面向三维集成的基于纳米颗粒修饰的晶圆级互连技术研究

Three Dimensional integration (3D integration) is one of the key technologies for System Level Integration in a Package（SiP）in post-Moore era, it requires development of new low temperature wafer level interconnection approach which is applicable for micro to nano scale. In this project, we will develop a novel low temperature wafer level interconnection technology based on metal nanoparticle modification for 3D integration, which fabricates metal nanoparticle modification structure onto interconnect interface using semiconductor process compatible thin film technologies such as PVD, and then low temperature interconnection can be performed through metal nanoparticle modification structure by thermal compression bonding. metal nanoparticle modification technology, interconnection mechanism will be studied, and low temperature（<=200℃） micro nano scale wafer level interconnection approach based on metal nanoparticle modification will be investigated, the research may also help build a foundation for future nano-interconnection.

三维集成技术是后摩尔时代系统层次集成封装的关键技术之一，该技术的发展要求新型的微米到纳米互连尺度的低温晶圆级互连方法。本项目将开展一种新型的面向三维集成的基于金属纳米颗粒修饰的低温互连技术研究，应用物理气相沉积等与半导体工艺兼容的薄膜沉积方法在互连界面制作金属纳米颗粒修饰结构，并通过金属纳米颗粒修饰结构采用热压键合等方式在低温下完成互连，项目中将针对金属纳米颗粒修饰技术、基于金属纳米颗粒修饰的互连机理两个方面开展研究，进行基于金属纳米颗粒修饰的低温（<=200℃）微纳米尺度结构的晶圆级互连的方法研究，为未来实现纳米级互连奠定理论和实践基础。

三维集成技术是后摩尔时代系统层次集成封装的关键技术之一，该技术的发展要求新型的微米到纳米互连尺度的低温晶圆级互连方法。本项目开展了一种新型的面向三维集成的基于金属纳米颗粒修饰的低温互连技术研究，利用高压气氛磁控溅射的方式，在铜键合表面制作银、铜、锡的纳米颗粒修饰结构，并通过金属纳米颗粒修饰结构采用热压键合的方式在低温下完成互连。研究针对金属纳米颗粒的生长机理、基于金属纳米颗粒修饰的互连机理、金属纳米颗粒修饰互连可靠性三个方面开展研究，最终实现了基于金属纳米颗粒修饰的低温（不高于200°C）、短时（不高于3min）铜铜晶圆级互连，为未来实现超窄节距三维互连奠定理论和实践基础。