什么是混合鍵合？

混合鍵合是什么？

混合鍵合（Hybrid Bonding）結(jié)合了電介質(zhì)-電介質(zhì)鍵合和金屬-金屬鍵合，無需使用焊料或其它粘合劑即可實現(xiàn)晶圓與晶圓、芯片與晶圓或芯片與芯片的互連。

它不像傳統(tǒng)熱壓鍵合（如TCB）那樣依賴焊料，也不同于直接分子鍵合不帶金屬。

混合鍵合用在哪？

混合鍵合可實現(xiàn)更精細的間距（< 10 μm，甚至< 1 μm），對互連密度和器件

性能帶來顯著的提升。金屬與金屬之間的直接接觸有利于高效散熱并減少寄生延

遲。電介質(zhì)隔離了金屬焊盤，因此焊盤之間不會產(chǎn)生信號干擾。

主要是用在2.5D IC 與3D IC 封裝中。產(chǎn)品如：CIS 和 NAND，也可能用于

DRAM，HBM 等對密度、帶寬、延遲要求極高的場景

混合鍵合的工藝步驟？

如上圖，混合鍵合的關(guān)鍵工藝步驟，具體可分為以下四個階段（圖中從 a → d）：

a) 表面制備 & Cu/氧化物結(jié)構(gòu)形成

上下兩個晶圓表面經(jīng)過 化學(xué)機械拋光（CMP），形成平坦化表面；

此階段的目標是準備好能進行分子鍵合和Cu 對接的表面結(jié)構(gòu)。

(b) 對準 + 低溫預(yù)鍵合

通過高精度光學(xué)對準系統(tǒng)，使兩個晶圓或芯片在 亞微米甚至納米級實現(xiàn)對準；

介電層（氧化硅）之間首先發(fā)生范德華力結(jié)合，形成初步鍵合。

這是混合鍵合和傳統(tǒng)Cu bump 封裝最大的不同：不使用錫焊球和回流焊。

(c) Cu–Cu 金屬鍵合 & 介電層鍵合

在對準基礎(chǔ)上，施加溫度和壓力（典型150~300℃），

銅受熱膨脹，銅–銅之間實現(xiàn)擴散結(jié)合/晶粒重結(jié)晶；

氧化層之間發(fā)生分子間鍵合（如Si-O-Si）。

這一步實現(xiàn)電連接 + 機械連接的一體化，是真正的“混合”階段。

(d) 退火

隨著溫度升高和時間持續(xù)，鍵合界面更加牢固；

這一階段的目標是獲得：

高強度、高密度、低空洞率的Cu–Cu+介電層結(jié)合；

支撐后續(xù) TSV、RDL 或其他集成工藝。

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