摘要:
混合键合技术在异质集成中的应用日益受到重视,尤其在图像传感器(IS)、高性能计算(HPC)和人工智能(AI)领域。这种技术能够实现超高密度的芯片间互连,从而提高带宽、能效和设计可行性,其可扩展性超越了传统微凸点技术的限制。目前,相关研究仍在持续进行,旨在拓展该技术的应用范围,以满足对低键合温度、深亚微米级键合间距以及高质量、高产量和可靠性的需求。通过跨学科研究,深入了解金属和电介质材料及其加工过程中的键合机制,有助于进一步推动该技术的发展。本文重点探讨了等离子体工艺在混合键合中的作用,包括等离子体处理对电介质特性的影响、等离子体表面处理对键合质量的提升作用、退火处理对等离子体激活电介质键合过程的影响、电介质间的键合机制、等离子体处理对铜表面的影响,以及等离子体激活过程中铜表面的钝化处理。文章首先回顾了从Si/SiO2晶圆键合发展而来的基础技术,随后介绍了SiCN-SiCN键合机制的最新研究进展,涉及等离子体损伤、悬挂键、水应力腐蚀和界面空洞等问题。同时,还分析了电介质封顶层的要求及几种可行的封顶层材料。键合前铜表面需要达到原子级清洁状态;然而,嵌入电介质中的铜垫也会暴露在相同的等离子体环境中。文中还讨论了等离子体表面激活过程中铜表面化合物的形成问题,以及针对电介质和铜材料共同优化的等离子体化学工艺的进展...