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混合键合

点击量：245 日期：2023-08-03 编辑：硅时代

晶圆键合是近十几年快速发展起来的新兴半导体加工技术，在MEMS，CIS和存储芯片等领域有着重要的应用，得到越来越多的关注。

在信息的海洋中，晶圆键合的存在感相比光刻技术显得异常稀薄，但是当我们拿出一台手机，他的图像传感器，重力加速传感器，麦克风，4G和5G射频前端，以及部分NAND，都或多或少应用到了晶圆键合的技术。可以说，晶圆键合技术为我们的信息化生活做出了重要的贡献。

晶圆键合(wafer bonding)，从名字上就可以同传统封装中应用到的引线键合wire bonding和贴片键合die bonding所区分。日语中，bonding被翻译为接合，从直观印象上更方便于理解这一工艺和过程。

从键合方式上来分类，晶圆键合可以分为永久键合和临时键合。区别也顾名思义，永久键合后无需再解键合(debonding)，而临时键合还需要解键合，将接合在一起的晶圆重新打开。

从界面材料来讲，分为带中间层的胶键合，共晶键合，金属热压键，无中间层的熔融键合(fusion bonding)和阳极键合等。

说到混合键合最典型的应用，毫无疑问就是长江存储的Xtacking®了。通过不同的工艺，先后制作Memory晶圆和CMOS晶圆，在后道制程中构建两者的触点。通过混合键合，这些触点被链接导通，Memory和CMOS就在垂直方向实现了互联。

按照Frauebhofer研究所的说法，混合键合的优势有三：

1.更短的互联距离：不仅不需要用引线互相联通，也无需用TSV穿过整个CMOS层，仅仅通过连接后道的铜触点就可以实现互联。

2.更高的互联密度：铜触点的面积非常小，相比直径百微米的锡球和TSV，混合键合工艺中的铜触点的pitch size甚至都不足10微米，无疑可以实现更高的互联密度。

3.更低的成本：毫无疑问，针对每颗DIE单独进行互联需要更多的时间，通过晶圆键合可以实现大面积高密度的互联，对产能的提升的贡献是飞跃性的！自然，生产成本也可以得以降低。