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什么是混合鍵合技術?

發布時間:2021-07-09

瀏覽次數:262

       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?!?/span>
       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?!拔㈦娮雍臀C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?!?/span>
       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?!?/span>

混合鍵合演示圖.png

       盡管如此,該技術已被證明可用于圖像傳感器?,F在,其他設備正在開發中。Uhrmann說:“計劃進一步推出諸如堆疊SRAM到處理器芯片之類的器件?!?/span>
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