TW202414634A - 用於低溫接合的結構和方法 - Google Patents

Abstract

一種製造組件之方法，其可包含將在第一基板的第一表面處的第一電性傳導元件的頂表面與在第二基板的主要表面處的第二電性傳導元件的頂表面並置。其中為下列中之一者：所述第一傳導元件的所述頂表面可下凹至所述所述第一表面之下，或所述第二基板的所述頂表面可下凹至所述主要表面之下。電性傳導奈米粒子是被設置在所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的所述頂表面之間。所述傳導奈米粒子具有的長度尺寸是小於100奈米。所述方法亦可包含至少在所述經並置的第一傳導元件和第二傳導元件的界面處提高溫度到一結合溫度，在所述結合溫度時所述傳導奈米粒子可造成冶金結合形成於所述經並置的第一傳導元件和第二傳導元件之間。

Description

用於低溫接合的結構和方法

本發明關於微電子封裝、關於用於製造微電子封裝的構件以及關於製造所述封裝和構件的方法。 相關申請案之交叉引用

本申請案為2015年7月10日申請之美國申請案第14/796,381號之部分接續申請案，所有該申請案之揭示內容在此以引用之方式併入本文中。

微電子裝置通常包括半導體材料的薄片，例如通常稱為晶粒或半導體晶片的矽或砷化鎵。半導體晶片通常作為單獨的預包裝單元而被提供。在一些單元設計中，所述半導體晶片被安裝到基板或晶片載體，所述基板或晶片載體又被安裝在例如印刷電路板的電路面板上。

在半導體晶片的一面製作主動電路。為了便於與主動電路的電連接，所述晶片在同一面上設有接合襯墊。所述接合襯墊通常以規則的陣列或者圍繞晶粒的邊緣而放置，或者對於許多記憶體裝置則是放置於晶粒中心。所述接合襯墊通常由0.5μm厚的傳導金屬例如銅、金或鋁所製成。所述接合襯墊的尺寸將隨著裝置類型而改變，但通常在一側上測量幾十到幾百微米。

覆晶互連是用於將半導體晶片上的接合襯墊傳導性地連接到基板上的接觸襯墊或一個或多個其他半導體晶片的常用方式。在覆晶互連中，通常將金屬塊放置或形成在每個接合襯墊上。然後倒置晶粒，使得金屬塊提供接合襯墊和基板之間的電通路以及晶粒與基板的機械連接。

覆晶製程有許多變化，但是一種常見的配置是使用作為金屬塊的焊料以及焊料的熔化以將其焊接到接合襯墊和基板的方法。當金屬塊熔化時，焊料流動形成截斷的球體。

以覆晶方式封裝半導體晶片變得越來越困難，其中晶片的接觸點朝向封裝基板的相應接觸點。晶片接觸點的密度增加導致接觸點之間的間距減小。因此，可用於將每個晶片接觸點結合到相應封裝接觸點的焊料的體積減小。使用相對小體積的焊料進行接觸點連接的風險在於，整個焊料體積可能會與接觸點的金屬轉換成脆性的金屬間化合物(inter-metallic compound)，這可能會損害焊接點的可靠性。

再者，較小的焊接點使得接觸承載晶片表面與封裝基板的相鄰表面之間的隔離高度(stand-off height)降低。然而，當接觸密度非常高時，為了在晶片和封裝基板的相鄰表面之間形成適當的底部填充，隔離高度可能需要大於簡單焊接點的高度。此外，為了使封裝基板的接觸點相對於晶片的接觸點稍微移動，以便補償晶片和基板之間的不同的熱膨脹，可能有必要要求最小的隔離高度。

已經提出的解決這些問題的一種方法涉及藉由使用覆蓋在晶片前表面上的光阻遮罩直接在晶片接觸點上電鍍金屬（例如銅）來形成金屬柱，以定義柱的位置和高度。然後可以將具有從其上的接合襯墊延伸的柱的晶片接合到封裝基板的對應接觸點。或者，可以採取類似的方法在基板的曝露襯墊上形成金屬柱。然後可以將具有從其上的接觸點延伸的柱的所述基板連接到晶片的相應接觸點。

然而，當在大面積上同時執行時，藉由電鍍形成柱的過程可能是有問題的，所述大面積例如晶圓的整個區域（具有約200毫米到約300毫米的直徑）或在基板面板的整個區域（通常具有約500平方毫米的尺寸）。很難在整個基板上實現高度、尺寸和形狀均勻的金屬柱。當柱的尺寸和高度非常小時，例如柱直徑約75微米或更小，柱高約50微米或更小時，所有這些都很難實現。光阻遮罩厚度的變化、圖案佈局的均勻性、襯墊密度的局部變化、電解質的質量傳輸的局部變化、電鍍電流分佈的局部變化或者圖案的形狀尺寸的變化諸如晶片或基板面板的區域可能對於獲得具有統一高度、尺寸和形狀的柱有影響。

在另一種方法中，可以將焊膏或其他金屬填充的焊膏的凸塊模印到基板面板的曝露表面上的傳導襯墊上。然後可以藉由隨後的壓印使凸起變平，以提高平面度。然而，可能需要嚴格的製程控制來形成具有均勻焊料體積的凸塊，特別是當間距非常小時，例如約50微米或更小時。當間距非常小，例如大約50微米或更小時，消除凸塊之間焊料橋接的可能性也是非常困難的。

儘管覆晶互連有了進展，但仍需要進一步改進。

一種製造組件之方法，其包含形成第一傳導元件在第一構件的基板的第一表面，所述第一傳導元件在遠離所述第一表面的方向上延伸，以及藉由曝露於無電電鍍槽而形成傳導奈米粒子在所述傳導元件的表面，所述傳導奈米粒子具有的長度尺寸是小於100奈米。所述方法亦可包含將第一傳導元件的所述表面與第二傳導元件的對應表面並置於第二構件的基板的主要表面處，且所述傳導奈米粒子被設置在所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的該些表面之間。所述方法可進一步包含在所述經並置的第一傳導元件和第二傳導元件的界面處提高溫度到一結合溫度，在所述結合溫度時，所述些傳導奈米粒子造成冶金結合形成於所述經並置的第一傳導元件和第二傳導元件之間。

在一個實施例中，所述第一傳導元件可為位在所述第一表面處的複數個第一傳導元件中的一個，且所述第二傳導元件可為位在所述主要表面處的複數個第二傳導元件中的一個，所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的對應表面是彼此並置。所述方法亦可包含，在所述並置期間中，藉由在經並置的所述第一傳導元件以及所述第二傳導元件中的不同者之間的不同距離擠壓所述接合區域的所述厚度，所述接合區域的所述厚度在經並置的所述第一傳導元件和所述第二傳導元件中不同的傳導元件之間變化高達3微米，以遷就至少一些第一傳導元件的頂表面的非共平面性。

在特別的實施例中，所述第一傳導元件可為實質上剛性桿，並且所述實質上剛性桿的表面可為頂表面，所述頂表面突出高於所述第一構件的所述第一表面一高度，使得所述頂表面是遠離所述第一表面，所述桿具有遠離所述頂表面以大角度(substantial angle)延伸的邊緣表面。所述傳導奈米粒子的形成可以沉積所述傳導奈米粒子於所述桿的所述邊緣表面上，所述傳導奈米粒子實質上完全覆蓋所述桿的頂表面和邊緣表面。

在一實施例中，在提高溫度步驟之後，經並置的所述第一傳導元件和第二傳導元件的界面可包含微通孔，每個微通孔具有小於0.5微米的最大寬度。在一特定實施例中，所述第一構件和所述第二構件中的至少一個可以是包含主動半導體裝置的微電子元件，並且所述結合溫度可以不高於150°C。在一範例性實施例中，所述第一傳導元件和所述第二傳導元件中的至少一個可包含電性傳導襯墊、電性傳導跡線或電性傳導的實質上剛性桿。

製造組件之另外的方法可包含形成傳導奈米粒子於第一構件的基板的第一表面處的第一傳導元件的表面，其藉由在大於所述電解槽的質量傳輸限制電流密度的一電流密度的情況之下，將所述第一傳導元件曝露於電解槽，所述傳導奈米粒子具有的長度尺寸是小於100奈米。所述方法亦可包含將所述第一傳導元件的表面與在第二構件的基板的主要表面處的第二傳導元件的對應表面並置，且具有所述傳導奈米粒子被設置在所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的該些表面之間。所述方法可進一步包含至少在經並置的所述第一傳導元件和第二傳導元件的界面處提高溫度到一結合溫度，在所述結合溫度時，所述些傳導奈米粒子造成冶金結合形成於經並置的所述第一傳導元件和第二傳導元件之間。

在一範例中，所述方法亦可包含，在形成所述傳導奈米粒子之前，藉由沉積一種子層於所述第一構件的所述基板的所述第一表面上以形成複數個第一傳導元件並且從所述種子層延伸形成所述第一傳導元件。在特定實施例中，所述方法也可以包含在形成所述傳導奈米粒子之後，形成介電質遮罩來覆蓋所述傳導奈米粒子並且從相鄰於所述第一傳導元件的所述第一表面移除所述種子層的一部分。在一實施例中，所述方法也可以包含，在形成所述傳導奈米粒子之前，將所述第一傳導元件形成在所述第一構件的基板的所述第一表面上，所述第一傳導元件從所述第一表面朝遠離的方向延伸。

在特定的範例中，所述第一傳導元件可以是實質上剛性桿，並且所述第一傳導元件的所述表面可以是一頂表面，所述頂表面突出超過所述第一構件的所述第一表面一高度，使得所述頂表面是遠離所述第一表面，所述桿具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。在一範例性實施例中，所述第二傳導元件可以是實質上剛性桿，並且所述第二傳導元件的所述表面可以是一頂表面，所述頂表面突出超過所述第二構件的所述主要表面一高度，使得所述頂表面是遠離所述主要表面，所述第二構件的所述桿具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。在一範例中，所述第一傳導元件和所述第二傳導元件中的至少一個可以包含電性傳導襯墊、電性傳導跡線或電性傳導的實質上剛性桿。

一種組件，其可包含第一構件，所述第一構件包含具有第一表面的基板以及在所述第一表面處的複數個實質上剛性的第一桿，所述第一桿在第一方向上從所述第一表面向外延伸，每個第一桿具有頂表面，所述頂表面通常面向所述第一方向，每個所述第一桿的頂表面突出超過所述第一表面一高度，使得所述頂表面從所述第一表面遠離，每個第一桿具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。所述組件也可以包含第二構件，所述第二構件包含具有主要表面的基板以及在所述主要表面處的複數個第二傳導元件，每個第二傳導元件具有頂表面，所述頂表面通常面向第二方向。

所述第一桿可以與所述第二傳導元件結合，使得所述第一桿的頂表面至少部分地面對所述第二傳導元件的頂表面。至少一些所述第一桿的頂表面可以互相之間不共平面。每個第一桿可藉由包含雜質的接合區域而被電性互連至所述第二傳導元件中對應的一個，所述雜質顯示在接合製程中使用長度小於100奈米的金屬奈米顆粒的結構證據。每個接合區域可至少部分地滲透到所述第一桿和所述第二傳導元件中。每個接合區域可包含複數個微通孔。每個微通孔可具有小於0.5微米的最大寬度。不同的所述接合區域的厚度變化高達3微米，如此以遷就至少一些所述第一桿的不共平面的該些頂表面。

在一範例中，所述組件也可包含阻障層，所述阻障層實質上完全地覆蓋每個第一桿的所述頂表面和所述邊緣表面，每個接合區域是位於個別的第一桿的所述阻障層和對應的所述第二傳導元件的頂表面之間。在特定實施例中，所述複數個第二傳導元件可以是實質上剛性的第二桿，所述第二桿從所述主要表面在所述第二方向上向外延伸，並且每個所述第二桿的所述頂表面可突出超過所述第二構件的所述主要表面一高度，使得所述頂表面是遠離所述主要表面，每個第二桿具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。在一實施例中，每個所述第一桿和第二桿的所述邊緣表面可具有至少3奈米的表面粗糙度。在特定的範例中，所述第一或第二構件中的至少一個可以是包含主動半導體裝置的微電子元件。

在一範例性實施例中，所述第一桿和所述第二傳導元件可各自由實質上相同的材料所組成，並且所述接合區域可包含從下列群組中選擇的至少一個金屬：銅、金、銀、鎳、錫、鋁、含有銀的合金、含有銦的合金、含有錫的合金。在一範例中，所述第一桿和第二傳導元件中的至少一者可包含電性傳導襯墊、電性傳導跡線或電性傳導的實質上剛性桿。在特定實施例中，所述第一構件可以是微電子元件晶圓，其包含複數個微電子元件部份，每個微電子元件部份包含在所述第一表面處的所述第一桿的相應子集，並且所述第二構件可以是基板面板的至少一部份，所述基板面板包含複數個基板部分，每個基板部份包含在所述主要表面處的所述第二傳導元件的相應子集。

另一種製造組件的方法包含將在第一基板的第一表面處的第一傳導元件的頂表面與在第二基板的主要表面處的第二傳導元件的頂表面並置。其中為下列中之一者：所述第一傳導元件的所述頂表面可以是下凹至所述第一基板的所述第一表面之下，或所述第二傳導元件的所述頂表面可以是下凹至所述第二基板的主要表面之下。電性傳導奈米粒子可以被設置在所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的所述頂表面之間。所述傳導奈米粒子可具有的長度尺寸是小於100奈米。所述方法也可以包含在經並置的第一和第二傳導元件的界面處提高溫度到一結合溫度，在所述結合溫度時，所述傳導奈米粒子可造成冶金結合形成於所述經並置的第一傳導元件和第二傳導元件之間。

在特定實施例中，所述方法也可以包含形成所述電性傳導奈米粒子，其包含將至少一個接收表面以一電流密度曝露於無電電鍍槽或電解槽，其中所述電流密度大於所述電解槽的所述質量傳輸限制電流密度，且所述至少一個接收表面是所述第一和第二傳導元件的所述頂表面中的至少一個。在一範例中，所述第一傳導元件和所述第二傳導元件中的至少一個可以包含電性傳導襯墊、電性傳導跡線或電性傳導的實質上剛性桿。在一範例性實施例中，所述第一傳導元件可以是實質上剛性桿。所述實質上剛性桿的所述頂表面可以是遠離所述第一構件的所述第一表面並且可以突出超過所述第一表面一高度。所述實質上剛性桿可具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。所述第二傳導元件的頂表面可被設置在凹槽中，所述凹槽延伸於所述主要表面之下。

在一範例中，所述第一傳導元件可以是實質上剛性桿。所述實質上剛性桿的所述頂表面可以是遠離所述第一構件的所述第一表面並且可突出超過所述第一表面一高度。所述實質上剛性桿具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。在所述並置之後，所述實質上剛性桿的所述頂表面可被設置在凹槽中，所述凹槽延伸於所述第二基板的所述主要表面之下。

在特定的範例中，所述方法也可以包含蝕刻所述第二構件的所述基板的主要表面以形成所述凹槽並且曝露在所述凹槽之中的所述第二傳導元件的頂表面。在一實施例中，在所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件的頂表面的並置之前，所述電性傳導奈米粒子可被設置在所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件兩者的頂表面上。在一範例中，在所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件的頂表面的並置之前，所述電性傳導奈米粒子可被設置在所述第一或第二傳導元件中的一者的頂表面上。在特定實施例中，在所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件的頂表面的並置之前，所述傳導奈米粒子可包含覆蓋於每個頂表面的第一層傳導奈米粒子和第二層傳導奈米粒子。

所述第一層傳導奈米粒子可被設置在個別的頂表面上並且所述第二層傳導奈米粒子可被設置在所述第一層傳導奈米粒子上。所述第二層傳導奈米粒子可包含至少一種材料，其不同於所述第一層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料。在一範例中，在所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的頂表面的並置之前，在每個頂表面上的所述傳導奈米粒子可包含第三層電性傳導奈米粒子，所述第三層電性傳導奈米粒子被形成在個別的第二層電性傳導奈米粒子上。所述第三層電性傳導奈米粒子可包含至少一種材料，其不同於所述第二層電性傳導奈米粒子所包含的至少一種材料。所述第二層傳導奈米粒子可包含阻障金屬，其經配置以避免所述第三層傳導奈米粒子的金屬滲透到所述第一層傳導奈米粒子之中。

在一範例性實施例中，所述方法也可以包含在所述溫度被升高之前，將焊料沉積於在所述第一傳導元件和所述第二傳導元件的頂表面中的至少一個上的所述傳導奈米粒子之上。在所述溫度的升高過程中，所述焊料可經由毛細作用而填充在至少一些所述傳導奈米粒子之間的間隙。在特定的範例中，所述第一構件的所述基板的所述第一表面以及所述第二構件的所述基板的所述主要表面可各個包含介電材料。在所述溫度的升高過程中，所述第一表面的介電材料可直接地與所述主要表面的介電材料接合。在一實施例中，在所述第一表面以及所述主要表面處的介電材料可各自包含B階段材料(B-stage material)層，所述B階段材料層是不會被完全地固化。在所述溫度的升高過程中，所述B階段材料層可被完全地固化。

另外的組件可包含第一構件，其包含具有第一表面的基板和在所述第一表面處的複數個金屬的實質上剛性的第一桿。所述第一桿可在第一方向上從所述第一表面向外延伸。每個第一桿可具有一頂表面，其通常面向所述第一方向。每個所述第一桿的頂表面可突出超過所述第一表面一高度，使得所述頂表面遠離所述第一表面。每個第一桿可具有以大角度從其之頂表面向外延伸的邊緣表面。所述組件也可以包含第二構件，其包含具有主要表面的基板以及曝露於所述主要表面處的複數個第二傳導元件。每個第二傳導元件可具有頂表面，其通常面向第二方向。

每個第二傳導元件的所述頂表面可被曝露在凹槽中，所述凹槽延伸於所述主要表面之下。所述第一桿可與所述第二傳導元件結合，使得所述第一桿的頂表面至少部分地面對所述第二傳導元件的頂表面，並且使得至少一些所述第一桿至少部分地延伸到所述第二構件的對應的所述凹槽之中。每個第一桿可藉由一接合區域而電性地互連到所述第二傳導元件中對應的一者，所述接合區域包含雜質，所述雜質顯示在接合製程中使用長度小於100奈米的傳導奈米顆粒的結構證據。每個接合區域可至少部分地滲透到所述第一桿和所述第二傳導元件之中。

在特定實施例中，每個接合區域可包含雜質，所述雜質顯示第一層、第二層、第三層電性傳導奈米粒子的結構證據。所述第二層電性傳導奈米粒子可被設置在所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第三層電性傳導奈米粒子之間並且可包含至少一種材料，其不同於所述第一層電性傳導奈米粒子包含的至少一種材料並且不同於所述第三層電性傳導奈米粒子包含的至少一種材料。在一範例中，每個接合區域可包含雜質，所述雜質顯示第一層、第二層、第三層、第四層、第五層電性傳導奈米粒子的結構證據。所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子可至少部分地分別滲透到所述第一桿和所述第二傳導元件之中。

所述第二層電性傳導奈米粒子和所述第四層電性傳導奈米粒子可各自包含至少一種材料，其分別不同於所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子包含的至少一種材料。所述第二層電性傳導奈米粒子和所述第四層電性傳導奈米粒子中的每一個可包含阻障金屬，所述阻障金屬經配置以避免所述第三層電性傳導奈米粒子的金屬滲透到所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子之中。在一範例性實施例中，每個接合區域可包含焊料，所述焊料延伸到位在至少一些所述電性傳導奈米粒子之間的微通孔之中，每個微通孔具有小於0.5微米的最大寬度。

在特定的範例中，所述第一構件的所述基板的所述第一表面以及所述第二構件的所述基板的所述主要表面可各自包含介電材料，並且所述第一表面的所述介電材料可直接地與所述主要表面的所述介電材料接合。在一實施例中，所述第一構件和所述第二構件的所述基板中的至少一個可以具有金屬元件，所述金屬元件在各別的基板中之在第一和第二橫向方向上的各自的平面中延伸。所述金屬元件可經配置以提供電磁屏蔽來減少傳輸於所述第一傳導元件和所述第二傳導元件之間的訊號的雜訊。

在特定實施例中，所述第一構件和所述第二構件的所述基板中的兩者具有所述金屬元件，所述金屬元件在各別的基板中以第一和第二橫向方向於各自的平面中延伸。所述第一構件的所述金屬元件可包含延伸在所述第一方向上的跡線，並且所述第二構件的所述金屬元件可包含延伸在所述第二方向上的跡線。在一範例中，所述金屬元件可以是連續的金屬片，所述連續的金屬片具有在所述第一和第二方向上與所述第一傳導元件和所述第二傳導元件對準而延伸穿過所述連續的金屬片的開口。在一範例性實施例中，所述第一構件或第二構件中之至少一者可以是包含主動半導體裝置的微電子元件。

在一實施例中，一種系統可包含如上文中所述的組件以及連接到所述組件的一個或多個其他電子構件。在特定的範例中，所述系統也可以包含殼體，所述組件和其它電子構件是被安裝在所述殼體。本發明的其他態樣可提供系統，所述系統合併了根據本發明前述態樣的組件、根據本發明前述態樣的複合晶片或是其上有其他電子組件電連接的兩者。舉例來說，所述系統可被設置在單一殼體中及/或安裝在單一殼體，所述單一殼體可以是攜帶型殼體。根據本發明的此態樣中的較佳實施例的系統可以比習知系統更為緊湊。

如在本公開中參考基板所使用的，有一敘述為電性傳導元件“在”基板的表面處，當基板未與任何其他元件組裝時，所述電性傳導元件可用於以垂直於基板表面的方向上從基板外面向基板表面移動而與理論點接觸。因此，位於基板的表面處的終端或其他傳導元件可從該表面突出；可能與此表面齊平；或者可以相對於該表面下凹於所述基板中的孔或凹陷中。在一些實施例中，傳導元件可以附接到表面上或者可以設置在所述表面上的一層或多層介電塗層中。

如圖1中所示，組件100可包含第一基板110，其具有在第一方向D1和橫向於所述第一方向的第二方向上延伸的主要表面112；第二基板120，其具有在所述第一和第二方向上延伸的主要表面122；以及傳導柱130，其在橫向於所述第一和第二方向的第三方向D3上延伸，所述柱提供分別在主要表面112和主要表面122處的傳導元件131和133之間的電性連接。雖然在圖1中只有顯示與描述單一柱130，應可以理解的是所述第一和第二基板110、120可藉由m×n陣列的傳導柱而被結合，n和m中的兩者或是一者是大於1。柱130(以及描述於下文中的其他傳導柱)可例如被用於攜載在所述第一基板110和所述第二基板120之間的訊號或是資訊、功率、熱或是參考電位。

在圖1中，平行於主要表面112和主要表面122的所述第一和第二方向在本文中被稱為“水平”或“側向”方向，而垂直於所述主要表面的這些方向，例如所述第三方向D3，則在本文中被稱為向上或向下方向並且在本文中也可以被稱為“垂直”方向。參照本文的該些方向是在所參考的結構的框架之中。因此，這些方向可以位於參考的正常或重力框架中的任何指向。有一敘述為一個特徵是被設置成與另一特徵相比在“超過一表面”的一較高高度處，這是指所述一個特徵在離開該表面的相同的正交方向上比另一個特徵有更遠的距離。相反地，一敘述為一個特徵是被設置成與另一特徵相比在“超過一表面”的一較矮高度處，這是指所述一個特徵在離開該表面的相同的正交方向上比另一個特徵相對於該表面有較短的距離。

在某些實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個(或是關於本說明書中所揭示的任何實施例中的所述基板)可以是半導體晶片、晶圓、玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、聚合物、複合材料、基板、微電子封裝、平面面板或是相似物以及前述材料之組合物。該些基板110和120中的一個或兩個可以基本上由例如矽的無機材料、或基板或製程中的微電子封裝所組成。該些基板110和120中的一個或兩個在它的主要表面和相對於所述主要表面的各自第二表面114或124之間的厚度可以小於500μm，並且可以明顯地更小，例如是130μm、70μm或是甚至更小。該些基板110和120中的一個或兩個可以是一中介物，所述中介物提供主要表面和其第二表面之間的電性互連，及/或該些基板110和120中的一個或兩個可以是微電子封裝，其具有主動半導體裝置於其中並且具有終端在其之所述第二表面處經配置以與所述微電子封裝之外的構件結合。

該些基板110和120中的一個或兩個(或是關於本說明書中所揭示的任何實施例中的所述基板)可以在所述基板的平面中具有小於10 ppm/ºC(百萬分之一/度C)的熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion，CTE)。在特定實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個可具有小於7 ppm/ºC的CTE。在其它實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個的所述CTE可以是小於20 ppm/ºC。在一範例中，該些基板110和120中的一個或兩個的所述CTE可以是大於22 ppm/ºC。

在某些實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個(或是關於本說明書中所揭示的任何實施例中的所述基板)可以由一材料所製成，例如半導體材料、陶瓷、玻璃、液晶材料、像是玻璃-環氧樹脂或纖維增強複合物的複合材料、層壓結構或是前述材料的組合物。在某些實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個可以是支撐介電質元件，例如用於捲帶式自動接合(tape automated bonding，TAB)中的捲帶。在一範例中，該些基板110和120中的一個或兩個可以基本上由介電質元件所製成，所述介電質元件在所述基板的平面中具有小於10 ppm/ºC的熱膨脹係數。在特定實施例中，所述基板102可以基本上由介電質元件所製成，所述介電質元件在所述基板的平面中具有在約10到約20 ppm/ºC之間的熱膨脹係數。在一特定實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個可以基本上由介電質元件所製成，所述介電質元件具有在所述基板的平面中在約10到約20 ppm/ºC之間的熱膨脹係數並且具有在約15到約60 ppm/ºC之間的平面外(out-of-plane)的熱膨脹係數。在一範例中，該些基板110和120中的一個或兩個可以具有小於4 GPa的楊氏模數(Young’s modulus)。在一範例性實施例中，該些基板110和120中的一個或兩個可以具有小於100 GPa的楊氏模數。

該些基板110和120中的一個或兩個(或是關於本說明書中所揭示的任何實施例中的所述基板)可進一步包含絕緣介電層(未顯示)，其覆蓋在個別的主要表面112或122及/或個別的第二表面114或124。當所述基板包含電性傳導材料或是半導體材料時，此介電層可電性絕緣傳導元件(例如柱130)與所述基板。這些介電層可被稱為所述基板的“鈍化層”。此介電層可包含無機或有機介電材料或是兩者。此介電層可包含電沉積的保形塗層或是其他介電材料，例如顯像(photoimageable)聚合物材料，例如焊料遮罩材料。

該些基板110和120中的一個或兩個(或是關於本說明書中所揭示的任何實施例中的所述基板)可進一步包含傳導結構116或126於其中。此傳導結構可包含沿著所述主要表面和第二表面中的一或兩者所延伸的跡線、延伸於各自的主要表面112或122及/或各自的第二表面114或124之間或者是延伸在各自的主要表面112或122及/或各自的第二表面114或124之間的一方向上的傳導互連或傳導通孔、以及在各自的第二表面處用於電連接構件外部到組件100的終端118或128。

在實施例中，其中該些基板110和120中的一個或兩個包含半導體基板，例如由矽所製成，一個或複數個半導體裝置(例如電晶體、二極體…等等)可被設置在其之主動裝置區域中，所述主動裝置區域位在各自主動表面112或122處及/或位在各自主動表面112或122之下。

傳導柱130可包含第一電性傳導元件或第一部分132以及第二電性傳導元件或第二部分134。第一部分132可以在第一基板110的主要表面112處被電性地連接至並且與一個或多個傳導元件131結合，並且第二部分134可以在第二基板120的主要表面122處被電性地連接至並且與一個或多個傳導元件133結合。所述第一和第二部分132、134的每一個可以是一金屬柱，其在所述第三方向上或是在相對於所述第三方向的一方向上從個別的主要表面112、122延伸，該些金屬柱包含實質上剛性的元件，例如垂直延伸的金屬部分。在一實施例中，在平行於主要表面112(例如，方向D1)的水平方向上的第一部分132的寬度可以小於對應的傳導元件131的寬度。相似地，在特定的範例中，在平行於主要表面122(例如，方向D1)的水平方向上的第二部分134的寬度可以小於對應的傳導元件133的寬度。

所述第一和第二部分132、134可各自包含一種傳導材料，例如銅、鋁、鎢、焊料、金、鎳、錫、鉛、鎵、銦、銀、包括銅的合金、包含鎳的合金、包含鎢的合金或包含前述材料中的一種或多種的組合…等等。在一範例中，所述第一和第二部分132、134中的每一個可實質上游銅所組成。所述第一和第二部分132、134可各自包含相同的材料或是第一部分可包含與第二部分不相同的材料。

傳導柱130也可以包含在第一基板110的主要表面112處的第一傳導元件131及/或在第二基板112的主要表面122處的第二傳導元件133。則傳導元件131及/或133可以是薄的、金屬的平墊，例如銅、鋁、鎳或其他適合的材料。在某些實施例中，傳導元件131及/或133可以是實質上厚的，並且垂直於主要表面112、122的垂直方向D3上的傳導元件的組合高度可以高達傳導柱130的高度的30％。在特定的範例中，在垂直方向D3上的傳導元件的組合高度可以高達傳導柱130的高度的70％。傳導元件131或133可包含與所述第一和第二部分132、134中的一個或兩個相同的材料，或是其可包含一材料，該材料是不同於所述第一和第二部分中的一個或兩個的材料。在某些實施例中，所述第一傳導元件131和所述第二傳導元件133中的一個或兩者可包含阻障層或阻障材料。在一範例中，所述第一傳導元件131和所述第二傳導元件133中的一個或兩者可以與所述第一和第二部分132、134中的一個或兩個整體地形成。

傳導柱130可包含接合區域136，其可包含已經在先前的接合操作中被接合在一起的奈米粒子的結構證據。在本文中所使用的，所述用語"奈米粒子"包含任何形式的奈米材料，包含例如具有長度尺寸通常小於約100奈米的奈米粒子團、懸浮於液體中的奈米粒子或是懸浮於具有表面活性劑的膏狀物中的奈米粒子。所述接合區域可以或是可以不包含任何殘留的液體，例如表面活性劑或是溶劑。所述奈米粒子的實際尺寸可以明顯更小，例如具有約1奈米和更大的尺寸。在一範例中，接合區域136可以至少部分地滲透到每個所述第一和第二部分132、134之中。奈米粒子也可以被佈置成在金屬桿的一個或多個表面處的樹枝狀沉積物，所述金屬桿可包含傳導柱130的所述第一和第二部分132、134。

在一範例中，接合區域136可包含奈米粒子層，其基本上由銅、金、鎳、銀、包括銀的合金、鎵、銦、包括鎵或銦的合金、錫、鉍、共晶金屬合金、另一種金屬或金屬的組合中之至少一種材料所製成。所述奈米粒子可被塗覆有非常薄的保護或非保護層的材料(例如鎵、銦、錫、鎳、銅、金)，並且所述保護層可以是連續或是不連續的。保護或非保護層的材料可以低於所述奈米粒子的熔點。在一範例中，被沉積到所述第一部分132的奈米粒子可以被塗覆有鎵，並且被沉積到所述第二部分134的奈米粒子可以被塗覆有銦，其可低於所述奈米粒子的熔點。保護或非保護層的材料可以例如具有5-10奈米的厚度。關於奈米粒子上的保護或非保護層的材料進一步細節可在美國專利第9,024,205號中找到，所述美國專利案以參考的方式而被全文併入本文中。

奈米粒子可以經歷熔點下降，其中奈米級材料可以在比塊狀材料低得多的溫度下熔化。在一範例中，奈米粒子的熔點可以比由奈米粒子所組成的相同材料的塊狀區域的熔點低幾百度C。當金屬具有粒子直徑小於50 nm時，金屬奈米粒子的熔點下降最為顯著。具有基本上由奈米粒子所組成的接合區域136可以允許所述接合區域具有在室溫或者是在室溫之上的幾百度C之內的熔點。

與習知的結合技術相比，在較低的溫度下(例如低於200°C)將第一和第二基板110、120(以及本文中所述的其他第一基板310/510/710及第二基板320/520/720)連接在一起能夠改善最終組件100的結構，並且可以有利於製作所述組件的製程，其可改善良率與效率，從而減少製造成本。通常，每個基板110、120的第一和第二部分132、134(例如以電性傳導桿的形式)是在剛好低於所述結合溫度的一溫度下以對準彼此的方式並置在一起。接著，所述經對準的桿被移動以彼此接觸，並且所述組件是被加熱到所述結合溫度，在此時，在各別第一和第二部分132、134上的所述奈米粒子接合，使得所述柱130形成。在某些實施例中，當所述配對區域接觸時，在所述基板之間的所述奈米粒子區域可熔於室溫。後續較高溫的處理可用來改善所述室溫結合的機械和電性的完整性。所述基板結合的周圍環境可以是惰性的、還原的(reducing)或真空的。在某些應用中，在結合操作期間，金屬氧化物還原流體可以在所述基板周圍流動。在一實施例中，在所述結合腔室中的所述流體可包含化合物，其提高金屬中的晶粒生長或晶粒生長速度，例如分散在氮等惰性氣體中的醇。

與在大約250℃的溫度下的習知焊料結合製程相反的，基板110與120(它們可以具有實質上不同的熱膨脹係數)的降低溫度的奈米粒子結合可導致最終組合的產品(例如組件100)的應變和翹曲顯著更小。減少的基板翹曲在隨後的組裝製程中可以是有益的。這是因為結構結合的溫度與組件儲存或操作的溫度之間的差異比習知製程小得多。以這種方式，組裝的結構（例如，組件100）由於組裝過程而具有較小的翹曲傾向。

再者，在較低的結合溫度下形成的每個柱130的各個部分132、134之間的連接不需要像傳統結構那樣強壯，因為在較低溫度下進行組裝製程可以由於在連接溫度和產品使用或儲存的溫度之間較小的溫度差而對每個連接施加較小的應力。使用較低熱預算製程進行組裝的組裝封裝可以在較低的溫度下使封裝硬化。所述較堅硬的封裝可以減少翹曲。而且，降低結合溫度可以使得更容易將較大的基板對準並結合在一起，從而提高效率。描述於上文中的所有益處可應用到描述於本文中的所有實施例的組件100/300/500/700/900/1100/1300/1500/1600。

藉由以各種形式的奈米粒子或奈米材料將所述第一和第二部分132、134結合在一起之後，將所述第一部分和第二部分結合在一起的接合區域136可顯示奈米粒子被用於結合所述第一和第二部分之結構證據。舉例來說，在所述第一和第二部分132、134的結合過程中，奈米粒子可擴散到所述第一和第二部分之中。在結合之後，先前包含奈米粒子的金屬不再處於具有通常小於約100奈米的長度尺寸的奈米粒子團的形式。

將所述第一和第二部分132、134結合在一起的所述接合區域136可顯示奈米粒子被用來結合所述第一和第二部分之其他結構證據，包含所述接合區域的表面的輪廓。如圖1中所示，接合區域136可具有齒痕狀或鋸齒狀的表面137，其通常在相關於所述柱130的圓周方向上延伸。接合區域136的所述表面137相較於所述第一和第二部分132、134的表面粗糙度可具有較高程度的表面粗糙度。舉例來說，所述表面137可具有大於30奈米的表面粗糙度。在一範例中，所述表面137可具有大於3.0奈米的表面粗糙度。

奈米粒子被用來結合所述第一和第二部分132、134的結構證據的另外範例可以是在所述接合區域136之中存在微通孔。舉例來說，接合區域136可包含複數個微通孔，該些複數個微通孔中的每個都小於0.5微米，或是所述接合區域可包含微通孔，該些微通孔中的每個都小於0.2微米。此微通孔可例如由空氣或介電材料所填充。在一實施例中，在所述接合區域之中的每個通孔的橫截面可以小於接合區域的橫截面的10%。在特定的範例中，在所述接合區域之中的每個通孔的橫截面可以小於所述接合區域的橫截面的5%或是小於1%。在一實施例中，在所述接合區域的一給定橫截面之中的該些通孔的橫截面總面積可以小於所述接合區域的橫截面的10%。在特定的範例中，在所述接合區域的一給定橫截面之中的該些通孔的橫截面總面積可以小於所述接合區域的橫截面的5%或是小於1%。

在實施例中，所述第一和第二基板110、120是藉由傳導柱130陣列而結合，在第三方向D3上的傳導柱的陣列之中的接合區域136的厚度T變化高達3微米，或是例如在0.5微米到3微米之間。在傳導柱130之中的接合區域136的厚度T變化可能是由於，在該些對應的第一和第二部分被彼此結合在一起之前，第一部分132陣列的該些頂表面之中的不平坦及/或對應的第二部分134陣列的該些頂表面之中的不平坦所造成，其將描述於下文之中。在一實施例中，所述第一和第二部分132、134中的一者可以是電性傳導跡線或電性傳導襯墊(例如，圓形、橢圓形、正方形或長方形的平坦金屬片)。因此，奈米材料可被用來附接傳導桿到在主要表面112或122處的傳導跡線或傳導墊。

下文將參照圖2A到2F描述一種製造組件100(圖1)的方法。參照圖2A，如果所述基板包含電性傳導材料或半導體材料，則連續金屬種子層140(例如，銅)可被沉積到第一基板110的主要表面112上或是沉積到覆蓋於所述主要表面的介電層上。種子層140可藉由各種方法被沉積，其包含原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)或是無電電鍍或電解沉積法或前述方法的組合。所述種子層可例如包含銅。所述種子層也可以包含黏著層、阻障層或者是兩者。

在所述種子層140被沉積到主要表面112之後，例如是光阻層142的顯像層可被沉積並且圖案化以僅覆蓋主要表面112的部分。光阻層142可具有開口144在沿著主要表面112的多個位置處，在該些位置處希望形成柱130。

接著，如圖2B所示，可藉由沉積一或多種傳導材料(例如，銅)到開口144之中與種子層140接觸而形成柱130的第一部分132。在此實施例中，所述第一部分132是藉由電解沉積而被沉積。第一部分132可在第三方向D3上從所述種子層140延伸。

接著，如圖2C中所示，第一部分132可被部分地蝕刻，以界定所述第一部分的頂表面146面向所述第三方向D3，所述第一部分具有圓形的外圍邊緣148。此部分的或是和緩的蝕刻步驟可曝露高指數的金屬平面以允許所述奈米粒子成核(nucleate)。第一部分132可以是單一的實質上剛性的金屬桿，並且頂表面146可突出超過所述主要表面112一高度H，使得所述頂表面是遠離所述主要表面。第一部分132可界定以大角度(substantial angle)從所述頂表面146向外延伸的邊緣表面或側壁154。

而如圖2D中所示，奈米粒子150被沉積在第一部分132的頂表面146上。在此實施例中，奈米粒子150藉由電解沉積而被沉積，其中所述第一部分132是以大於50 mA/cm ²的電流密度而被曝露於電解槽中，如此以在所述電鍍過程中造成金屬離子的局部消耗於頂表面146處。

在一實施例中，在電鍍第一部分132於種子層140上之後，所述電鍍電流密度或電壓可被增加而瞬間地超過電鍍槽配方的質量傳輸限制。高電流脈衝電鍍可被使用來形成奈米粒子150。所述電鍍條件可被選擇以產生一層或一區域的奈米粒子150而沒有併入不期望的雜質於所述層或區域之中。

舉例來說，對於電鍍第一部分132到種子層140上，可使用含有有機添加劑、抑制劑、增亮劑、均化劑或前述材料的各種組合的銅電鍍槽且電流密度為10到40 mA/cm ²之間。較佳地，可在低於所述槽配方的質量傳輸限制的電流密度之下執行電鍍維持一足夠的時間以允許所述第一部分被電鍍到如圖2C中所示的高度H。

為了要開始所述奈米粒子150沉積到所述頂表面146上，所述電鍍電流密度則可瞬間地增加超過所述電鍍槽的質量傳輸限制。所述奈米粒子150可藉由循環所述電鍍電流密度超過及低於所述電鍍槽化學的質量傳輸限制而被沉積到頂表面146上。在一範例中，沉積所述奈米粒子150於所述頂表面146上的製程可包含以超過所述質量傳輸限制持續電鍍3到15毫秒以及以低於所述電鍍槽的質量傳輸限制持續電鍍20到50毫秒。

用於沉積所述奈米粒子150到第一部分132的頂表面146上的電解沉積槽可以相同或不同於將第一部分132的金屬沉積到種子層140上的電解沉積槽。

在另外的實施例中，第一部分132可使用額外的金屬電鍍槽而被電鍍到種子層140，而所述奈米粒子150可藉由不含有機添加物的金屬電鍍槽而被電鍍到所述第一部分的頂表面146上。在某些範例中，金屬晶粒精製劑(metal grain refiners)可以包含在電鍍槽中，提供所述晶粒精製劑不會在奈米粒子150的電鍍層或區域中引入大量的不希望的雜質。

在某些實施例中，包含第一部分132的所述金屬可以不同於包含奈米粒子150的金屬。舉例來說，第一部分132可包含使用銅、金或鎳電鍍槽所沉積的金屬或合金，且奈米粒子150可包含較低熔點材料，例如鎵、銦、錫及/或其之各自的合金。

在另外的實施例中，被沉積到所述第一和第二部分132、134的相對頂表面146和146’上的奈米粒子150可包含相同或是不同的金屬。舉例來說，含有錫或錫合金的奈米粒子150可被沉積或塗覆到第一部分132的頂表面146上，而含有銦、鎵或是它們的各自合金的奈米粒子150可被沉積或塗覆到第二部分134的頂表面146’上。

在特定實施例中，在使用電解製程將第一部分132沉積到種子層140上之後，舉例來說，第一基板110可被清洗並且傳遞到一無電電鍍槽以沉積奈米粒子150到所述第一部分的頂表面146上。舉例來說，在所述奈米粒子150的無電電鍍過程中，所述奈米粒子的一初始沉積層或區域可以是平滑且無顆粒的，但是所述無電電鍍的所述金屬還原階段可能被催化性地增加以開始將非平坦的奈米粒子層或區域沉積到所述初始沉積層或區域。所述非平面沉積的奈米粒子150可被持續一足夠的時間以沉積所期望的奈米粒子的總厚度。

在某些應用中，所述無電電鍍槽可被部分地分解以產生有益的金屬的奈米粒子150。所產生的奈米粒子150可選擇性地覆蓋且黏著到第一部分132的頂表面146。不需要的顆粒可以被催化地或氧化地溶解在另一個溢出的處理腔室中，並且該槽可以被再循環以沉積更多的奈米粒子。

接著，如圖2E中所示，光阻層142可被移除並且接著介電質保護遮罩152(例如，光阻層)可被選擇性地設置在所述奈米粒子150以及第一部分132的側壁154的至少一部分之上，以在種子層140的部分的移除期間保護所述奈米粒子以及所述第一部分。所述保護遮罩152也可以在種子層140的部分上延伸，所述種子層140的部分是期望具有沿著第一基板110的所述主要表面延伸的傳導跡線。在某些實施例中，所述保護遮罩152可能不需要。舉例來說，在一實施例中，所述奈米粒子150包含一材料，所述材料是不同於種子層140的材料，所述沉積的奈米粒子層可在所述種子層的移除過程中被用來作為所述第一部分132的保護遮罩。

接著，種子層140可在沿著所述第一基板110的所述主要表面112的多個位置處被移除，在該些位置處是不希望具有傳導材料(例如在相鄰的第一部分132之間)。在所述種子層140的多餘部份被移除之後，所述保護遮罩152可被移除。在某些實施例中，種子層140的沒有被移除的該些部份可形成延伸於所述主要表面112和122之間的傳導柱130的部分。

接著，如圖2F中所示，從所述第一基板110的所述主要表面112延伸的第一部分132可以與從所述第二基板120的所述主要表面122延伸的第二部分134結合。所述第二部分134可使用與如圖2A到2E中所述以及所顯示的相同方法步驟來形成，其包含施加所述奈米粒子150於其上或者是所述奈米粒子可只有被施加到所述第一和第二部分132、134中的一者而沒有施加到另一部分。

為了將第一部分132和第二部分134彼此結合，至少所述組件100之並置的第一和第二部分的界面可被加熱到一溫度，所述溫度接近於所述結合或燒結溫度。接著，所述第一部分132和所述第二部分134被彼此並置並且所述第一和第二部分可在第一和第二側向方向上被彼此對準。

接著，所述第一部分132和所述第二部分134可以互相接觸，使得被施加到各自的第一和第二部分的表面146、146’中的一個或兩個的奈米粒子150可接著被結合在一起以形成在第三方向D3上具有厚度T例如為高達3微米、或是在0.02微米到3微米之間、或在0.05微米到3微米之間的一層。因此，奈米粒子150可補償在各別的第一和第二部分132、134的相對的對應表面146、146’之間的間隙或不平整。在一範例中，第一部分132的所述表面146可至少部分地面對第二部分134的所述表面146’、至少一些第一部分的表面相對於彼此不共平面及/或至少一些第二部分的表面相對於彼此不共平面。

在所述相對的對應的頂表面146、146’之間的間隙可能是由於複數個或陣列式的第一部分132的該些頂表面中之的不平坦及/或複數個或陣列式的第二部分134的該些頂表面中之的不平坦所造成。在一範例中，在此並置步驟的過程中，由於第一部分132和第二部分134的頂表面之間的不平坦，奈米粒子150的層可以在不同的並置的第一部分132和第二部分134之間被不同的距離擠壓。在此範例中，所造成的接合區域136的厚度可變化高達3微米，如此以遷就第一部分132和第二部分134中的至少一些的頂表面146、146’的非共平面性。

接著，至少所述並置的第一和第二部分132、134的界面可在相對低壓之下被加熱至一結合溫度或是燒結溫度，其較佳是低於200ºC，更佳地是低於180ºC或是也較佳地是低於150ºC。在並置的第一部分132和第二部分134的結合過程中，在更高的溫度下進行進一步的熱處理之前，初始結合溫度可以低於100℃。在所述結合溫度和充分的壓力之下，奈米粒子150可擴散到第一部分132和第二部分134兩者之中，從而形成冶金結合並且將所述第一和第二部分結合在一起成為傳導柱130，如圖1中所示。

儘管本文描述的結合方法使得第一部分132和第二部分134的頂表面146、146彼此結合，但不一定如此。在某些範例中，第一部分132和第二部分134的邊緣表面或側壁154可彼此結合，或是所述第一和第二部分中的一個的邊緣表面可以與所述第一和第二部分中的另一個的頂表面結合。此外，雖然所述結合的頂表面146、146’或邊緣表面154被顯示為平面，但不一定如此。要被連接的第一和第二部分132、134中的一個或兩個的頂表面146、146’或邊緣表面154中的任何一個或全部可以是平面的或非平面的（例如，凸面、凹面、非線性、成角度的、多面的…等等）。

在一範例中，所述第一和第二部分132、134中的一個或兩個可被形成在位在主要表面112及/或122處的電性傳導跡線或電性傳導襯墊上。在特定實施例中，所述第一和第二基板110、120中的一個或兩個其中可包含主動及/或被動裝置(例如，電容器、電阻器…等等)。在某些實施例中，機械或光學元件(例如，光學蓋)可被設置在所述第一和第二基板110、120中的一個或兩個之上。所述經形成的傳導柱130可被用來執行電性功能(例如，攜載訊號或是參考電位)、機械性功能(例如，吸收在所述第一和第二基板之間的機械性應力)及/或熱相關功能(例如，傳熱目的)。

圖3顯示組件300，所述組件300是描述且顯示於圖1中的組件100的變型。組件300是相同於上文中所描述的組件100，除了傳導柱330具有一個或多個齒痕狀或鋸齒狀的側壁表面337遍及所述柱的高度，其顯示奈米粒子沉積於其上的結構證據，而不是具有齒痕狀或鋸齒狀的側壁表面僅位在接合區域336中或鄰近合區域336。並且，下文的描述將參照圖4B和4C，奈米粒子350藉由無電電鍍或電解沉積而被沉積在所述第一和第二部分332、334上。

在圖3到圖4C中所顯示的實施例中，奈米粒子350是沿著所述第一和第二部分332、334的部分或是整個側壁354而被沉積。再者，被形成在接合區域336處以及在側壁354處的鋸齒狀的表面337可具有一表面粗糙度，其大於5奈米。

一種製造所述組件300(圖3)的方法將參照圖4A-4C而被描述。製造組件300的所述方法可以藉由與以上參照圖2A-2C描述的方法步驟相同的方式開始。接著，如圖4A所示，在形成第一部分332之後，光阻層142（圖2C）可以被移除。

然後，種子層340可以在沿著第一基板310的主要表面312的不希望具有電性傳導材料（例如，在相鄰的第一部分332之間）的位置處被移除。種子層340的未被移除的部分可以形成在主要表面312和322之間延伸的傳導柱330的一部分。

接下來，如圖4B所示，奈米粒子350沉積在第一部分332的頂表面346和側壁354上。在一範例中，奈米粒子350可以完全或基本上完全覆蓋第一部分332的頂表面346和邊緣表面或側壁354。在該實施例中，第一部分332可以是單一實質上剛性的金屬桿或傳導墊或傳導跡線，並且頂表面346可以突出超過主要表面312一高度H（圖4A），使得所述頂表面從所述主要表面遠離。第一部分332可以界定以大角度從頂表面346向外延伸的邊緣表面或側壁354。

在此實施例中，沉積奈米粒子350是藉由無電電鍍或電解沉積，其中所述第一部分332是曝露於無電電鍍或無電電鍍槽中以沉積奈米粒子350。用於沉積奈米粒子350於第一部分332的頂表面346和側壁354上的所述無電沉積槽可以相同或是不同於用以沉積第一部分332的金屬於種子層340上的沉積槽。

接著，如圖4C中所示，從第一基板310的主要表面312延伸的第一部分332可以與從第二基板320的主要表面322延伸的第二部分334結合。第二部分334可以使用參照圖4A和圖4B所示和所描述的相同的方法步驟而被形成，包括在第二部分334上施加奈米粒子350，或者是所述奈米粒子可以僅施加到第一部分332和第二部分334中的一個而不施加到另一部分。

為了將第一部分332和第二部分334彼此結合，至少將組件300的並置的第一部分和第二部分的界面加熱到接近結合溫度或燒結溫度的一溫度。然後，第一部分332和第二部分334彼此並置，並且所述第一和第二部分可以在第一和第二側向方向上彼此對齊。

接下來，可以使第一部分332和第二部分334彼此接觸，使得施加到個別的第一和第二部分的頂表面346、346’中的一個或兩個上的奈米粒子350接著可以接合一起以在第三方向D3上形成具有厚度T高達3微米、或者在0.02微米到3微米之間、或者在0.05到3微米之間的層。因此，奈米粒子350可以補償個別的第一部分332和第二部分334的面對的相應頂表面346、346’之間的間隙。

然後，至少並置的第一部分332和第二部分334的界面可以在相對低的壓力下被加熱到結合溫度或燒結溫度，所述接合或燒結溫度較佳地是低於200℃，更佳地是低於180℃，或還更佳地是低於150℃。在並置的第一部分332和第二部分334的結合過程中，在更高的溫度下進行進一步的熱處理之前，初始結合溫度可以低於100℃。在結合溫度和足夠的壓力下，奈米粒子350可以擴散到第一部分332和第二部分334兩者中，從而形成冶金結合並且將所述第一和第二部分連接在一起成為傳導柱330，如圖3中所示。

在參照上面關於圖4A和圖4B所描述的製程中的一部分的變型中，在形成第一部分332之後，光阻層142（圖2C）可以保持在原位而不是被去除。在這樣的實施例中，第一部分332或光阻層142的部分可被略微蝕刻或去除以在第一部分的側壁354與光阻層之間形成小間隙（例如，如圖6A中所示的間隙G）。在間隙形成步驟之後，可以藉由之前描述的無電電鍍或電解方法將奈米粒子350沉積到第一部分332的頂表面346和側壁354上。在沉積奈米粒子350之後，可以在奈米粒子上方沉積遮罩（例如，諸如光阻層的遮罩），並且可以去除光阻層142和種子層340的部分，從而產生圖4B中所示的結構。

在具有沉積到第一部分332和第二部分334的頂表面346、346’以及邊緣表面或側壁354上的奈米粒子350的該實施例中，可以更容易地將所述第一部分和第二部分的邊緣表面彼此結合，或將第一部分和第二部分中的一個的邊緣表面與第一部分和第二部分中的另一個的頂表面結合。因此，具有沉積到第一部分332和第二部分334的頂表面346、346’邊緣表面或側壁354上的奈米粒子350可以允許相應的第一部分和第二部分在結合過程中相較於沒有奈米粒子沉積在第一和第二部分的側壁上的實施例更為錯位(misalign)，因為結合可以形成在第一和第二部分的邊緣表面之間、或者第一和第二部分中的一個的邊緣表面與第一和第二部分中的另一個的頂表面之間。

圖5顯示組件500，組件500是參考圖1所示和描述的組件100的變型。組件500與上述組件100相同，除了在第一部分532和第二部分534的頂表面546、546’和側壁554上方沉積黏著層和/或阻障層560，以及在沉積奈米粒子550之前，沉積接合層562和潤濕層564以覆蓋第一和第二部分的頂表面。例如，阻障層560可以具有小於100奈米的厚度。

在此實施例中，奈米粒子550可以包括焊料，使得第一部分532和第二部分534的接合可以在非常低的溫度下(例如低於120℃)並且在相對低的壓力下或者在大氣壓力下發生。使用焊料作為奈米粒子550可允許組件500的重工。例如，如果組件500被加熱到120℃以上，則焊料可充分燒結以允許第一部分532和第二部分534彼此分離，而第一和第二部分的金屬以及阻障層560和接合層562的金屬可保持固態。然後可以將新奈米粒子550施加到第一部分532和第二部分534，並且可以重新結合所述第一部分和第二部分。

現在將參照圖6A-6D描述製造組件500（圖5）的方法。製造組件500的方法可以藉由參考圖2A和圖2B描述於上文中的方法步驟相同的方式開始。接著，如圖6A所示，第一部分532或所述遮罩或光阻層542的一部分可被部分蝕刻，以界定大致面向第三方向（圖1）的頂表面546，其可具有圓形外圍邊緣548。

第一部分532的蝕刻也可以沿側壁554從頂表面546進行到種子層540，其界定所述側壁和光阻層542之間的間隙G。在一範例中，間隙G可以沿著側壁554的高度延伸，露出間隙內的種子層540的一部分的。在另一個範例中，間隙G可以僅沿著側壁554的高度的一部分延伸，而不向下延伸到種子層540。在又一範例中，間隙G可以沿著側壁554的整個高度延伸並且部分地或完全穿過種子層540。在此實施例中，第一部分532可以是單一實質上剛性的金屬桿或傳導墊或傳導跡線，並且頂表面546可以突出超過主要表面512一高度H，使得所述頂表面遠離所述主要表面。第一部分532可以界定從頂表面546以大角度向外延伸的邊緣表面或側壁554。

然後，如圖6B所示，阻障層560被沉積在光阻層542的開口544內，且在第一部分532的頂表面546和側壁554上。在一範例中，阻障層560可以完全覆蓋頂表面546以及第一部分532的邊緣表面或側壁554。

可適用於阻障層560的金屬的實例可包括鎳、鎢、氮化鈦、氮化鉭、氮化矽鉭(tantalum silicon nitride)、鉭、氮化矽鎢(tungsten silicon nitride)、包含鎳的合金以及前述金屬的組合。阻障層560可防止來自奈米粒子550（例如焊料）的金屬擴散到第一部分532的金屬材料（例如銅）中。

接著，參照圖6C，接合層562和潤濕層564可以被沉積覆蓋第一部分532的頂表面546。接合層562可以沉積在阻障層560的表面上。接合層562可例如包括金。潤濕層564可以沉積在接合層562上。所述潤濕層可以例如包括焊料。在某些範例中，接合層562和潤濕層564可以是相同的材料，或者可以包括類似的材料或類似材料的合金。

然後，將奈米粒子550沉積到潤濕層564上。在此實施例中，藉由電解沉積來沉積奈米粒子550，其中第一部分532以大於50 mA/cm ²的電流密度曝露於電解槽，如此以導致電鍍槽的消耗。如上文所述，奈米粒子550可以包括焊料或者一種或多種接合金屬，例如錫、銦、鉍或者這些接合金屬中的兩種或更多種的組合。

接下來，可移除光阻層542，然後可將介電質保護遮罩選擇性地沉積在第一部分532上方，以在去除部分種子層540期間保護所述奈米粒子和所述第一部分，如上文所述參考圖2E。隨後，種子層540可以在沿著第一基板510的主要表面512的不希望具有傳導材料（例如，在相鄰的第一部分532之間）的位置處被移除。在種子層540的多餘部分被移除之後，可以移除保護遮罩。

然後，如圖6D所示，從第一基板510的主要表面512延伸的第一部分532可以與從第二基板520的主要表面522延伸的第二部分534結合。第二部分534可以使用與參照圖6A-6C所示及描述的相同的方法步驟而被形成，包括在其上施加奈米粒子550，或者可選地，所述奈米粒子可以僅施加到第一部分532和第二部分534中的一個而不施加到另一部分。

為了將第一部分532和第二部分534彼此結合，至少將組件500的並置的第一部分和第二部分的界面加熱到接近結合溫度或燒結溫度的一溫度。然後，第一部分532和第二部分534彼此並置，並且所述第一和第二部分可以在第一和第二側向方向上彼此對齊。

接下來，可以使第一部分532和第二部分534彼此接觸，使得施加到各自的第一和第二部分的頂表面546、546’中的一個或兩個上的奈米粒子550可以接著結合在一起形成在第三方向D3上具有厚度T的層，例如所述厚度高達3微米、或者在0.5微米與3微米之間。因此，奈米粒子550可以補償個別的第一部分532和第二部分534的面對的對應的頂部表面546、546’之間的間隙。

然後，至少將並置的第一部分532和第二部分534的界面在相對低的壓力下加熱到結合溫度或燒結溫度，所述結合溫度或燒結溫度較佳地是低於120℃。在所述結合溫度和足夠的壓力下，奈米粒子550可以擴散到第一部分532和第二部分534兩者的潤濕層564中，從而由所述奈米粒子和潤濕層形成接合區域536，以及形成冶金結合且將所述第一部分和第二部分結合在一起形成傳導柱530，如圖5中所示。在一個範例中，接合區域536可以位於第一部分532的阻障層560和對應的第二部分534的頂表面546'之間。

圖7顯示組件700，組件700是參考圖5所示和描述的組件500的變型。除了所述接合層被省略並且在沉積奈米粒子750之前將潤濕層764直接沉積到阻障層760上之外，組件700與上述組件500相同。在此實施例中，潤濕層764和奈米粒子750可以各自例如包含金。

一種製造所述組件700(圖7)的方法將參照圖8A和8B而被描述。製造組件700的所述方法可以藉由與以上參照圖2A、2B、6A、6B所描述的方法步驟相同的方式開始。接著，參照圖8A，沉積潤濕層764覆蓋第一部分732的頂表面746。潤濕層564可被沉積覆蓋接合層562。所述潤濕層可包含例如金及/或鈀。

然後，將奈米粒子750沉積在潤濕層764上。在此實施例中，通過電解沉積來沉積奈米粒子750，其中第一部分732以大於50 mA/cm ²的電流密度曝露於電解槽，如此以導致電鍍槽的消耗。如上所述，奈米粒子750可以包含金。

接下來，可以移除光阻層742，然後可以將介電質保護遮罩選擇性地沉積在第一部分732上，如上所述參照圖2E。隨後，種子層740可以在沿著第一基板710的主要表面712的不希望具有傳導材料（例如，在相鄰的第一部分732之間）的位置處被移除。在種子層740的多餘部分被移除之後，可以移除所述保護遮罩。

然後，如圖8B所示，從第一基板710的主要表面712延伸的第一部分732可以與從第二基板720的主要表面722延伸的第二部分734結合。第二部分734可以使用參照圖2A、2B、6A、6B和8A中所示及所描述的相同的方法步驟而被形成，包括在其上施加奈米粒子750，或者可替代地，奈米粒子可以僅施加到第一部分732和第二部分734中的一個而不施加到另一部分。

為了將第一部分732和第二部分734彼此結合，至少將組件700的並置的第一部分和第二部分的界面加熱到接近結合溫度或燒結溫度的溫度。然後，第一部分732和第二部分734彼此並置，並且所述第一和第二部分可以在第一和第二側向方向上彼此對齊。

接下來，可以使第一部分732和第二部分734彼此接觸，使得施加到各自的第一和第二部分的頂表面746、746’中的一個或兩個上的奈米粒子750接著可以結合在一起形成在第三方向D3上具有厚度T的層，該厚度例如高達3微米，或者在0.5微米與3微米之間。因此，奈米粒子750可以補償各自的第一部分732和第二部分734的面對的相應的頂表面746、746’之間的間隙。

然後，至少將並置的第一部分732和第二部分734的界面在相對低的壓力下加熱到結合溫度或燒結溫度，所述接合或燒結溫度較佳地是低於200℃，更佳地是低於180℃，或還更佳地是低於150℃。在並置的第一部分732和第二部分734的結合過程中，在較高溫度下的進一步熱處理之前，初始結合溫度可低於100℃。在結合溫度和足夠的壓力下，奈米粒子750可以擴散到第一部分732和第二部分734兩者的潤濕層764中，從而由所述奈米粒子和所述潤濕層形成結合區域736，並且形成冶金結合且將第一部分和第二部分結合在一起成為傳導柱730，如圖7中所示。在一範例中，結合區域736可以位於第一部分732的阻障層760和對應的第二部分734的頂表面746’之間。

儘管圖1、3、5和7被顯示和描述為具有第一傳導部分132/332/532/732和第二傳導部分134/334/534/734，每個傳導部分是單一實質上剛性的金屬桿，其界定頂表面和以大角度從所述頂表面向外延伸之邊緣表面或側壁，但不一定是這種情況。

在某些範例中，在上述任何實施例中，第一傳導部分132/332/532/732和第二傳導部分和134/334/534/734中的任一個或兩個可以是薄的、薄且平坦的金屬墊或者包括諸如銅、鋁、金、鎳或鎢的材料的金屬跡線，所述金屬跡線的底部表面被沉積以面向各自的第一或第二基板的主要表面。舉例來說，參照圖1所示，第一傳導部分132可以是第一傳導元件131的形式，並且奈米粒子150可以直接沉積在所述第一傳導元件的頂表面上，及/或第二傳導部分134的形式可以是第二傳導元件133，並且奈米粒子可以直接沉積在所述第二傳導元件的頂表面上。具有包括不是剛性金屬桿的一個或多個部分的第一傳導部分和第二傳導部分的多個範例可參考圖9-16而被顯示和描述於下文中。

在一些實施例中，第一部分132/332/532/732及/或第二部分134/334/534/734可以是共形地或非共形地沉積到在各自主要表面112/312/512/712及/或122/322/522/722下方延伸的凹槽中的傳導層或區域，並且第一傳導部分132/332/532/732和/或第二傳導部分134/334/534/734可以填充或不填充其個別的凹槽。可以將奈米粒子150/350/550/750沉積到所沉積的層或區域的曝露表面上，並且可以將所述奈米粒子沉積到背離各自的所述主要表面的頂表面上。類似於圖5至圖6D所示的實施例，黏著層及/或阻障層可以被沉積在這樣沉積的層或區域上，並且可以將所述奈米粒子150/350/550/750沉積在黏著層及/或阻障層上。具有沉積在凹槽中的第一及/或第二傳導部分的實施例的範例在下文中參考圖9-16而被顯示和描述。

在第一部分132/332/532/732和第二部分134/334/534/734被沉積到延伸到個別的主要表面112/312/512/712及/或122/322/522/722下方的凹槽中之特定實施例中，所述第一部分和第二部分各自可以大約延伸至個別的主要表面的平面，並且奈米粒子150/350/550/750可以沉積到第一部分及/或第二部分的頂表面上。在這樣的範例中，當第一基板110/310/510/710和第二基板120/320/520/720藉由奈米粒子而結合在一起時，主要表面112/312/512/712和122/322/522/722可能彼此接觸或幾乎相互接觸。具有第一和第二基板的主要表面彼此接觸或幾乎相互接觸的實施例的範例在下文中參考參考圖9-16而被顯示和描述。

圖9顯示組件900，組件900是參照圖1所示和描述的組件100的變型。組件900與上述組件100相同，不同之處在於，結合的傳導結構930延伸到凹槽中，而不是包括兩個傳導桿。而且，基板910和920的介電質材料沿著所述第一表面和主要表面彼此融合，而不是間隔開。

如圖9至圖10C所示，組件900可以包括第一基板910、第二基板920以及傳導結構930，第一基板910具有在第一方向D1上和在橫向於第一方向的第二方向上延伸的主要表面912，第二基板920具有在所述第一和第二方向上延伸的主要表面922，以及傳導結構930在橫向於所述第一和第二方向的第三方向D3上延伸，所述結構分別包括在主要表面912處的傳導元件932與主要表面912的傳導元件934之間的電性連接。儘管參照圖9僅顯示和描述了單一結構930，可以理解的是，第一和第二基板910、920可以藉由m×n個傳導結構陣列結合，m和n中的一個或兩個大於1。舉例來說，可以使用結構930（以及本文描述的其他傳導結構）來在第一基板910和第二基板920之間傳送訊號或資訊、功率、熱量或參考電位。

在一些實施例中，基板910和920中的一個或兩個可以是半導體晶片、晶圓、玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、聚合物、基板、微電子封裝、複合材料、平面面板或是相似物及前述材料之組合。基板910和920中的一個或兩個可以基本上由諸如矽的無機材料組成。在基板910和920中的一個或兩個在其主要表面和與所述主要表面相對的個別的第二表面914或924之間的厚度可以小於500μm，並且可以明顯更小，例如930μm、70μm甚至更小。

在一些實施例中，基板910和920中的一個或兩個可以由諸如半導體材料、陶瓷、玻璃、液晶材料、諸如玻璃環氧樹脂或纖維增強複合材料的複合材料、層壓結構、或前述材料之組合而製成。在一些實施例中，基板910和920中的一個或兩個可以是支撐介電元件，例如用於捲帶式自動接合（“TAB”）中的捲帶。在一個範例中，基板910和920中的一個或兩個可以基本上由介電元件構成，所述介電元件在基板的平面內具有小於90 ppm/℃的熱膨脹係數。在特定實施例中，基板902可以基本上由介電元件構成，所述介電元件在基板的平面中具有約90到約20 ppm/℃之間的熱膨脹係數。在一個特定實施例中，基板910和920中的一個或兩個可以基本上由介電元件構成，該介電元件具有在所述基板的平面中介於約90到約20 ppm/℃之間的熱膨脹係數並且具有約95至約60 ppm/℃之間的平面外(out-of-plane)的熱膨脹係數。在一個示例中，基板910和920中的一個或兩個可以具有小於4 GPa的楊氏模數。在示例性實施例中，基板910和920中的一個或兩個可以具有小於100 GPa的楊氏模數。

基板910和920中的一個或兩個可以進一步包括覆蓋個別的主要表面912或922和/或個別的第二表面914或924的絕緣介電層（未顯示）。此介電層可以在當基板包括電性傳導材料或半導體材料時電絕緣例如結構930的傳導元件與所述基板。這些介電層可以被稱為所述基板的“鈍化層”。此介電層可包括無機或有機介電材料或兩者。此介電層可以包括電沉積的保形塗層或其他介電材料，例如顯像聚合物材料，例如焊料遮罩材料。

基板910和920中的一個或兩個可以進一步包括傳導結構於其中，諸如圖1所示的傳導結構116、126。此傳導結構可以包括沿所述主要表面和第二表面中的一個或兩個延伸的跡線、在個別的主要表面912或922及/或個別的第二表面914或924之間延伸或者在個別的主要表面912或922及/或個別的第二表面914或924之間的方向上延伸的傳導互連或傳導通孔、以及在個別的第二表面處的終端，像是圖1中所示的終端118、128，用於電連接在組件900外部的組件。

在實施例中，基板910和920中的一個或兩個包括例如由矽所製成的半導體基板，一個或複數個半導體裝置(例如電晶體、晶粒…等等)可被設置在其之主動裝置區域中，所述主動裝置區域位在各自主動表面912或922處及/或位在各自主動表面912或922之下。在一範例中，基板910和920中的一個或兩個的主動裝置區域可以與對應的第一和第二傳導元件932和934電連接。

傳導結構930可以包括在第一基板910的主要表面912處的第一傳導元件或部分932以及在第二基板920的主要表面922處的第二傳導元件或部分934。每個第一部分932和第二部分934可以是設置在相應的凹槽902、904內的金屬區域，其在相應的主要表面912或922下方在第三方向D3上或在與第三方向相反的方向上延伸。

第一部分932和第二部分934可以各自包括例如銅、鋁、鎢、焊料、鉛、錫、鎵、金、鎳、銦、銀、包括銅的合金、包括鎳的合金、包括鎢的合金、或上述材料中的一種或多種的組合…等等。在一範例中，第一部分932和第二部分934中的每一個可以基本上由銅組成。第一部分932和第二部分934可以各自包括相同的金屬，或者所述第一部分可以包括與所述第二部分不同的金屬。在一些實施例中，第一部分932和第二部分934中的一者或兩者可以包括阻障層或阻障材料。

傳導結構930可以包括接合區域936，所述接合區域936可以包括奈米粒子已經在先前的接合操作中被結合在一起之結構證據。所述接合區域936可以或是可以不包含任何殘留的液體，例如表面活性劑或是溶劑。在一範例中，接合區域936可以至少部分地滲透到每個所述第一和第二部分932、934之中。這些奈米粒子也可以被佈置成在金屬區域的一個或多個表面處的樹枝狀沉積物，所述金屬區域可包含傳導結構930的所述第一和第二部分932、934。

在一範例中，接合區域936可以包括基本上由銅、金、鎳、銀、包括銀、鎵、銦的合金、鎵或銦的合金、錫、鉍、共晶金屬合金、其他的金屬或是金屬的組合。奈米粒子可以被塗覆有非常薄的保護層或非保護層的材料（例如，鎵、銦、錫、鎳），並且所述保護層可以是連續的或不連續的。這種保護層或非保護層的材料可以降低奈米粒子的熔點。在一個範例中，沉積在第一部分932上的奈米粒子可以用鎵塗覆，並且沉積在第二部分934上的奈米粒子可以用銦塗覆，這可以降低奈米粒子的熔點。這種保護層或非保護層的材料可以具有5-10奈米的厚度。關於奈米粒子上的這種保護性或非保護性材料層的進一步細節可以在美國專利第9,024,205號中找到，其在此通過引用將其併入本文。

與習知的結合技術相比，在較低的溫度下(例如低於200°C)將第一和第二基板910、920結合在一起能夠改善最終組件900的結構，並且可以有利於製作所述組件的製程，其可改善良率與效率，從而減少製造成本。通常，每個基板910、920的第一部分932和第二部分934（例如，以電性傳導金屬區域的形式）在剛好低於結合溫度的溫度下彼此對齊地並置。然後，使對齊的桿移動成彼此接觸，並且將組件加熱至結合溫度，此時相應的第一部分932和第二部分934上的奈米粒子接合，使得結構930形成。在一些實施例中，當配對區域接觸時，基板之間的奈米粒子區域可以在室溫下融合。隨後的較高溫度處理可用於改善室溫結合的機械和電性完整性。所述基板結合的周圍環境可以是惰性的、還原的或真空的。在某些應用中，在結合操作期間，金屬氧化物還原流體可以在所述基板周圍流動。在一實施例中，在所述結合腔室中的所述流體可包含化合物，其提高金屬中的晶粒生長或晶粒生長速度，例如分散在氮等惰性氣體中的醇。

在第一部分932和第二部分934通過任何形式的奈米粒子或奈米材料結合在一起之後，將所述第一部分和第二部分結合在一起的接合區域936可以顯示奈米粒子被用於結合所述第一部分和第二部分的結構證據。例如，在結合第一部分932和第二部分934期間，奈米粒子可以擴散到所述第一部分和第二部分中。在結合之後，先前包含奈米粒子的金屬不再處於具有通常小於約100奈米的長度尺寸的奈米粒子團的形式。

將第一和第二部分932、934結合在一起的接合區域936可以顯示奈米粒子被用於結合所述第一和第二部分之其他結構性證據，包括所述接合區域表面的輪廓。接合區域936可具有齒痕狀或鋸齒狀的表面937，其通常在相關於所結構930的圓周方向上延伸。接合區域936的所述表面937相較於所述第一和第二部分的表面粗糙度可具有較高程度的表面粗糙度。舉例來說，所述表面937可具有大於30奈米的表面粗糙度。在一範例中，所述表面937可具有大於3.0奈米的表面粗糙度。使用奈米粒子來結合第一部分932和第二部分934的結構證據的另一範例可以是接合區域936內存在微通孔。這種微通孔的結構證據可以與上述參照組件100所描述的敘述相同。

在實施例中，第一基板910和第二基板920藉由傳導結構930的陣列而結合，接合區域936在第三方向D3上的厚度T2在傳導結構陣列之間變化可以高達3微米、或者例如在0.5微米到3微米之間。在傳導結構930之中的接合區域936的厚度變化可能是由於，在該些對應的第一和第二部分被彼此結合在一起之前，第一部分932陣列中的該些頂表面之中的不平坦及/或對應的第二部分934陣列的該些頂表面之中的不平坦所造成，其將描述於下文之中。在一實施例中，所述第一和第二部分932、934中的一者可以是電性傳導跡線或電性傳導襯墊(例如，圓形、橢圓形、正方形或長方形的平坦金屬片)。因此，奈米材料可被用來附接傳導桿到在主要表面912或922的傳導跡線或傳導墊。

下文將參照圖10A到10C描述一種製造組件900(圖9)的方法。如圖10A所示，一個或多個凹槽902可形成為沿著與第三方向D3相反的方向在主要表面912下方延伸。凹槽902可以使用在本技術領域中已知的任何其他方法來蝕刻或形成。為了控制一個或多個凹槽902的位置，可以沉積和圖案化諸如光阻層的顯像層，以僅覆蓋主要表面912的一部分。所述光阻層可以在沿著主要表面912的位置處具有開口，此位置處是期望形成有結構930。

在形成凹槽902之後，如果所述基板包含電性傳導材料或半導體，則連續金屬種子層(例如，銅)可被沉積到所述凹陷中或是沉積到覆蓋於所述凹陷的內表面903的介電層上。種子層可藉由各種方法被沉積，其包含原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)或是無電電鍍或電解沉積法。所述種子層可例如包含銅。所述種子層也可以包含黏著層、阻障層或者是兩者。

在所述種子層被形成之後，例如是光阻層的相同或不同的顯像層可被沉積並且圖案化以僅覆蓋主要表面912的部分。所述光阻層可具有開口在沿著主要表面912的多個位置處，在該位置處希望形成結構930。

接著，如圖10A所示，可藉由沉積一或多種傳導材料(例如，銅)到所述凹槽902之中與所述種子層接觸而形成結構930的第一部分932。在此實施例中，所述第一部分932是藉由電解沉積而被沉積。第一部分932可在第三方向D3上從所述種子層延伸。

接著，第一部分932可被部分地蝕刻，以界定面向所述第三方向D3之所述第一部分的頂表面946，所述第一部分具有圓形的外圍邊緣(相似於圖2C中所顯示的圓形的外圍邊緣148)。此部分的或是和緩的蝕刻步驟可曝露高指數的金屬平面以允許所述奈米粒子成核。第一部分932可以是單一的實質上剛性的金屬區域，並且頂表面946可凹陷一距離D於所述主要表面912之下。第一部分132可界定以大角度從所述頂表面946向外延伸的邊緣表面或側壁954。

接著，奈米粒子950被沉積在第一部分932的頂表面946上。在此實施例中，奈米粒子950藉由電解沉積而被沉積，其中所述第一部分932是以大於50 mA/cm ²的電流密度而被曝露於電解槽中，如此以在所述電鍍步驟中造成金屬離子的局部消耗於頂表面946處。

在一實施例中，在電鍍第一部分932於所述種子層上之後，所述電鍍電流密度或電壓可被增加而瞬間地超過電鍍槽配方的質量傳輸限制。高電流脈衝電鍍可被使用來形成奈米粒子950。所述電鍍條件可被選擇以產生一層或一區域的奈米粒子950而沒有併入不期望的雜質於所述層或區域之中。

舉例來說，對於電鍍第一部分932到所述種子層上，可使用含有有機添加劑、抑制劑、增亮劑、均化劑或前述材料的各種組合的銅電鍍槽且電流密度為10到40 mA/cm ²之間。較佳地，可在低於所述槽配方的質量傳輸限制的電流密度之下執行電鍍維持一足夠的時間以允許所述第一部分被電鍍到如圖10A中所示的高度。

為了要開始將所述奈米粒子950沉積到所述頂表面946上，所述電鍍電流密度則可瞬間地增加超過所述電鍍槽的質量傳輸限制。所述奈米粒子950可藉由循環所述電鍍電流密度超過及低於所述電鍍槽化學的質量傳輸限制而被沉積到頂表面946上。在一範例中，沉積所述奈米粒子950於所述頂表面946上的製程可包含以超過所述質量傳輸限制持續電鍍3到15毫秒以及以低於所述電鍍槽的質量傳輸限制持續電鍍20到50毫秒。用於將奈米粒子950沉積到第一部分932的頂表面946上的電解沉積槽可以相同或不同於用來將所述第一部分的金屬沉積到所述種子層上的沉積槽。

在另外的實施例中，第一部分932可使用額外的金屬電鍍槽而被電鍍到所述種子層上，而所述奈米粒子950可藉由不含有機添加物的金屬電鍍槽而被電鍍到所述第一部分的頂表面946上。在某些範例中，金屬晶粒精製劑可以包含在電鍍槽中，提供所述晶粒精製劑不會在奈米粒子950的電鍍層或區域中引入大量的不希望的雜質。

在某些實施例中，包含第一部分932的所述金屬可以不同於包含奈米粒子950的金屬。舉例來說，第一部分932可包含使用銅、金或鎳電鍍槽所沉積的金屬或合金，且奈米粒子9150可包含較低熔點材料，例如鎵、銦、錫及/或其之各自的合金。

在另外的實施例中，被沉積到第一和第二部分932、934的相對頂表面946和946’上的奈米粒子950可包含相同或是不同的金屬。舉例來說，含有錫或錫合金的奈米粒子950可被沉積或塗覆到第一部分932的頂表面946上，而含有銦、鎵或是它們的各自合金的奈米粒子950可被沉積或塗覆到第二部分934的頂表面946’上。

在特定實施例中，在使用電解製程將第一部分932沉積到所述凹槽902中之後，舉例來說，第一基板910可被清洗並且傳遞到一無電電鍍槽以沉積奈米粒子950到所述第一部分的頂表面146上。舉例來說，在所述奈米粒子950的無電電鍍過程中，所述奈米粒子的一初始沉積層或區域可以是平滑且無顆粒的，但是所述無電電鍍的所述金屬還原階段可能被催化性地增加以開始將非平坦的奈米粒子層或區域沉積到所述初始沉積層或區域。所述非平面沉積的奈米粒子950可被持續一足夠的時間以沉積所期望的奈米粒子的總厚度。

在某些應用中，所述無電電鍍槽可被部分地分解以產生有益的金屬的奈米粒子950。所產生的奈米粒子950可選擇性地覆蓋且黏著到第一部分932的頂表面946。不需要的顆粒可以被催化地或氧化地溶解在另一個溢出的處理腔室中，並且該槽可以被再循環以沉積更多的奈米粒子。

接下來，可以移除任何剩餘的光阻層，並且可以使用與上文中參照圖2E所描述的方法類似的方法移除主要表面912上剩餘的所述種子層。在移除種子層的部分的期間，可以使用介電質遮罩來覆蓋所述種子層中期望具有沿著主要表面912延伸的傳導跡線的部分。

接著，如圖10B和10C所示，在第一基板910的凹槽902內延伸的第一部分932可以與在第二基板920的凹槽904內延伸的第二部分934結合。第二部分934可以使用參照形成第一部分932描述的相同方法步驟而形成在凹槽904內延伸於第二基板920的主要表面922之下，包括在其上施加奈米粒子950，或者可選地，所述奈米粒子可以僅施加到第一和第二部分932、932中的一個而沒有施加到另一部分。

為了將第一部分932和第二部分934彼此結合，至少將組件900的並置的第一部分和第二部分的界面加熱到接近結合溫度或燒結溫度的溫度。然後，第一部分932和第二部分934彼此並置，並且第一和第二部分可以在第一和第二側向方向上彼此對齊。

接下來，可以使第一部分932和第二部分934彼此接觸，使得施加到個別的第一和第二部分的表面946、946’中的一個或兩個上的奈米粒子950可以然後結合在一起以在第三方向D3上形成具有厚度T1的層，所述層例如高達3微米、或者在0.02微米到3微米之間、或者在0.05微米到3微米之間。因此，奈米粒子350可以補償個別的第一部分932和第二部分934的相對應的表面946、946’之間的間隙和/或非平面性。在一範例中，第一部分932的表面946可以至少部分地面對第二部分934的表面946’，至少一些第一部分的表面相對於彼此不共平面，及/或至少一些第二部分的表面相對於彼此不共平面。第一部分932和第二部分934中的一個或兩個的待結合的任何或全部的頂表面946、946’可以是平面的或非平面的（例如，凸面、凹面、非線性、成角度的、多面的…等等）。

在一範例中，在該並置步驟期間，由於所述第一和第二部分的頂表面之間的非平面性，奈米粒子950的層可以在不同的並列的第一和第二部分932、934之間被不同的距離擠壓。在這樣的範例中，所得到的結合區域936的厚度可以變化高達3微米，以遷就第一部分932和第二部分934中的至少一些的頂表面946、946’的非共平面性。

然後，至少並置的第一部分932和第二部分934的界面可以在相對低的壓力下被加熱到結合溫度或燒結溫度，所述結合溫度或燒結溫度較佳低於200℃，更較佳低於180℃，或還更較佳低於150℃。在並置的第一部分932和第二部分934的結合過程中，在較高溫度下的進一步熱處理之前，初始結合溫度可低於100℃。在接合溫度和足夠的壓力下，奈米粒子950可以擴散到第一部分932和第二部分934兩者中，從而形成冶金結合並將所述第一部分和第二部分結合在一起成為傳導結構930，如圖10C中所示。

在一範例中，在裝置的溫度升高到第一和第二部分932、934結合的溫度之前，主要表面912和922可以彼此並置。主要表面912和922可以包括介電質黏著材料及/或部分固化的B階段聚合物材料，使得在加熱組件900之前或在加熱組件900期間，所述主要表面彼此直接接合。在特定實施例中，第一基板910和第二基板920彼此並置，使得主要表面912、922彼此直接接合，並且使得第一部分932面對第二部分934。所述並置動作可以在初始溫度下執行，所述初始溫度可以是室溫或相對較低的溫度。在一範例中，在主要表面912、922處的介電材料可各自包括未完全固化的B階段材料層，並且當組件900的溫度升高時，B階段材料層可完全固化從而將主要表面彼此直接接合。

然後，在主要表面912、922被彼此接合之後，組件900可被升高到更高的結合溫度，使得奈米粒子950可擴散到第一部分932和第二部分934兩者中，從而形成冶金結合並且將所述第一部分和第二部分結合在一起形成傳導結構930。在主要表面912、922的結合期間及/或在第一部分932和第二部分934的結合過程中，組件900也可以承受增大的壓力。

在主要表面912、922彼此接合並且第一部分932和第二部分934彼此接合之後，接合區域936在第三方向D3上的厚度可以從T1（圖10C）減小到T2（圖9），從而使個別的第一部分932和第二部分934的面對的表面946、946’彼此接近，如圖9所示。在第三方向D3上的接合區域936的厚度的減小可以由主要表面912、922之間的聚合物在主要表面接合在一起和/或完全固化在一起時的交聯(cross-linking)作用所引起。

在一範例中，第一部分932和第二部分934中的一個或兩個可以形成在設置在個別的凹槽902、904內的電性傳導跡線或電性傳導跡線的部分上。在示例性實施例中，第一部分932和第二部分934中的一個或兩個可以是電性傳導墊或設置在個別的主要表面912、922處的電性傳導跡線的部分。在特定實施例中，第一基板910和第二基板920中的一個或兩個可以包含主動裝置和/或被動裝置於其中（例如，電容器、電阻器…等等）。在一些實施例中，機械或光學元件（例如，光學蓋）可以設置在第一和第二基板910、920中的一個或兩個之上。所形成的傳導柱930可以用於執行電性功能（例如，攜帶信號或參考電位）、機械功能（例如，吸收第一和第二基板之間的機械應力）及/或熱功能（例如傳熱目的）。

圖11顯示組件1100，所述組件1100是描述且顯示於圖9中的組件900的變型。除了傳導結構1130具有第二部分1134（其是從設置在主要表面1122下方的傳導元件1133延伸的金屬桿）以及該組件具有直接接合到主要表面1112和1122的介電質區域1170（例如，黏著劑或底部填充物）之外，組件1100與上述組件900相同。第一基板1110可以與上述第一基板910相同。

第二部分1134可以在與第三方向D3相反的方向上在主要表面1122上方延伸，並且可以包括實質上剛性的元件，例如金屬的垂直延伸部分。第二部分1134可以具有突出超過主要表面1122一高度H1（圖12A）的頂表面1146'，使得所述頂表面遠離所述主要表面。第二部分1134可以界定以大角度從頂表面1146向外延伸的邊緣表面或側壁1154。

在一個示例中，傳導元件1133可以是包括平行於主要表面1122延伸的電性傳導跡線、垂直於主要表面延伸的電性傳導通孔及/或電性傳導襯墊的層。在特定實施例中，基板1120可以包括第一區域1121和第二區域1123，並且傳導元件1133可以在所述第一區域和第二區域之間延伸。在一個實施例中，第一區域1121可以包括半導體材料，並且第二區域1123可以包括介電質層，例如鈍化層，諸如二氧化矽。第一區域1121可以在傳導元件1133處或下方具有主動半導體裝置。在實施例中，第一區域1121包括半導體材料，而傳導元件1133可以藉由在所述半導體材料之間延伸的介電層與所述半導體材料電絕緣（未示出）。如圖11所示，第二部分1134的頂表面1146'不延伸到凹槽1102中。然而，在其它實施例中（例如，圖13-14B），所述第二部分的頂表面可以從所述第二基板延伸到在所述第一基板的所述主要表面下方的所述凹槽之中。

一種製造所述組件1100(圖11)的方法將參照圖12A和12B而被描述。第一部分1132可以藉由與上述第一部分932相同的方式而形成。第二部分1134可以藉由與上述第二部分134/334/534/734中的任何一個類似的方式形成。在一範例中，可以藉由在沿著基板1120的主要表面1122的一個或多個位置處蝕刻來形成凹槽1104，直到傳導元件1133的頂表面曝露在所述凹槽內。

接下來，可以將奈米粒子1150沉積到第一部分1132和第二部分1134上，或者可選地，奈米粒子可以僅施加到第一部分和第二部分中的一個而不施加到另一部分。例如，如圖12A所示，可以將奈米粒子1150沉積到在主要表面1122上方延伸的頂表面1146’和第二部分1134的側壁1154的部分上。在一範例中，奈米粒子1150可以完全或基本上完全覆蓋頂表面1146以及第二部分1132的邊緣表面或側壁1154。奈米粒子1150也可以沉積到凹槽1102內的第一部分1132的頂表面1146上。可以使用上文所述關於沉積奈米粒子150/350/550/750/950的任何方法來沉積奈米粒子1150。

然後，如圖12B所示，設置在第一基板1110的主要表面1112下方的第一部分1132可以與從第二基板1120的主要表面1122延伸的第二部分1134結合。為了將第一部分1132和第二部分1134彼此結合，至少組件1100的並置的所述第一部分和所述第二部分的界面可以被加熱到接近結合或燒結溫度的溫度。然後，第一部分1132和第二部分1134彼此並置，並且所述第一和第二部分可以在第一和第二側向方向上彼此對齊。

接下來，可以使第一部分1132和第二部分1134彼此接觸，使得施加到個別的第一和第二部分的頂表面1146、1146’中的一個或兩個上的奈米粒子1150然後可以被結合在一起而形成在第三方向D3上具有最多3微米、或者0.02微米至3微米、或者0.05至3微米的厚度T1的層。因此，奈米粒子1150可以補償個別的第一部分1132和第二部分1134的面對的相應頂表面1146、1146’之間的間隙。

然後，至少將並置的第一部分1132和第二部分1134的界面在相對低的壓力下加熱到結合或燒結溫度，所述結合或燒結溫度較佳地低於200℃，更較佳地低於180℃，或還更較佳地低於150℃。在並置的第一部分1132和第二部分1134的結合期間，在更高溫度的進一步熱處理之前，初始接合溫度可以低於100℃。在結合溫度和足夠的壓力下，奈米粒子1150可以擴散到第一部分1132和第二部分1134兩者中，從而形成冶金結合並且將第一部分和第二部分結合在一起成為傳導結構1130，如圖11中所示。

接下來，如圖11所示，可以在主要表面1112和1122之間沉積介電質區域1170（例如，黏著劑或底部填充物）。介電質區域1170可以直接接合到主要表面1112和1122。介電質區域1170可以填充分隔開主要表面1112和1122的間隙G1，因此所述介電質區域可以具有厚度G1。介電質區域1170可以使傳導結構1130彼此電絕緣，並且所述介電質區域可以保護電性傳導結構免受濕氣和/或其他污染物的影響。

圖13顯示組件1300，所述組件1300是描述且顯示於圖11中的組件1100的變型。除了第二部分1334的頂表面1346'延伸到凹槽1302中並且主要表面1312可以直接與主要表面1322結合而沒有使用底部填充物之外，組件1300與上述組件1100相同。

第一基板1310可以類似於上述第一基板1110，但是如圖13中所示，第一部分1332的頂表面1346可以在所述主要表面下方凹陷距離A2，所述距離可以大於第一部分1132的頂表面在圖11所示的主要表面1112下方凹陷的距離A1。

第二部分1334可以在與第三方向D3相反的方向上在主要表面1322上方延伸，並且可以包括實質上剛性的元件，例如金屬的垂直延伸部分。第二部分1334可以具有頂表面1346’，所述頂表面具有能夠超過主要表面1322一高度H2（圖14A），使得所述頂表面遠離所述主要表面。第二部分1334可以界定以大角度從頂表面1346向外延伸的邊緣表面或側壁1354。

第二部分1334的頂表面1346’在主要表面1322上方突出的高度H2可以近似等於或小於第一部分1332的頂表面1346在主要表面1312下方凹陷的距離A2，使得當頂表面1346、1346’彼此結合時，主要表面1312可以直接與主要表面1322接合而不使用底部填充物。

一種製造所述組件1300(圖13)的方法將參照圖12A-12B而被描述。第一部分1332可以藉由與上述形成第一部分1132相同的方式被形成。第二部分1334可以藉由與上述形成第二部分134/334/534/734相同的方式被形成。

接下來，可以將奈米粒子1350沉積到第一部分1332和第二部分1334上，或者可選地，奈米粒子可以僅施加到所述第一部分和第二部分中的一個而不施加到另一部分。舉例來說，如圖14A所示，奈米粒子1350可以沉積到在主要表面1322上方延伸的頂表面1346'和第二部分1334的側壁1354的部分上。在一範例中，奈米粒子1350可以完全或基本上完全覆蓋第二部分1332的頂表面1346以及邊緣表面或側壁1354。奈米粒子1350也可以被沉積在凹槽1302內的第一部分1332的頂表面1346上。可以使用上面關於沉積奈米粒子150/350/550/750/950的方法來沉積奈米粒子1350。

接著，如圖14B所示，設置在第一基板1310的主要表面1312下方的第一部分1332可以與從第二基板1320的主要表面1322延伸的第二部分1334結合。為了將第一部分1332和第二部分1334彼此結合，至少組件1300的並置的第一部分和第二部分的界面可被加熱到接近結合或燒結溫度的溫度。然後，第一部分1332和第二部分1334彼此並置，並且第一和第二部分可以在第一和第二側向方向上彼此對齊。

接下來，第一部分1332和第二部分1334可以彼此接觸，使得被施加到個別的第一和第二部分的頂表面1346、1346’中的一個或兩個的奈米粒子1350可以然後結合在一起以在第三方向D3上形成具有厚度T1的層，所述厚度例如高達3微米、或者在0.02微米到3微米之間、或者在0.05到3微米之間。因此，奈米粒子1350可以補償個別的第一部分1332和第二部分1334的面對的對應頂表面1346、1346’之間的間隙。

然後，至少將並置的第一部分1332和第二部分1334的界面在相對低的壓力之下加熱至結合或燒結溫度，所述結合或燒結溫度較佳地低於200℃，更佳地低於180℃，或還更較佳地低於150℃。在並置的第一部分1332和第二部分1334的結合過程中，在更高的溫度下進一步熱處理之前，初始接合溫度可以低於100℃。在結合溫度和足夠的壓力下，奈米粒子1350可以擴散到第一部分1332和第二部分1334兩者中，從而形成冶金結合並且將所述第一和第二部分結合在一起成為傳導結構1330，如圖13中所示。

在一範例中，在裝置的溫度升高到第一部分1332和第二部分1334結合的溫度之前，主要表面1312和1322可以彼此並置。主要表面1312和1322可以包括介電質黏著材料和/或部分固化的B階段聚合物材料，使得在加熱組件1300之前或在組件1300的加熱期間，主要表面彼此直接接合。在特定實施例中，第一基板1310和第二基板1320彼此並置，使得主要表面1312、1322彼此直接接合，並且使得第一部分1332面對第二部分1334。可以在初始溫度下執行該並置動作，所述初始溫度可以是室溫或相對低的溫度。

然後，在主要表面1312、1322被彼此接合之後，組件1300可被升高到更高的結合溫度，使得奈米粒子1350可以擴散到第一部分1332和第二部分1334中，從而形成冶金結合並且將第一部分和第二部分結合在一起形成傳導結構1330。在主要表面1312、1322的結合過程中及/或在結合第一部分1332和第二部分1334期間，組件1300也可以承受增大的壓力。

在主要表面1312、1322彼此接合並且第一部分1332和第二部分1334彼此接合之後，接合區域1336在第三方向D3上的厚度可以從T1減小（圖14B）到T2（圖13），從而使個別的第一部分1332和第二部分1334的對向的表面1346、1346’彼此靠近，如圖13所示。在特定的範例中，即使在接合區域1336的厚度減小之後，主要表面1312、1322可以由間隙G2分開，間隙G2可以可選擇性地填充有介電質區域，例如黏著劑或底部填充物。

圖15顯示組件1500，所述組件1500是描述且顯示於圖9中的組件900的變型。雖然組件900的變型如圖15所示，然而組件1500的特徵可以被添加到上述任何組件100/300/500/700/900/1100/1300中。

組件1500與上述組件900相同，除了組件1500包括金屬元件1582和1584，金屬元件1582和1584被配置以為沿著傳導結構1530行進的信號提供電性屏蔽。圖15顯示延伸到個別的主要表面1512、1522下方的凹槽中的第一和第二部分1532、1534。可以藉由與上文中參照組件900所描述的相同方式藉由奈米粒子1550來結合第一和第二部分1532、1534。

第一基板1510具有複數個金屬元件，其可以呈第一跡線1582的形式而延伸平行於主要表面1512的第二水平方向D2上。如圖15所示，可以在主要表面下方的距離T3處設置第一跡線1582在平行於主要表面1512的平面中。第一跡線1582可以在橫跨第一基板1510的平面中延伸，跡線的所述圖案中斷以允許第一部分1532在所述第一跡線之間延伸，而所述第一跡線和所述第一部分之間不接觸。

第二基板1520具有複數個金屬元件，所述複數個金屬元件可以呈第二跡線1584的形式而延伸平行於主要表面1522的第一水平方向D1上。第二跡線1584可以設置在平行於主要表面1522且在所述主要表面下方距離T4處的一平面中。第二跡線1584可以在橫跨第二基板1520的平面中延伸，跡線的圖案中斷以允許第二跡線1534在第二跡線之間延伸，而所述第二跡線與所述第二部分之間不接觸。

有第一和第二跡線1582、1584在其中延伸的水平方向D2和D1可以彼此橫向的。在一範例中，水平方向D2和D1可以彼此正交。具有在個別的第一基板1510和第二基板1520中以相互橫向或正交的方向延伸的第一跡線1582和第二跡線1584可以為沿著傳導結構1530行進的信號提供電屏蔽，從而潛在地減少不同的傳導結構1530之間的串擾。在特定實施例中，第一跡線1582和第二跡線1584中的一者或兩者可連接到參考電位（即電性接地）。

圖16顯示組件1600，組件1600是描述且顯示於圖15中的組件1500的變型。組件1600的特徵可以被添加到上述任何組件100/300/500/700/900/1100/1300中。

組件1600與上述組件1500相同，除了組件1600包括金屬元件1690，金屬元件1690被配置以為了沿著傳導結構1630傳播的信號提供電性屏蔽。圖16顯示第一部分1632和第二部分1634延伸到個別的主要表面1612、1622下方的凹槽中。可以藉由上文中參考組件900所描述的相同方式通過奈米粒子1650結合第一部分1632和第二部分1634。

第一基板1610具有金屬元件，所述金屬元件可以呈金屬片1690的形式沿著平行於主要表面1612的第一和第二水平橫向方向D1、D2延伸。如圖16所示，金屬片1690可以設置在主要表面下方的距離T5處且與主要表面1612平行的平面中。金屬片1690可以在橫跨第一基板1610的平面中延伸，且具有在垂直於水平方向D1、D2的垂直方向D3上延伸穿過所述金屬片的開口，以允許第一部分1632延伸穿過所述金屬片而所述金屬片和所述第一部分之間不接觸。

在特定實施例中，金屬片1690可選擇性地設置在與主要表面1622平行且在所述主要表面下方的一定距離處的第二基板1620內的一平面中。在這樣的實施例中，金屬片1690可以在橫跨第二基板1620的平面中延伸，且具有沿垂直方向D3延伸穿過金屬片的開口，以允許第二部分1634延伸穿過所述金屬片，而所述金屬片和所述第二部分之間不接觸。

具有在個別的第一基板1610和第二基板1620中的一個中延伸平行於個別的主要表面1612、1622的一平面中的金屬片1690可以為沿著傳導結構1630行進的信號提供電性屏蔽，從而潛在地減小不同的傳導結構1630之間的串擾。在特定實施例中，金屬片1690可以連接到參考電位（即電性接地）。

雖然組件1500和1600顯示為具有圓形橫截面的第一和第二傳導部分1532/1632和1534/1634，但情況不一定如此。對於在此描述的任何組件，第一和第二傳導部分可以具有任何形狀的橫截面。例如，第一和第二傳導部分中的一個或兩個可以具有圓形、橢圓形、正方形、矩形或任何其他形狀。在一範例中，第一傳導部分和第二傳導部分中的一個或兩個可以設置在各個主要表面處所曝露的細長凹槽或線中，及/或第一傳導部分和第二傳導部分中的一個或兩個可以是固體金屬桿在平行於個別主要表面的水平方向上伸長。在特定範例中，第一傳導部分和第二傳導部分中的一個或兩個可以設置在曝露於個別的主要表面處的環形凹槽中，並且/或者第一傳導部分和第二傳導部分中的一個或兩個可以是實心金屬結構，所述實心金屬結構在與個別的主要表面平行的水平方向上形成環形。在一範例中，第一傳導部分和第二傳導部分可以被結合以形成用於MEMS隔室或其他空腔的金屬隔離物。

本文描述的組件100、300、500、700、900、1100、1300、1500和1600中的任一個可以被修改以包括下面描述的奈米粒子的變型。沉積在第一傳導部分和第二傳導部分中的一個或兩個的頂表面上的傳導奈米粒子可以由一種材料或多於一種材料製成。在實例中，沉積到第一和第二傳導部分中的一個或兩個的頂表面上的傳導奈米粒子由多種材料所製成，所述傳導奈米粒子可以包括覆蓋所述頂表面中的一個或兩個的複數個傳導粒子層。

在一範例中，可將兩層傳導奈米粒子沉積到第一和第二傳導部分中的一者或兩者上。兩層傳導奈米粒子可以包括直接設置在個別的頂表面上的第一層傳導奈米粒子以及設置在第一層傳導奈米粒子上的第二層傳導奈米粒子。這樣的第二層傳導奈米粒子可以包含至少一種不同於所述第一層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料。在一範例中，第一層傳導奈米粒子可以包括諸如鎳或包括鎳的合金的阻障材料，並且第二層傳導奈米粒子可以包括錫或包括錫的合金（例如焊料）。在這樣的範例中，第一層傳導奈米粒子可以是一阻障層，所述阻障層被配置為防止第二層傳導奈米粒子與傳導柱或結構的所述第一及/或第二部分的金屬形成金屬間化合物。

在這樣的實施例中，在第一和第二傳導部分結合以形成傳導柱或元件之後，每個接合區域可以包括顯示第一、第二和第三層傳導奈米粒子的結構證據的雜質。這種結合結構的第一和第三層會是沉積到個別的第一和第二傳導部分上的第一層傳導奈米粒子，並且第一和第三層中的每一個可以包括阻障材料，例如鎳或含有鎳的合金。這樣的結合結構的第二層會是沉積在個別的第一和第二傳導部分上的第二層傳導奈米粒子，並且這樣的第二層中的每一個可以包括錫或含有錫的合金（例如焊料）。

在具體實例中，沉積到所述第一和第二傳導部分中的一者或兩者的頂表面上的傳導奈米粒子是由多於一種材料所製成，所述傳導奈米粒子可包括覆蓋在所述頂表面中的一者或兩者的三層傳導粒子。所述三層傳導奈米粒子可以包括直接設置在各個頂表面上的第一層傳導奈米粒子、設置在第一層傳導奈米粒子上的第二層傳導奈米粒子以及設置在第二層傳導奈米粒子上的第三層傳導奈米粒子。

這種第三層傳導奈米粒子可以包括與第二層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料不同的至少一種材料，及/或這種第三層傳導奈米粒子可以包含至少一種材料，其不同於第一層傳導奈米粒子所包括的至少一種材料。在一範例中，第一層傳導奈米粒子可以包括諸如銅的種子材料，第二層傳導奈米粒子可以包括諸如鎳或含有鎳的合金的阻障材料，並且第三層傳導奈米粒子可以包括錫或包括錫（例如焊料）的合金。在這樣的範例中，第二層傳導奈米粒子可以是阻障層，其被配置為防止第三層傳導奈米粒子與第一層傳導奈米粒子的材料及/或與所述電性傳導柱或結構的所述第一及/或第二傳導奈米粒子的金屬形成金屬間化合物。

在這樣的實施例中，在第一傳導部分和第二傳導部分連接以形成傳導柱或元件之後，每個接合區域可以包括雜質，其顯示第一、第二、第三、第四和第五層傳導奈米粒子的結構證據。這樣的結合結構的第一和第五層將是沉積到個別的第一和第二傳導部分上的所述第一層傳導奈米粒子，並且第一和第五層中的每一個可以包括諸如銅的種子材料。這樣的結合結構的第二和第四層將是沉積在個別的第一和第二傳導部分上的所述第二層傳導奈米粒子，並且這樣的第二層可以包括阻障材料，例如鎳或包含鎳的合金。這樣的結合結構的第三層將是沉積在個別的第一和第二傳導部分上的第三層傳導奈米粒子，並且這種第三層可以包括錫或包含錫的合金（例如焊料）。

在上述實施例的變型中，第一和第二傳導部分中的一個或兩個可以具有設置在個別的傳導部分的頂表面上的兩層或三層結合結構。在這樣的變型中，結合結構中的至少一個金屬層可以包括奈米粒子。例如，可以在第一傳導部分和第二傳導部分中的一者或兩者的頂表面上設置第一金屬層（例如，銅或另一種金屬），可以將第二金屬層（例如，鎳或另一種阻障金屬）設置在第一金屬層上，並且可以在第二金屬層上設置第三金屬層（例如，錫或焊料）。第一、第二和第三金屬層中的一個、兩個或全部三個可以包括奈米粒子。

在特定實施例中，在升高組件的溫度以結合第一和第二基板之前，可以將傳導奈米粒子沉積到第一和第二傳導部分中的一個或兩個上，並且少量的焊料可以是設置在第一傳導部分和第二傳導部分中的一個或兩個上的傳導奈米粒子上。在這樣的示例中，當組件的溫度升高以連接第一傳導部分和第二傳導部分時，焊料可以通過毛細作用填充至少一些傳導奈米粒子之間的間隙。除了傳導奈米粒子之外，以這種方式使用焊料可以更好地填充面對的第一和第二傳導部分之間的間隙，特別是如果第一和第二傳導部分中的一個或兩個的頂表面是非平面的。

與習知組件相比，本文所述的組件100、300、500、700、900、1100、1300、1500和1600可以具有一些潛在的優點。本文描述的奈米粒子層可以補償個別的第一和第二基板的第一和第二傳導部分的面對的頂表面的顯著程度的非平面性。例如，如上所述，由於第一和第二部分的頂表面之間的非平面性，奈米粒子150的層可以在不同的並列的第一和第二部分之間被不同的距離擠壓，所得到的接合區域136的寬度可以變化高達3微米，以遷就第一和第二部分132、134中的至少一些的並置的頂表面的非共平面性。這種補償面對的頂表面的非共平面性的能力可以允許使用具有較大程度的第一和第二傳導部分的不平坦的較便宜的傳導元件的形成製程。

本文所述的組件100、300、500、700、900、1100、1300、1500和1600與習知組件相比的另一個潛在優點可以在於，當將第一和第二基板結合為如上所述的較低的翹曲度，在此描述的具有低結合或燒結溫度（例如低於200℃）的奈米粒子可允許使用具有較小頂表面面積的第一和第二傳導部分。因此，具有較小頂表面面積的第一傳導部分與第二傳導部分可形成更薄且更具彈性的傳導柱，因此具有較薄傳導柱的組件在長時間使用組件所造成的許多重複的熱循環之後，可具有較佳的第一基板與第二基板之間的電連接的長期可靠性。

與習知組件相比，本文所述的組件100、300、500、700、900、1100、1300、1500和1600的另一個潛在優點可以是相鄰的傳導柱或結構130、330、530、730、930、1130或1330之間的最小間距可以減小。舉例來說，傳導柱或結構130、330、530、730、930、1130或1330的相鄰傳導柱之間的所述最小間距可以是3-5微米，而習知組件中的最小間距是20微米。

儘管描述於上文中的圖2A-2F、4A-4C、6A-6D、8A-8B、圖10A-10C、圖12A-12B和圖14A-14B中的方法步驟是參考由單一第一部分132/332/532/732/932/1132/1332和單一第二部分134/334/534/734/934/1134/1334來形成單一傳導柱或結構130/330/530/730/930/1130/1330，但是應該理解，上述方法步驟也可以被用來藉由從單一第一基板110/310/510/710/910/1110/1310延伸的多個第一部分或第一部分陣列以及從單一第二基板120/320/520/720/920/1120/1320延伸的多個第二部分或第二部分陣列來形成複數個傳導柱或m x n的傳導柱陣列，m和n中的一個或兩個大於1。

描述於上文中的圖2A-2F、4A-4C、6A-6D、8A-8B、圖10A-10C、圖12A-12B和圖14A-14B中的方法步驟也可被用來形成複數個或陣列式的傳導柱或結構130/330/530/730/930/1130/1330於複數組個別的第一基板110/310/510/710/910/1110/1310和第二基板120/320/520/720/920/1120/1320上，其中第一基板最初是單個第一晶圓的一部分，並且第二基板最初是單個第二晶圓的一部分，並且在相應的第一部分132/332/532/732/932/1132/1332和第二部分134/334/ 534/734/934/1134/1334結合之後，結合的第一和第二晶圓可以被切割成單獨的組件100/300/500/700/900/1100/1300。

舉例來說，在一實施例中，複數個第一基板最初是包括複數個微電子元件部分的單個微電子元件晶圓的一部分，每個微電子元件部分在各個主要表面處包括第一傳導部分的個別的子集，並且複數個第二基板最初是包括複數個基板部分的單個基板面板的一部分，每個基板部分在各個主要表面處包括第二傳導部分的個別的子集。

在本文公開的一些實施例中，給定所述第一和第二基板的所述主要表面彼此間的緊密間隔，可能無法在相鄰的經結合的傳導柱或結構之間沉積底部填充物。在這樣的例子中可能不需要底部填充，因為結合的第一和第二傳導部分以及第一和第二基板的相對的主要表面可能相互接觸，則可以提供結合組件的充分的結構完整性而不使用底部填充物。

在結合的傳導柱或結構的局部面積密度至少為30％的區域中可能不需要底部填充，這意味著在延伸穿過傳導柱或結構並平行於所述第一和第二基板的所述主要表面的給定平面中，所述平面的面積的至少30％被傳導柱所佔據。如果傳導柱的局部面積密度至少為30％，則傳導柱或結構可以為結合的組件提供足夠的結構完整性，從而不需要底部填充。在一範例中，在傳導柱的局部面積密度至少為50％的情況下，可能不需要底部填充。

在這樣的實施例中，在相鄰的傳導柱或結構之間沒有底部填充物的情況下，所述第一和第二基板可以與包覆成型的化合物密封在一起，及/或具有結合的傳導柱或結構的所述區域的外圍邊界可以用諸如聚對二甲苯或二氧化矽之類的介電材料的密封劑或者用底部填充物來密封，以將濕氣從具有結合的電性傳導柱或結構的所述區域中排除。然而，這樣的密封劑可能只需要施加在具有結合的電性傳導柱或結構的區域的外圍邊界周圍，使得密封劑不會在相鄰的傳導柱或結構之間延伸。

在相鄰電性傳導柱或結構之間沒有底部填充的情況下將所述第一和第二基板結合在一起的這種組件可以比使用底部填充物時更耐翹曲。與第一和第二基板的材料相比，底部填充物可以具有相對較高的CTE（例如15-25 ppm /℃），因此當由於溫度變化而經受不同的熱膨脹時，底部填充物的使用可能使基板翹曲。在相鄰的電性傳導柱或結構之間不使用底部填充物的情況下，結合的組件可以更平坦並且由於不同的熱膨脹而具有較低的翹曲風險。舉例來說，這種沒有底部填充物的結合結構可以用於晶片-晶圓間或晶圓-晶圓間的接合。

上文中參考圖1-16所描述的組件可以用於構建各種電子系統，例如圖17所示的系統1700。舉例來說，根據本發明的另一實施例的系統1700包括複數個模組或構件1706，諸如上文中所述的組件，與其他電子構件1708、1710和1711連接。

在所示的範例性系統1700中，所述系統可以包括電路板、主機板或豎式面板(riser panel)1702(例如可撓性印刷電路板)，並且所述電路面板可以包括多個導體1704，在圖17中僅示出了其中一個，將模組或構件1706、1708、1710彼此互連。這樣的電路面板1702可以將信號來回傳輸於包含在系統1700中的微電子封裝及/或微電子組件中的每一個。然而，這僅僅是範例性的;可以使用任何合適的結構以用於在模組或構件1706之間進行電性連接。

在特定實施例中，系統1700還可以包括諸如半導體晶片1708的處理器，使得每個模組或構件1706可以被配置以在一時脈週期(clock cycle)中並行地傳輸N個數據位元，並且所述處理器可以被配置以在一時脈週期中並行地傳送M個數據位元，M大於或等於N。

在圖17所示的範例中，組件1708是半導體晶片，構件1710是顯示屏幕，但是系統1700中可以使用任何其他構件。當然，儘管在圖17中為了清楚地說明僅顯示出了兩個附加構件1708和1711，系統1700可以包括任何數量的這種構件。

模組或構件1706和構件1708和1711可以安裝在公共殼體1701中，以虛線示意性地示出，並且可以根據需要彼此電性互連以形成期望的電路。殼體1701被描述為可用於例如蜂窩電話或個人數位助理的類型的便攜式殼體，並且屏幕1710可以暴露在殼體的表面處。在實施例中，其中結構1706包括諸如成像晶片之類的光敏元件，也可以提供透鏡1711或其它光學裝置用於將光路由到所述結構。再次地，圖17中所示的簡化系統僅僅是示例性的;其他系統，包括通常被認為是固定結構的系統，諸如桌上型電腦、路由器等可以使用上面討論的結構來製造。

儘管已經參照特定實施例描述了本發明，但是應當理解的是，這些實施例僅僅是對本發明的原理和應用的說明。因此可以理解的是，可以對這些說明性的實施例作出許多修改，並且可以設計出其它佈置而不脫離由所申請專利範圍所限定的本發明的精神和範疇。

將意識到，各種附屬項和其中闡述的特徵可以以與在最初的申請專利範圍中所提出的方式不同的方式進行組合。還將意識到的是，與各個實施例有關的所描述的特徵可以與所描述的實施例中的其他實施例共享。

100:組件 110:第一基板 112:主要表面 114:第二表面 116:傳導結構 118:終端 120:第二基板 122:主要表面 124:第二表面 126:傳導結構 128:終端 130:柱/傳導柱/傳導結構 131:傳導元件/第一傳導元件 132:第一部分/第一傳導部分 133:傳導元件/第二傳導元件 134:第二部分/第二傳導部分 136:接合區域 137:表面 140:種子層 142:光阻層 144:開口 146、146’:表面/頂表面 148:外圍邊緣 150:奈米粒子 152:保護遮罩 154:側壁/邊緣表面 300:組件 310:第一基板 312:主要表面 320:第二基板 322:主要表面 330:傳導柱/傳導結構 332:第一部分/第一傳導部分 334:第二部分/第二傳導部分 336:接合區域 337:表面 340:種子層 346、346’:表面/頂表面 348:外圍邊緣 350:奈米粒子 354:邊緣表面/側壁 500:組件 510:第一基板 512:主要表面 520:第二基板 522:主要表面 530:傳導柱/傳導結構 532:第一部分/第一傳導部分 534:第二部分/第二傳導部分 536:接合區域 540:種子層 542:光阻層 544:開口 546、546’:頂表面 548:外圍邊緣 550:奈米粒子 554:邊緣表面/側壁 560:阻障層 562:接合層 564:潤濕層 700:組件 710:第一基板 712:主要表面 720:第二基板 722:主要表面 730:傳導柱/傳導結構 732:第一部分/第一傳導部分 734:第二部分/第二傳導部分 736:接合區域 740:種子層 742:光阻層 746:頂表面 750:奈米粒子 760:阻障層 764:潤濕層 900:組件 902:凹槽 903:內表面 904:凹槽 910:第一基板 912:主要表面 914:第二表面 920:第二基板 922:主要表面 924:第二表面 930:結構/傳導結構/傳導柱 932:第一部分/第一傳導部分 934:第二部分/第二傳導部分 936:接合區域 946、946’:表面/頂表面 950:奈米粒子 954:邊緣表面/側壁 1100:組件 1102:凹槽 1104:凹槽 1110:第一基板 1112:主要表面 1120:第二基板 1121:第一區域 1122:主要表面 1123:第二區域 1130:傳導柱/傳導結構 1132:第一部分/第一傳導部分 1133:傳導元件 1134:第二部分/第二傳導部分 1146、1146’:頂表面 1150:奈米粒子 1170:介電質區域 1300:組件 1302:凹槽 1310:第一基板 1312:主要表面 1320:第二基板 1322:主要表面 1330:傳導結構/傳導柱 1332:第一部分 1334:第二部分 1336:接合區域 1346、1346’:頂表面 1350:奈米粒子 1354:邊緣表面/側壁 1500:組件 1510:第一基板 1512:主要表面 1520:第二基板 1522:主要表面 1530:傳導結構 1532:第一部分/第一傳導部分 1534:第二部分/第二傳導部分 1550:奈米粒子 1582:金屬元件/第一跡線 1584:金屬元件/第二跡線 1600:組件 1610:第一基板 1612:主要表面 1620:第二基板 1622:主要表面 1630:傳導結構 1632:第一部分/第一傳導部分 1634:第二部分/第二傳導部分 1690:金屬元件/金屬片 1700:系統 1701:殼體 1702:電路板/主機板/豎式面板/電路面板 1704:導體 1706:模組或構件 1708:構件 1710:構件/屏幕 1711:構件

[圖1]是根據本發明的一實施例的組件的概略側面截面圖。 [圖2A至2F]是根據描繪於圖1的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖3]根據顯示於圖1中的組件的另一實施例的概略側面截面圖。 [圖4A至4C]是根據描繪於圖3的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖5]是根據顯示於圖1中的組件的另一實施例的概略側面截面圖。 [圖6A至6D]是根據描繪於圖5的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖7]是根據顯示於圖5中的組件的另一實施例的概略側面截面圖。 [圖8A和8B]是根據描繪於圖7的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖9]是根據本發明的一實施例的組件的概略側面截面圖。 [圖10A至10C]是根據描繪於圖9的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖11]是根據本發明的一實施例的組件的概略側面截面圖。 [圖12A和12B]是根據描繪於圖11的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖13]是根據顯示於圖11中的組件的另一實施例的概略側面截面圖。 [圖14A和14B]是根據描繪於圖13的實施例的製造步驟說明的側面截面圖。 [圖15]是根據本發明的一實施例的組件的概略側面截面圖。 [圖16]是根據顯示於圖15中的組件的另一實施例的概略側面截面圖。 [圖17]是根據本發明的一實施例的系統的示意圖。

100:組件

110:第一基板

112:主要表面

114:第二表面

116:傳導結構

118:終端

120:第二基板

122:主要表面

124:第二表面

126:傳導結構

128:終端

130:柱/傳導柱/傳導結構

131:傳導元件/第一傳導元件

132:第一部分/第一傳導部分

133:傳導元件/第二傳導元件

134:第二部分/第二傳導部分

136:接合區域

137:表面

Claims (77)

1. 一種製造組件之方法，其包含： 將在第一基板的第一表面處的第一電性傳導元件的頂表面與在第二基板的主要表面處的第二電性傳導元件的頂表面並置，所述第一基板的所述第一表面以及所述第二基板的所述主要表面各自包含介電材料，其中為下列一者或兩者: 所述第一電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第一基板的所述第一表面之下及/或所述第二電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第二基板的所述主要表面之下，並且電性傳導奈米粒子被設置在所述第二電性傳導元件的所述頂表面以及所述第二電性傳導元件的所述頂表面之間，所述電性傳導奈米粒子具有小於100奈米的長度尺寸； 將所述第一表面的所述介電材料與所述主要表面的所述介電材料接合；以及 將至少在並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件的界面處的溫度提高到一結合溫度，在所述結合溫度時所述電性傳導奈米粒子使得冶金結合形成於並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件之間。
2. 如請求項1之方法，其中藉由將至少一個接收表面以一電流密度曝露於電解槽來將所述電性傳導奈米粒子設置在所述至少一個接收表面上，所述電流密度大於所述電解槽的質量傳輸限制電流密度。
3. 如請求項1之方法，其中所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件中的至少一者包括電性傳導襯墊或電性傳導跡線。
4. 如請求項1之方法，其還包括在前述接合之前，將所述電性傳導奈米粒子設置於所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件中的至少一者的所述頂表面上。
5. 如請求項4之方法，其中，在前述接合之前，所述電性傳導奈米粒子包括第一層傳導奈米粒子和第二層傳導奈米粒子，所述第二層傳導奈米粒子包含至少一種材料，其不同於所述第一層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料。
6. 如請求項5之方法，其中在前述接合之前，所述電性傳導奈米粒子還包括形成在所述第二層傳導奈米粒子上的第三層傳導奈米粒子，所述第三層傳導奈米粒子包括至少一種材料，其不同於所述第二層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料，所述第二層傳導奈米粒子包括阻障金屬，所述阻障金屬配置以避免所述第三層傳導奈米粒子的金屬滲透到所述第一層傳導奈米粒子之中。
7. 如請求項1之方法，在前述接合之前，所述電性傳導奈米粒子僅設置在所述第一電性傳導元件或所述第二電性傳導元件中的一者的所述頂表面上。
8. 如請求項1之方法，在所述第一表面及所述主要表面處的所述介電材料各自包括B階段材料層，所述B階段材料層不會被完全地固化，而在前述升高所述溫度期間，所述B階段材料層被完全地固化。
9. 如請求項1之方法，每個冶金接合包括焊料，所述焊料延伸到位在至少一些所述電性傳導奈米粒子之間的微通孔之中，每個微通孔具有小於0.5微米的最大寬度。
10. 一種組件，其包含： 第一構件，其包括基板，該基板具有第一表面和在所述第一表面處的多個第一傳導元件，每個第一傳導元件具有通常面向第一方向的頂表面，每個第一傳導元件的所述頂表面在延伸於所述第一表面之下的凹槽中；以及 第二構件，其包括基板，該基板具有主要表面和在所述主要表面處的多個第二傳導元件，每個第二傳導元件具有通常面向第二方向的頂表面，該第二方向與該第一方向相對，每個第二傳導元件的所述頂表面在延伸於所述主要表面之下的凹槽中， 所述第一傳導元件與所述第二傳導元件接合，使得所述第一傳導元件的所述頂表面至少部分地面對所述第二傳導元件的所述頂表面， 每個第一傳導元件藉由接合區域而與所述第二傳導元件中對應的一者電性地互連，所述接合區域包含雜質，所述雜質顯示在接合製程中使用長度小於100奈米的傳導奈米顆粒的結構證據，每個接合區域至少部分地滲透到所述第一傳導元件和所述第二傳導元件之中。
11. 如請求項10之組件，其中每個接合區域包含雜質，所述雜質顯示第一層電性傳導奈米粒子、第二層電性傳導奈米粒子、第三層電性傳導奈米粒子的結構證據，所述第二層電性傳導奈米粒子設置在所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第三層電性傳導奈米粒子之間並且可包含至少一種材料，其不同於所述第一層電性傳導奈米粒子包含的至少一種材料並且不同於所述第三層電性傳導奈米粒子包含的至少一種材料。
12. 如請求項11之組件，其中每個接合區域包含雜質，所述雜質顯示第一層電性傳導奈米粒子、第二層電性傳導奈米粒子、第三層電性傳導奈米粒子、第四層電性傳導奈米粒子、第五層電性傳導奈米粒子的結構證據，所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子至少部分地分別滲透到所述第一傳導元件和所述第二傳導元件之中，所述第二層電性傳導奈米粒子和所述第四層電性傳導奈米粒子各自包含至少一種材料，其分別不同於所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子包含的至少一種材料，所述第二層電性傳導奈米粒子和所述第四層電性傳導奈米粒子中的每一者包含阻障金屬，所述阻障金屬經配置以避免所述第三層電性傳導奈米粒子的金屬滲透到所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子之中。
13. 如請求項10之組件，其中每個接合區域包含焊料，所述焊料延伸到位在至少一些所述電性傳導奈米粒子之間的微通孔之中，每個微通孔具有小於0.5微米的最大寬度。
14. 如請求項10之組件，其中所述第一構件的所述基板的所述第一表面以及所述第二構件的所述基板的所述主要表面各自包括介電材料，並且所述第一表面的所述介電材料與所述主要表面的所述介電材料接合。
15. 一種第一電子元件，其配置以用於與第二電子元件接合，所述第一電子元件包括： 基板，其具有第一介電表面，所述第一表面經結構化以用於接合所述第二電子元件的第二介電表面； 傳導特徵，其在所述第一介電表面處；以及 傳導奈米粒子層，其用於與在所述第二電子元件的所述第二介電表面處的第二傳導特徵接合。
16. 如請求項15之第一電子元件，其還包括在所述傳導特徵以及所述傳導奈米粒子層之間的阻障層。
17. 如請求項16之第一電子元件，其中所述阻障層內襯凹槽於所述傳導特徵的頂表面與所述第一介電表面之間。
18. 如請求項17之第一電子元件，其中所述阻障層包括奈米粒子。
19. 如請求項15之第一電子元件，其中所述傳導奈米粒子層的奈米粒子小於所述傳導特徵的顆粒。
20. 一種製造組件的方法，其包括： 將在第一基板的第一表面處的第一電性傳導元件的頂表面與在第二基板的主要表面處的第二電性傳導元件的頂表面並置，所述第一基板的所述第一表面以及所述第二基板的所述主要表面各自包括介電材料，其中所述第一電性傳導元件是剛性桿，所述剛性桿的頂表面遠離所述第一基板的所述第一表面並且突出超過所述第一表面一高度，所述剛性桿具有實質上以垂直方向從其之頂表面向外延伸的邊緣表面； 蝕刻所述第二基板的所述主要表面以形成凹槽，所述凹槽延伸於所述主要表面下方並且露出在所述凹槽之中的所述第二電性傳導元件的所述頂表面； 在前述蝕刻之後，在所述第二電性傳導元件的所述頂表面上方沉積阻障材料並且將電性傳導奈米粒子沉積於所述阻障材料上，所述電性傳導奈米粒子具有小於約100奈米的長度尺寸； 將所述第一表面的所述介電材料與所述主要表面的所述介電材料接合；以及 將至少在並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件的界面處的溫度提高到結合溫度，在所述結合溫度時所述電性傳導奈米粒子使得冶金結合形成於並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件之間。
21. 如請求項20之方法，其中以一電流密度藉由電解槽來沉積所述電性傳導奈米粒子，所述電流密度大於所述電解槽的質量傳輸限制電流密度。
22. 如請求項20之方法，其還包括在前述並置之前，將第二阻障材料沉積於所述第一電性傳導元件上方。
23. 如請求項22之方法，其中，在前述接合之前，所述電性傳導奈米粒子包含第一層傳導奈米粒子和第二層傳導奈米粒子，所述第二層傳導奈米粒子設置在所述第一層傳導奈米粒子上，所述第二層傳導奈米粒子包含至少一種材料，其不同於所述第一層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料。
24. 如請求項23之方法，其中在前述接合之前，所述電性傳導奈米粒子包含形成在所述第二層傳導奈米粒子上的第三層傳導奈米粒子，所述第三層傳導奈米粒子包含至少一種材料，其不同於所述第二層傳導奈米粒子所包含的至少一種材料，所述第二層傳導奈米粒子配置所述以避免第三層傳導奈米粒子的金屬滲透到所述第一層傳導奈米粒子中。
25. 如請求項20之方法，其中在前述接合之前，所述電性傳導奈米粒子設置在所述第一電性傳導元件或所述第二電性傳導元件中的一者的所述頂表面上。
26. 如請求項20之方法，其中在所述第一表面和所述主要表面處之各自的所述介電材料包含B階段材料層，所述B階段材料層不會被完全地固化，而在前述升高所述溫度期間，所述B階段材料層被完全地固化。
27. 一種製造組件的方法，其包括： 將在第一基板的第一表面處的第一電性傳導元件的頂表面與在第二基板的主要表面處的第二電性傳導元件的頂表面並置，所述第一基板的所述第一表面以及所述第二基板的所述主要表面各自包含介電材料，其中為下列一者或兩者:所述第一電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第一基板的所述第一表面之下及/或所述第二電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第二基板的所述主要表面之下，並且電性傳導奈米粒子被設置在所述第一電性傳導元件的所述頂表面上的阻障材料以及所述第二電性傳導元件的所述頂表面上的阻障材料之間，所述電性傳導奈米粒子具有小於100奈米的長度尺寸； 將所述第一表面的所述介電材料與所述主要表面的所述介電材料接合；以及 加熱所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件，使得冶金結合形成於並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件之間。
28. 如請求項27之方法，其中所述第一電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第一基板的所述第一表面之下並且所述第二電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第二基板的所述主要表面之下。
29. 如請求項28之方法，其中所述電性傳導奈米粒子包含銅。
30. 如請求項29之方法，其還包括在前述並置之前，將所述電性傳導奈米粒子的層提供於每個所述第一電性傳導元件及所述第二電性傳導元件上。
31. 如請求項29之方法，其中所述阻障材料包含阻障金屬。
32. 如請求項31之方法，其中所述阻障金屬包含鎳。
33. 如請求項28之方法，其還包括在前述並置之前，提供所述阻障材料於所述第一電性傳導元件的所述頂表面以及所述第二電性傳導元件的所述頂表上，並且提供所述電性傳導奈米粒子於所述第一電性傳導元件的所述阻障材料和所述第二電性傳導元件的所述阻障材料中的至少一者上方。
34. 如請求項33之方法，其中提供所述阻障材料包含沉積奈米粒子的層。
35. 如請求項27之方法，其中前述並置還包括將在所述第一基板中的多個所述第一電性傳導元件的陣列與在所述第二基板中的多個所述第二電性傳導元件的陣列並置。
36. 如請求項27之方法，其中所述介電材料包含無機介電層的表面。
37. 如請求項27之方法，其中所述第一基板和所述第二基板各自具有小於500 µm的厚度。
38. 如請求項27之方法，其中前述並置是在室溫下進行。
39. 一種備製基板以用於將介電及傳導特徵與另一基板的相應特徵接合的方法，所述方法包括： 在介電層之中提供下凹的傳導特徵； 沉積阻障材料於下凹的所述傳導特徵上方；以及 形成傳導層於所述阻障材料上方，所述傳導層包含奈米粒子，所述奈米粒子具有小於100奈米的長度尺寸。
40. 如請求項39之方法，其中所述傳導特徵包含銅。
41. 如請求項40之方法，其中所述奈米粒子包含銅。
42. 如請求項39之方法，其中沉積所述阻障材料包含沉積阻障金屬。
43. 如請求項42之方法，其中沉積所述阻障金屬包含沉積奈米粒子的層。
44. 如請求項39之方法，其中所述阻障材料包含鎳。
45. 如請求項39之方法，其中形成所述傳導層包含電解沉積所述傳導層。
46. 一種接合結構，其包括： 第一構件，其包含具有第一介電表面的基板和在所述第一介電表面處的第一傳導特徵，所述第一傳導特徵包含在其上方的第一阻障層；以及 第二構件，其包含具有第二介電表面的基板和在所述第二介電表面處的第二傳導特徵，所述第二傳導特徵包含在其上方的第二阻障層，其中： 所述第一介電表面接合至所述第二介電表面而沒有底部填充物，並且 藉由在所述第一阻障層和所述第二阻障層之間的傳導接合區域的方式將所述第一傳導特徵接合至所述第二傳導特徵，所述接合區域包括傳導奈米粒子被用於將所述第一傳導特徵接合至所述第二傳導特徵的結構證據。
47. 如請求項46之結構，其中所述第一傳導特徵和所述第二傳導特徵各自包括銅。
48. 如請求項46之結構，其中所述接合區域的側表面比所述第一傳導特徵以及所述第二傳導特徵的側表面更粗糙。
49. 如請求項46之結構，其還包括微通孔於所述接合區域之中。
50. 如請求項49之結構，其中所述微通孔具有小於0.5微米的最大寬度。
51. 如請求項46之結構，其中所述接合區域包含銅。
52. 如請求項46之結構，其中所述接合區域包含從下列群組中選擇的至少一個金屬：銅、金、銀、鎳及金屬的組合。
53. 如請求項46之結構，其中所述第一阻障層和所述第二阻障層各自包含阻障金屬。
54. 如請求項53之結構，其中所述阻障金屬包含鎳或鎳合金。
55. 如請求項46之結構，其中第一基板包括所述第一傳導特徵的第一陣列並且所述第二基板包括所述第二傳導特徵的第二陣列，其中所述第一傳導特徵的所述第一陣列中的每個第一傳導特徵被接合至所述第二陣列中的一第二傳導特徵。
56. 一種第一電子元件，其配置以用於接合第二電子元件，所述第一電子元件包括： 基板，其具有第一介電表面配置以與所述第二電子元件的第二介電表面接合； 傳導特徵，其在所述介電表面處； 阻障層，其在所述傳導特徵上方；以及 傳導奈米粒子層，其在所述阻障層上方，所述傳導奈米粒子層被配置以與在所述第二電子元件的所述第二介電表面處的第二傳導特徵接合。
57. 如請求項56之電子元件，其中所述傳導特徵是下凹至所述介電表面之下。
58. 如請求項57之電子元件，其中所述傳導特徵包含銅。
59. 如請求項58之電子元件，其中所述傳導特徵基本上由銅所組成。
60. 如請求項57之電子元件，其中所述阻障層包含阻障金屬。
61. 如請求項60之電子元件，其中所述阻障金屬包含鎳。
62. 如請求項56之電子元件，其中所述傳導奈米粒子層的傳導奈米粒子具有小於100奈米的長度尺寸。
63. 如請求項56之電子元件，其還包括所述傳導特徵的陣列，每個所述傳導特徵下凹至所述介電表面之下並且包含所述阻障層及於其上方的所述傳導奈米粒子層。
64. 如請求項56之電子元件，其中所述阻障層包括奈米粒子的層。
65. 如請求項56之電子元件，其中不同材料的多個傳導奈米粒子層形成在所述傳導特徵上方。
66. 一種製造組件的方法，其包括： 將在第一基板的第一表面處的第一電性傳導元件的頂表面與在第二基板的主要表面處的第二電性傳導元件的頂表面並置，所述第一基板的所述第一表面以及所述第二基板的所述主要表面各自包含介電材料，其中為下列一者或兩者: 所述第一電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第一基板的所述第一表面之下及/或所述第二電性傳導元件的所述頂表面下凹至所述第二基板的所述主要表面之下，並且電性傳導奈米粒子被設置在所述第二電性傳導元件的所述頂表面以及所述第二電性傳導元件的所述頂表面之間，所述電性傳導奈米粒子具有小於100奈米的長度尺寸；並且 將至少在並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件的界面處的溫度提高到一結合溫度，在所述結合溫度時所述電性傳導奈米粒子使得冶金結合形成於並置的所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件之間， 其中所述第一基板以及所述第二基板中之至少一者具有金屬元件，所述金屬元件在各別的基板中以第一橫向方向和第二橫向方向在各自的平面中延伸，所述金屬元件經配置以提供電磁屏蔽來減少傳輸於所述第一電性傳導元件和所述第二電性傳導元件之間的訊號的雜訊。
67. 如請求項66之方法，其中所述第一基板以及所述第二基板兩者皆具有所述金屬元件，所述金屬元件在各別的所述基板中以所述第一橫向方向和所述第二橫向方向在各自的所述平面中延伸，所述第一基板的所述金屬元件包含在所述第一方向上延伸的跡線，並且所述第二基板的所述金屬元件包含在所述第二方向上延伸的跡線。
68. 如請求項66之方法，其還包括將所述第一表面的所述介電材料與所述主要表面的所述介電材料接合。
69. 如請求項66之方法，其中所述第一傳導元件的所述頂表面下凹至所述第一基板的所述第一表面之下，並且所述第二傳導元件的所述頂表面下凹至所述第二基板的所述主要表面之下。
70. 如請求項66之方法，其還包括在前述並置之前，提供阻障材料於所述所述第一電性傳導元件和所述電性傳導奈米粒子之間。
71. 如請求項66之方法，其中所述第一電性傳導元件的頂表面延伸於形成在所述第一基板的所述第一表面中的凹槽的側壁之間。
72. 一種組件，其包括： 第一構件，其包括具有第一表面的基板以及在所述第一表面處的多個第一傳導元件，每個第一傳導元件具有通常面向第一方向的頂表面，每個第一傳導元件的所述頂表面在延伸於所述第一表面之下的凹槽中；以及 第二構件，其包括具有主要表面的基板以及在所述主要表面處的多個第二傳導元件，每個第二傳導元件具有通常面向第二方向的頂表面，所述第二方向相對於所述第一方向，每個第二傳導元件的所述頂表面在延伸於所述主要表面之下的凹槽中，所述第一傳導元件與所述第二傳導元件接合，使得所述第一傳導元件的所述頂表面至少部分地面對所述第二傳導元件的所述頂表面， 每個第一傳導元件藉由接合區域而與所述第二傳導元件中對應的一者電性地互連，所述接合區域包含雜質，所述雜質顯示在接合製程中使用長度小於100奈米的傳導奈米顆粒的結構證據，每個接合區域至少部分地滲透到所述第一傳導元件和所述第二傳導元件之中， 其中所述第一構件的所述基板以及所述第二構件的所述基板中的至少一者具有金屬元件，所述金屬元件在各別的所述基板中之在第一橫向方向和第二橫向方向上的各自的平面中延伸，所述金屬元件經配置以提供電磁屏蔽來減少傳輸於所述第一傳導元件和所述第二傳導元件之間的訊號的雜訊。
73. 如請求項72之組件，其中所述第一構件的所述基板以及所述第二構件的所述基板兩者皆具有所述金屬元件，所述金屬元件在各別的所述基板中之在所述第一橫向方向和所述第二橫向方向上的各自的所述平面中延伸，所述第一構件的所述金屬元件包含延伸在所述第一方向上的跡線，且所述第二構件的所述金屬元件包含延伸在所述第二方向上的跡線。
74. 如請求項72之組件，其中每個接合區域包括雜質，所述雜質顯示第一層電性傳導奈米粒子、第二層電性傳導奈米粒子和第三層電性傳導奈米粒子的結構證據，所述第二層電性傳導奈米粒子設置在所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第三層電性傳導奈米粒子之間並且包含至少一種材料，所述至少一種材料不同於所述第一層電性傳導奈米粒子所包含的至少一種材料以及不同於所述第三層電性傳導奈米粒子所包含的至少一種材料。
75. 如請求項74之組件，其中每個接合區域包括雜質，所述雜質顯示第一層電性傳導奈米粒子、第二層電性傳導奈米粒子、第三層電性傳導奈米粒子、第四層電性傳導奈米粒子及第五層電性傳導奈米粒子的結構證據，所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子至少部分地分別滲透到所述第一傳導元件和所述第二傳導元件之中，所述第二層電性傳導奈米粒子和所述第四層電性傳導奈米粒子各自包含至少一種材料，所述至少一種材料分別不同於所述第一層電性傳導奈米粒子和第五層電性傳導奈米粒子所包含的至少一種材料，每個所述第二層電性傳導奈米粒子和所述第四層電性傳導奈米粒子包含阻障金屬，所述阻障金屬經配置以避免所述第三層電性傳導奈米粒子的金屬滲透到所述第一層電性傳導奈米粒子和所述第五層電性傳導奈米粒子之中。
76. 如請求項72之組件，其中每個接合區域包含延伸到微通孔之中的焊料，所述微通孔位在至少一些所述傳導奈米粒子之間，每個微通孔具有小於0.5微米的最大寬度。
77. 如請求項72之組件，其中所述第一構件的所述基板的所述第一表面以及所述第二構件的所述基板的所述主要表面各自包含介電材料，且所述第一表面的所述介電材料與所述主要表面的所述介電材料接合。