临时键合技术在晶圆级封装领域的研究进展

随着5G、人工智能和物联网等新基建的逐步完善,单纯依靠缩小工艺尺寸来提升芯片功能和性能的方法已经难以适应未来集成电路产业发展的需求。为满足集成电路的多功能化及产品的多元化,通过晶圆级封装技术克服摩尔定律物理扩展的局限性日趋重要。目前,在晶圆级封装正朝着大尺寸、三维堆叠和轻薄化方向发展的背景下,临时键合与解键合（TBDB）工艺应运而生。针对晶圆级封装领域可商用的TBDB技术,论述了不同TBDB工艺在晶圆级封装领域的研究进展及应用现状,明晰了不同TBDB技术所面临的挑战和机遇,提出了相应的解决方案,并展望了未来的研究方向。     

100 mm InP晶圆临时键合解键合工艺技术

InP基阵列近红外焦平面探测器的研发是近年来的热点,其器件性能的提升主要依赖于化合物半导体InP芯片的工艺优化。针对超薄InP晶圆在减薄抛光工艺过程中容易出现的形变、碎裂、损伤等问题,设计了一种临时键合及解键合工艺技术。结果表明,该技术成功实现了表面具有微观结构的超薄100 mm(4英寸)InP晶圆的临时键合及解键合,有效解决了减薄生产中碎片的问题,对芯片工艺优化具有重要的指导意义。     

生产验证的临时键合与解键合设备及技术

化合物半导体材料的应用经历了稳定的增长,尤其是在光电子产业中更为典型。这些材料的应用要求在封装之前需将衬底减薄到100μm以下。由于这种材料的易碎性,需要某种支持方式来通过各种工序对衬底进行处理。半导体行业中建造这种支持最公认的方法是临时固定这种衬底材料到刚性载体基底上。介绍了一种用全自动方式固定和解固定这类衬底的技术。通过采用各种中间基底,包括热和紫外光释放的能够预先准备和薄片状的全自动化干式黏性膜。200mm直径的这种衬底可以以片盒到片盒的方式键合到晶圆平面的这种载体上。本工艺中选用了一种保护性涂层到衬底上。一旦这种衬底固定后,便可以完成随后的减薄、通孔印刷等工序。当这种衬底被减薄和背面处理之后,第二道加工便用于从载体上解键合该衬底,再次以片盒到片盒的方式将其固定到划版的薄膜或类似的载体上。     

基于临时键合与解键合技术的THz集成电路研究

太赫兹频段部件的工艺实现是决定器件性能的关键环节。从太赫兹频段部件用50mm 超薄石英基片薄膜电路的集成工艺技术难点和可实现性出发,重点介绍了一种灵活快速的解决方案———临时键合与解键合技术。结果表明,临时键合与解键合技术克服了超薄石英基片脆性大、易破碎的弊端,在50mm 及以下厚度超薄石英基片薄膜电路集成中具有很好的应用前景。     

应用于三维集成的晶圆级键合技术

随着芯片集成度的不断提高以及CMOS工艺复杂度的增加,集成电路的成本及性能方面的问题越来越突出,基于TSV技术的三维集成已成为研究热点,并很有可能是未来集成电路发展的方向.在三维集成中,键合技术为芯片堆叠提供电学连接和机械支撑,从而实现两层或多层芯片间电路的垂直互连.介绍了几种晶圆级三维集成键合技术的特点及研究现状.     

晶圆级多层堆叠技术

随着5G和人工智能等新型基础设施建设的不断推进,单纯通过缩小工艺尺寸、增加单芯片面积等方式带来的系统功能和性能提升已难以适应未来发展的需求。晶圆级多层堆叠技术作为能够突破单层芯片限制的先进集成技术成为实现系统性能、带宽和功耗等方面指标提升的重要备选方案之一。对目前已有的晶圆级多层堆叠技术及其封装过程进行了详细介绍;并对封装过程中的两项关键工艺,硅通孔工艺和晶圆键合与解键合工艺进行了分析;结合实际封装工艺对晶圆级多层堆叠过程中的可靠性管理进行了论述。在集成电路由二维展开至三维的发展过程中,晶圆级多层堆叠技术将起到至关重要的作用。     

用低温圆片键合实现传感器和微电子机械系统器件的集成和封装

集成化是传感器和微电子机械系统(MEMS)的发展方向,即将传感功能、逻辑电路和驱动功能集成在一块单芯片上。未来的系统芯片将能通过集成的传感器和逻辑电路收集并分析外界数据,将这些数据传输到中央处理器并产生必要的动作或反应。讨论了这种系统集成芯片对于封装和集成的要求,并提出一种能够满足这种要求的低温键合技术。同时这种低温键合技术还具有气密性封装、保留透明窗口等优点。     

EV Group公司荣获VLSI Research组装的圆片加工设备客户满意度调查5联贯10佳排名奖殊荣

<正>2007年6月26日奥地利弗洛里安的EV Group公司高兴地宣布了VLSI Research今年举办的客户满意度调查结果。自2003年以来EV Group已经连续荣获圆片加工设备小供货商1O佳排名美誉。     

基于UV光照的圆片直接键合技术

研究了UV辅助活化与湿化学清洗活化相结合的圆片直接键合技术,并利用红外测试系统、单轴拉伸测试仪和场发射扫描电子显微镜,结合恒温恒湿实验、高低温循环实验对键合质量进行了测试.结果表明,采用该技术可以实现较好的圆片直接键合,提高键合强度,控制合适的UV光照时间可以获得更高的强度,对键合硅片进行恒温恒湿和高低温交变循环处理后,硅片仍能保持较高的键合强度.因此,该工艺对于改进圆片直接键合技术是行之有效的,具有很大的应用潜力.     

基于UV光照的圆片直接键合技术

研究了UV辅助活化与湿化学清洗活化相结合的圆片直接键合技术,并利用红外测试系统、单轴拉伸测试仪和场发射扫描电子显微镜,结合恒温恒湿实验、高低温循环实验对键合质量进行了测试.结果表明,采用该技术可以实现较好的圆片直接键合,提高键合强度,控制合适的UV光照时间可以获得更高的强度,对键合硅片进行恒温恒湿和高低温交变循环处理后,硅片仍能保持较高的键合强度.因此,该工艺对于改进圆片直接键合技术是行之有效的,具有很大的应用潜力.     

叠层芯片封装技术与工艺探讨

论述了在叠层芯片封装的市场需求和挑战。首先采用在LQFP一个标准封装尺寸内,贴装2个或更多的芯片,这就要求封装体内每一个部分的尺寸都需要减小,例如芯片厚度、银胶厚度,金丝弧度,塑封体厚度等,要求在叠层封装过程中开发相应的技术来解决上述问题。重点就芯片减薄,银胶控制,无损化装片,立体键合,可靠性等进行了详细的介绍。     

SUSSMicro Tec推出XBC300 Gen2-永久晶圆片键合、键合分离和清洗的新平台

全球知名的半导体行业及相关市场工艺解决方案提供商SUSSMicroTec,推出XBC300Gen2高产量加工制造平台,用于先进的三维工艺技术。新的键合设备可以用于200mm和300mm晶圆片的永久性晶圆键合、键合分离、清洗,以适应产品生产工艺的发展。     

晶圆叠层3D封装中晶圆键合技术的应用

论述了晶圆叠层3D封装中的典型工艺——晶圆键合技术,并从晶圆键合原理、工艺过程、键合方法、设备要求等方面对其进行了深入探讨;以期晶圆叠层3D封装能够应用到更加广泛的领域。     

基于晶圆键合的MEMS圆片级封装研究综述

为提升微机电系统（MEMS）器件的性能及可靠性,MEMS圆片级封装技术已成为突破MEMS器件实用化瓶颈的关键,其中基于晶圆键合的MEMS圆片级封装由于封装温度低、封装结构及工艺自由度高、封装可靠性强而备受产学界关注。总结了MEMS圆片级封装的主要功能及分类,阐明了基于晶圆键合的MEMS圆片级封装技术的优势。依次对平面互连型和垂直互连型2类基于晶圆键合的MEMS圆片级封装的技术背景、封装策略、技术利弊、特点及局限性展开了综述。通过总结MEMS圆片级封装的现状,展望其未来的发展趋势。     

用于3D集成中的晶圆和芯片键合技术(英文)

3D集成技术包括晶圆级、芯片与晶圆、芯片与芯片工艺流程,通过器件的垂直堆叠得到其性能的提升,并不依赖于基板的尺寸和技术。所有的报道均是传输速度提高,功耗降低,性能更好及更小的外形因素等优势使得这种技术的名气大振。选择晶圆或芯片级集成的决定应基于几个关键因素的考虑。对于不同种类CMOS、非CMOS器件间的集成,芯片尺寸不匹配引发了衬底的变化(如300mm对150mm).芯片与晶圆或芯片与芯片的堆叠也许是唯一的选择。另外,当芯片的成品率明显地不同于晶圆与晶圆键合方法时,在堆叠的晶圆中难以使确认好芯片的量达到最大。在这种情况下,应将一枚或两枚晶圆划切成小芯片并仅将合格的芯片垂直地集成。只要适当地采用晶圆与晶圆键合工艺便可实现高成品率器件同类集成。晶圆间键合具有最高的生产效率,工艺流程简便及最小的成本。满足选择晶圆级或芯片级工艺总的工艺解决方案应结合对准和键合细节来考虑决定最终的设备选择和工艺特性。所有这些工艺的论证证实对于多数产品的制造3D集成是可行的,而且有些也已成为生产的主流。     

用于传感器和执行器封装的键合技术

本文简要介绍了用于传感器和执行器封装的硅一硅键合,硅一玻璃阳极键合及基于表面修饰工艺的选择键盒技术;讨论了如何消除键合晶片之间空隙的方法。     

一种基于Ag-Sn等温凝固的圆片键合技术

研究了用Ag-Sn作为键合中间层的圆片健合。相对于成熟的Au-Sn键合系统(典型键合温度是280℃),该系统可以提供更低成本、更高键合后分离(De-Bonding)温度的圆片级键合方案。使用直径为100mm硅片,盖板硅片上溅射多层金属Ti/Ni/Sn/Au,利用Lift-off工艺来形成图形。基板硅片上溅射Ti/Ni/Au/Ag。硅片制备好后,将盖板和基板叠放在一起送入键合机进行键合。键合过程在N2气氛中进行,键合过程中不需要使用助焊剂。研究了不同键合参数,如键合压力、温度等对键合结果的影响。剪切强度测试表明样品的剪切强度平均在55.17MPa。TMA测试表明键合后分离温度可以控制在500℃左右。He泄漏测试证明封接的气密性极好。