【芝能智芯——先进封装下的混合键合技术】
混合键合技术是一种将介电键（SiOx）与嵌入金属（Cu）结合形成互连的永久键合，扩展了熔合键合，在键合界面中嵌入了金属焊盘，实现了晶片的面对面连接。随着半导体行业将重点从 2D 封装转向 3D 封装，混合键合正在成为实现异构集成的首选方法。
随着半导体行业的关注重心从传统的2D封装转向更为复杂的3D封装，混合键合技术成为实现异构集成的首选方法。通过在直接晶片对晶片键合中垂直堆叠芯片，芯片企业可实现的互连间距从铜微球中的35µm跃升至10µm或更低。这降低了信号延迟至可忽略的水平，使得可以制造更小、更薄的封装，并具备更快的内存/处理器速度，而且所有这些都在消耗更少功耗的情况下实现。
起步
混合键合技术在十多年前首次亮相，最初应用于CMOS图像传感器，将像素阵列芯片与逻辑芯片分离，以最大化背面照明区域。3D NAND公司开始采用晶片对晶片键合，原因是在NAND阵列中，由于深而窄的沟槽刻蚀存在限制，因此需要多个层次。AMD是第一个利用混合键合技术将SRAM叠加在核心逻辑上的厂商，用于基于芯片片的CPU。
半导体行业正在努力将混合键合技术应用于包含8、16或更多DRAM芯片的高带宽内存（HBM）堆栈。在工程技术上很艰难，因为需要使用较低的热预算工艺以防止DRAM刷新退化。HBM需要较低的沉积温度和在当前的300到350°C范围内进行退火。
具有高键合能量的SiCN的低温沉积工艺；
控制拓扑结构在1nm范围内的CMP工艺；
具有(111)晶向的纳米晶铜电镀，可以在200°C键合；
采用激光和/或等离子体切割的晶圆切割技术；
具有高平行度和<200nm精度的晶片对晶圆键合机。
英特尔新的芯片架构和工艺调整，将混合键合的间距从9μm扩展到3μm。这需要对电介质叠层进行调整，以提高焊盘之间的紧密度和间距，以增强可靠性；同时，减小键合层厚度，使得焊盘金属在退火过程中能够稍微突出；还需要采用新的CMP配方和浆料，以实现低铜凹陷和光滑的电介质表面。
英特尔组件研究中心的高级首席工程师Adel Elsherbini强调了三项装配工艺的优化，包括清洁度、测试和高精度贴装。两个晶圆上的芯片进行了高测试覆盖率的测试（覆盖率超过99%），以最大程度地减少潜在缺陷可能导致多芯片系统故障的风险。在层中设计了具体尺寸、形状和对比度的基准标记。对CMP、切割和表面清洁进行了优化，以确保良好的对准和高吞吐量。芯片贴装系统的精度取决于主动热控制、振动控制和颗粒水平的控制等因素。
#芝能日报##芝能智芯##涨姿势#
混合键合技术是一种将介电键（SiOx）与嵌入金属（Cu）结合形成互连的永久键合，扩展了熔合键合，在键合界面中嵌入了金属焊盘，实现了晶片的面对面连接。随着半导体行业将重点从 2D 封装转向 3D 封装，混合键合正在成为实现异构集成的首选方法。
随着半导体行业的关注重心从传统的2D封装转向更为复杂的3D封装，混合键合技术成为实现异构集成的首选方法。通过在直接晶片对晶片键合中垂直堆叠芯片，芯片企业可实现的互连间距从铜微球中的35µm跃升至10µm或更低。这降低了信号延迟至可忽略的水平，使得可以制造更小、更薄的封装，并具备更快的内存/处理器速度，而且所有这些都在消耗更少功耗的情况下实现。
起步
混合键合技术在十多年前首次亮相，最初应用于CMOS图像传感器，将像素阵列芯片与逻辑芯片分离，以最大化背面照明区域。3D NAND公司开始采用晶片对晶片键合，原因是在NAND阵列中，由于深而窄的沟槽刻蚀存在限制，因此需要多个层次。AMD是第一个利用混合键合技术将SRAM叠加在核心逻辑上的厂商，用于基于芯片片的CPU。
半导体行业正在努力将混合键合技术应用于包含8、16或更多DRAM芯片的高带宽内存（HBM）堆栈。在工程技术上很艰难，因为需要使用较低的热预算工艺以防止DRAM刷新退化。HBM需要较低的沉积温度和在当前的300到350°C范围内进行退火。
具有高键合能量的SiCN的低温沉积工艺；
控制拓扑结构在1nm范围内的CMP工艺；
具有(111)晶向的纳米晶铜电镀，可以在200°C键合；
采用激光和/或等离子体切割的晶圆切割技术；
具有高平行度和<200nm精度的晶片对晶圆键合机。
英特尔新的芯片架构和工艺调整，将混合键合的间距从9μm扩展到3μm。这需要对电介质叠层进行调整，以提高焊盘之间的紧密度和间距，以增强可靠性；同时，减小键合层厚度，使得焊盘金属在退火过程中能够稍微突出；还需要采用新的CMP配方和浆料，以实现低铜凹陷和光滑的电介质表面。
英特尔组件研究中心的高级首席工程师Adel Elsherbini强调了三项装配工艺的优化，包括清洁度、测试和高精度贴装。两个晶圆上的芯片进行了高测试覆盖率的测试（覆盖率超过99%），以最大程度地减少潜在缺陷可能导致多芯片系统故障的风险。在层中设计了具体尺寸、形状和对比度的基准标记。对CMP、切割和表面清洁进行了优化，以确保良好的对准和高吞吐量。芯片贴装系统的精度取决于主动热控制、振动控制和颗粒水平的控制等因素。
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2023年10月19日，晴，Al Zawia。
我喜欢吃Adel家的无花果，每天早上起来就去看树上有没有新的无花果冒出来，Najat笑了，说无花果至少需要一个星期才长出来新的。我问Najat有没有种子，或许我可以带给我妈妈在中国种，Najat说要带树的一部分才行，最好是一棵小树苗，我说那就不行，我虽然在法国巴黎带回来一株普罗旺斯的植物，在北京还是没能存活，气候太不一样了。
傍晚五点，坐在底格里斯河边看落日，看着绚烂的落日，一艘船在河中行驶，一群飞鸟从头顶飞过，一个孩子在羞涩地微笑。我望见河对岸有人在树后跳舞，游泳，感觉生活真是太惬意了。 https://t.cn/R0k0TO8
我喜欢吃Adel家的无花果，每天早上起来就去看树上有没有新的无花果冒出来，Najat笑了，说无花果至少需要一个星期才长出来新的。我问Najat有没有种子，或许我可以带给我妈妈在中国种，Najat说要带树的一部分才行，最好是一棵小树苗，我说那就不行，我虽然在法国巴黎带回来一株普罗旺斯的植物，在北京还是没能存活，气候太不一样了。
傍晚五点，坐在底格里斯河边看落日，看着绚烂的落日，一艘船在河中行驶，一群飞鸟从头顶飞过，一个孩子在羞涩地微笑。我望见河对岸有人在树后跳舞，游泳，感觉生活真是太惬意了。 https://t.cn/R0k0TO8
2023年10月18日，晴，Al Zawia。
从底格里斯河回去时，巴基斯坦人把车开进了一家卖鸟店。他花55000第纳尔买了两只鸟，不便宜，260元人民币。他说他家有很多鸟，总共54只。
我们没有直接回Adel家，巴基斯坦人把我带到他家看鸟，他的妻子、两个女儿和两个儿子都在家。
通过交谈知道，原来巴基斯坦人曾经也是警察，2014年他跟ISIS交战，保护了家人，所以他的妻儿全在，如今他不当警察了，专心赚钱。但Ramadham只是农场主，他当时不在家，没料到恐怖份子入侵，他的妻子和两个女儿两个儿子以及他的家园都毁了，他的一个女儿因为出嫁，幸存了下来。
这次伊拉克之旅，让我意识到伊拉克人民是世界上最好的人民，但也是很苦难的民族，经历过两伊战争、海湾战争、伊拉克战争等好多次战争的他们，懂得珍惜惯常的生活。
这也是巴基斯坦人如此爱养鸟的缘故吧，他养了54只鸟，还给我看了刚出生一天的小鸟，珍惜生命啊。很奇怪的是，他还养了一只黑猫，这只黑猫时不时地扑向养鸟的笼子，惊得这些鸟在笼中乱飞，多像一些人世间的状况啊。
晚上六点，村里停电了，黑了一阵，不一会儿就来电了。巴基斯坦人告诉我，他有巨大的发电机分配电力，可供全村人用电，而他凭此可换取金钱。果然，我一看，不仅他家，隔壁家都来电了。他家还有两个商店，一家日用品店，一家他妻子开的理发店。难怪他陪了我一天，毫不在乎我付不付钱。 https://t.cn/R0k0TO8
从底格里斯河回去时，巴基斯坦人把车开进了一家卖鸟店。他花55000第纳尔买了两只鸟，不便宜，260元人民币。他说他家有很多鸟，总共54只。
我们没有直接回Adel家，巴基斯坦人把我带到他家看鸟，他的妻子、两个女儿和两个儿子都在家。
通过交谈知道，原来巴基斯坦人曾经也是警察，2014年他跟ISIS交战，保护了家人，所以他的妻儿全在，如今他不当警察了，专心赚钱。但Ramadham只是农场主，他当时不在家，没料到恐怖份子入侵，他的妻子和两个女儿两个儿子以及他的家园都毁了，他的一个女儿因为出嫁，幸存了下来。
这次伊拉克之旅，让我意识到伊拉克人民是世界上最好的人民，但也是很苦难的民族，经历过两伊战争、海湾战争、伊拉克战争等好多次战争的他们，懂得珍惜惯常的生活。
这也是巴基斯坦人如此爱养鸟的缘故吧，他养了54只鸟，还给我看了刚出生一天的小鸟，珍惜生命啊。很奇怪的是，他还养了一只黑猫，这只黑猫时不时地扑向养鸟的笼子，惊得这些鸟在笼中乱飞，多像一些人世间的状况啊。
晚上六点，村里停电了，黑了一阵，不一会儿就来电了。巴基斯坦人告诉我，他有巨大的发电机分配电力，可供全村人用电，而他凭此可换取金钱。果然，我一看，不仅他家，隔壁家都来电了。他家还有两个商店，一家日用品店，一家他妻子开的理发店。难怪他陪了我一天，毫不在乎我付不付钱。 https://t.cn/R0k0TO8
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