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EP1569263A2

Method for joining two wafers

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Wafer(11,12), bei dem durch Übereinanderlegen der beiden Wafer (11,12) ein Kontaktbereich (15) zwischen den Wafern (11,12) gebildet wird und bei dem der Kontaktbereich (15) örtlich und zeitlich begrenzt erhitzt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Waferanordnung, bei der zwei übereinanderliegende Wafer (11,12), zwischen deren gegenüberliegenden Oberflächen sich ein Kontaktbereich (15) befindet, an ausgewählten Bereichen (21) ihres Kontaktbereichs miteinander verbunden sind. Das Verfahren zum Verbinden zweier Wafer (11,12), sowie die Waferanordnung sind dabei insbesondere für die Verarbeitung besonders temperaturempfindlicher Bauteile geeignet.

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34 claims: 3 independent, 31 dependent

  1. 1
    Verfahren zum Verbinden zweier Wafer (11,12), bei dem durch Übereinanderlegen der beiden Wafer ein Kontaktbereich (15) zwischen den Wafern (11,12) gebildet wird und bei dem der Kontaktbereich (15) örtlich und zeitlich begrenzt erhitzt wird.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, mit folgenden Schritten:a) Bereitstellen von zwei Wafern (11,12), b) zumindest stellenweises Aufbringen von Material (13,14) auf wenigstens eine der Waferoberflächen, c) Bilden eines Kontaktbereichs (15) zwischen den Wafern (11,12) durch Übereinanderlegen der Wafer (11,12), so dass sich das Material (13,14) zwischen den Wafern (11,12) befindet.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Material (13,14) so beschaffen ist, dass nach Erhitzen und Abkühlen des Materials (13,14) eine mechanische Verbindung zwischen den Wafern (11,12) hergestellt ist.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 2, bei dem nach Erhitzen und Abkühlen des Materials (13,14) eine Legierung des Materials (13,14) mit wenigstens einem der Wafer (11,12) besteht:
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem Materialien (13,14) auf beide Wafer (11,12) aufgebracht werden, wobei sich das Material (13), das auf den ersten Wafer aufgebracht wird, vom Material (14), das auf den zweiten Wafer aufgebracht wird, unterscheidet.
  6. 6
    Verfahren nach Anspruch 5, bei dem sich die unterschiedlichen Materialien (13,14) bei Erwärmung durchmischen und nach Abkühlung eine mechanische Verbindung zwischen den Wafern (11,12) herstellen.
  7. 7
    Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem es sich bei den Materialien (13,14) um Lote handelt.
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Lote aus den folgenden Materialien (13,14) ausgewählt werden:Au, AuSn, Pd, In, Pt.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die lokale Erhitzung des Kontaktbereichs mittels wenigstens eines Laserstrahls (16) vorgenommen wird.
  10. 10
    Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Wellenlänge des Laserstrahls (16) und wenigstens einer der Wafer (11,12) so aneinander angepasst sind, dass der Wafer (11,12) für den Laser zumindest teilweise durchlässig ist.
  11. 11
    Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem der Laserstrahl (16) durch wenigstens einen der Wafer (11,12) hindurch läuft und auf den Kontaktbereich (15) fokussiert wird.
  12. 12
    Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Leistung des Lasers so gewählt wird, dass am Kontaktbereich (15) eine mechanische Verbindung zwischen den beiden Wafern entsteht.
  13. 13
    Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Laser im Dauerbetrieb betrieben wird.
  14. 14
    Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Laser im Pulsbetrieb betrieben wird.
  15. 15
    Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem als Laser ein Nd:YAG Laser zum Einsatz kommt.
  16. 16
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der Laserstrahl (16) kontinuierlich über den gesamten Kontaktbereich (15) geführt wird.
  17. 17
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der Laserstrahl (16) über ausgewählte Bereiche des Kontaktbereichs (15) geführt wird.
  18. 18
    Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Laserstrahl (16) punktweise auf Bereiche des Kontaktbereichs (15) fokussiert wird, so dass Verbindungspunkte (31) zwischen den Wafern entstehen.
  19. 19
    Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Verbindungspunkte (31) an den Knoten eines regelmäßigen Netzwerks angeordnet werden.
  20. 20
    Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei dem die Zahl der Laserstrahlen (16) der Zahl der Verbindungspunkte (31) entspricht.
  21. 21
    Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem nur an den Bereichen des Kontaktbereichs (15) ein Material aufgebracht ist, die vom Laserstrahl (16) bestrahlt werden.
  22. 22
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem wenigstens einer der Wafer (11,12) wenigstens ein Halbleitermaterial enthält.
  23. 23
    Verfahren nach Anspruch 22, bei dem wenigstens einer der Wafer (11,12) mindestens eines der folgenden Halbleitermaterialien enthält:Silizium, Germanium, Galliumarsenid, InP, GaP.
  24. 24
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem wenigstens einer der Wafer (11,12) eine Mehrzahl von Einzelschichten umfasst.
  25. 25
    Verfahren nach Anspruch 24, bei dem wenigstens eine der Einzelschichten eine epitaktisch aufgebrachte Schicht ist.
  26. 26
    Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die epitaktisch aufgebrachte Schicht wenigstens eines der folgenden Halbleitermaterialien enthält:GaInN, AlGaAs, AlGaInP, GaP, InP, InGaAs, InGaAsP, GaN, AlGaInN.
  27. 27
    Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem wenigstens eine Einzelschicht des Wafers Teil eines optoelektronisches Bauelement ist.
  28. 28
    Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das optoelektronische Bauelement eine Leuchtdiode ist.
  29. 29
    Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das optoelektronische Bauelement ein Halbleiterlaser ist.
  30. 30
    Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das optoelektronische Bauelement ein Detektor ist.
  31. 31
    Waferanordnung, mit zwei übereinanderliegenden Wafern, zwischen denen sich ein Kontaktbereich (15) befindet, wobei die Wafer an ausgewählten Verbindungsbereichen (21) ihres Kontaktbereichs (15) miteinander verbunden sind.
  32. 32
    Waferanordnung nach Anspruch 31, bei der die beiden Wafer an ihrem Kontaktbereich (15) an Verbindungspunkten (31) miteinander verbunden sind.
  33. 33
    Waferanordnung nach Anspruch 32, bei der die Verbindungspunkte (31) an den Knoten eines regelmäßigen Netzwerks angeordnet sind.
  34. 34
    Waferanordnung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, bei der mindestens einer der Wafer (11,12) wenigstens eine besonders temperaturempfindliche Schicht beinhaltet.
Independent claims34