。
【０００５】
本開示の技術によれば、例えば、力学的に強固な接合又は信頼性の高い接合を実現することができる。あるいはまた、例えば、電子回路内での高速信号伝送特性を良好に保つことができる。さらにまたそのような３次元構造を有する電子回路、モジュール、又はシステムを構築することができる。
【０００６】
本開示のさらなる態様および利点は、本開示の例示的な実施形態のみが示され説明される以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろう。理解されるように、本開示は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、本開示から逸脱することなく、様々な明白な点で修正が可能である。したがって、図面および説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
１Ａは、一実施形態に係る、接合される一対の基板の構造を模式的に表す断面図である；１Ｂは、それらの一対の基板の接合により製造された基板接合体の構造を模式的に表す断面図である。
２Ａは、一実施形態に係る、接合される一対の基板の構造を模式的に表す断面図である；２Ｂは、それらの一対の基板の接合により製造された基板接合体の構造を模式的に表す断面図である。
一実施形態に係る、３つの基板を含む基板接合体の構造を模式的に表す断面図である。
一実施形態に係る、３つの基板を含む基板接合体の構造を模式的に表す断面図である。
一実施形態に係る、基板接合体に用いられる基板の構造を模式的に表す斜視図である。
一実施形態に係る、基板の接合面の構成を模式的に表す上面図である。
一実施形態に係る、基板の接合面の構成を模式的に表す上面図である。
一実施形態に係る、基板の接合面の構成を模式的に表す上面図である。
一実施形態に係る、基板の接合面の構成を模式的に表す上面図である。
シミュレーションに用いた基板接合体の構造を表す斜視図である。
シミュレーションによる通過特性と反射特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜１．基板及び接合体の構造＞
本明細書で使用される「基板」という用語は、一般に、半導体又は絶縁体の平板の材料をさす。しかしながら、この用語は限定的に解釈すべきでない。基板は、１つまたは複数の材料、または１つまたは複数の材料の層がその上に堆積され得る構造を指すように広く解釈されるべきである。基板は、その上に堆積された材料の１つまたは複数の層を含み得る。基板は、例えば、これらに限定されないが、材料の１つまたは複数の層を含むウェハ又はチップを含み得る。その上に誘電体層、金属層などが堆積されている。基板は、２次元の面方向に実質的に一定の厚さを有する平板形状を有していてもよい。しかしながら、基板の形状は平板に限られない。基板は、３次元形状を有していてもよい。
【０００９】
基板は、チップ、ウェハ、素子、モジュールなどであってもよい。基板は、プリント基板（ＰＣＢ）、インターポーザ又はインターポーザ基板などであってもよい。基板は、シングルサイド、ダブルサイド又は多層のＰＣＢ又はインターポーザであってもよい。接合される基板は、同種の基板であってもよく、異なる種類又はカテゴリに属する基板であってもよい。例えば、チップとチップ、ウェハとウェハ、チップとウェハとが接合されてもよい。例えば、３以上の基板が接合されてもよい。例えば、１つ又は複数のインターポーザ基板は、複数の半導体チップに対して、それらの間に挟まれるように接合されてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、基板は接合面を有している。接合面は、他の基板と接合される面又は面領域として定義されてもよい。いくつかの実施形態では、接合面は、実質的に導電材料からなる金属領域を有していてもよい。いくつかの実施形態では、接合面は、実質的に非導電材料からなる非金属領域を有していてもよい。接合面は、金属領域及び非金属領域を有していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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