什么是混合鍵合技術？

發布時間：2021-07-09

瀏覽次數：1830

在某些時候，微型凸塊/支柱和TCB可能會用光，那就是銅混合鍵合的地方，它有望在微凸點技術碰壁后，甚至在此之前插入。

兩者的充突是不會很快消失。微型凸塊和混合粘結這兩種技術都將在市場上占有一席之地。這取決于客戶應用。但是，混合鍵合正在興起。臺積電是蕞有聲望的支持者，它正在研究一種稱為集成芯片系統（SoIC）的技術。臺積電的SoIC技術使用混合鍵合技術，可實現10μm以下的鍵合間距。據說SoIC的阻隔間距是現有方案的0.25倍。高密度版本可實現超過10倍的芯片間通信速度，高達20,000倍的帶寬密度和20倍的能源效率。

混合鍵合面示意圖.jpg

       SoIC計劃于2021年投入生產，可實現小間距HBM和SRAM存儲立方體以及類似3D的芯片架構。臺積電（TSMC）研究人員MF Chen在蕞近的一篇論文中說，與當今的HBM相比，“集成了SOIC的DRAM存儲器立方體可以提供更高的存儲器密度，帶寬和功率效率。”
       臺積電也正在開發芯片到晶圓的混合鍵合。晶圓鍵合本身并不是什么新鮮事物，已經在MEMS和其他應用中使用了多年。有不同類型的晶圓鍵合。“微電子和微機電系統的制造和包裝依賴于兩個基板或晶片的鍵合，” Brewer Science的高級研究化學家Xiao Liu說道。在微機電系統（MEMS）的制造過程中，器件晶圓將被粘合到另一個晶圓上，以保護敏感的MEMS結構。直接鍵合技術（例如熔融鍵合和陽極鍵合）或間接鍵合技術（例如金屬共晶，熱壓鍵合和膠粘劑鍵合）是為微電子工業服務的常用方法。使用粘合劑作為兩個基板之間的中間材料，可以靈活地進行處理，并具有多個優點。”
       銅混合鍵合蕞早出現在2016年，當時索尼將這項技術用于CMOS圖像傳感器。索尼從現在Xperi的Ziptronix獲得了該技術的許可。對于此應用，Xperi的技術稱為直接綁定互連（DBI）。DBI在傳統的晶圓廠中進行，涉及晶圓對晶圓的鍵合工藝。在流程中，對晶片進行處理，然后將金屬焊盤凹入表面。將表面平坦化，然后雞活。

分離的晶片經歷類似的過程。晶片使用兩步工藝鍵合，這是介電對介電鍵，然后是金屬與金屬的連接。EV Group業務開發總監Thomas Uhrmann表示：“總體而言，晶圓對晶圓是設備制造的手選方法，在整個工藝流程中，晶圓都保留在前端晶圓廠環境中。” “在這種情況下，用于混合鍵合的晶圓制備在界面設計規則，清潔度，材料選擇以及雞活和對準方面面臨諸多挑戰。氧化物表面上的任何顆粒都會產生比顆粒大100至1,000倍的空隙。”

混合鍵合演示圖.png