史鐵林 李俊杰 朱朋莉 趙 濤 孫 蓉

1(華中科技大學機械科學與工程學院 武漢 430074)

2(中國科學院深圳先進技術(shù)研究院 深圳 518055)3(深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院 深圳 518103)

1 引 言

半導體器件或芯片封裝工藝中的互連鍵合技術(shù)是保證集成電路(Integrated Circuits，ICs)電氣性能、機械性能、熱傳導性能等多方面物理特性的關鍵技術(shù)，直接影響到 IC 產(chǎn)品的小型化、功能化、可靠性等重要特征，可分為微凸點間互連、芯片疊層互連、芯片貼裝互連、芯片與基板間互連等。一方面，隨著 IC 制程線寬的不斷減小和封裝密度的大幅升高，傳統(tǒng)的銅/錫/銅互連結(jié)構(gòu)逐步出現(xiàn)了錫須生長搭橋失效、錫焊料外溢短路、電遷移及熱循環(huán)導致的柯肯達爾孔洞形成等系列可靠性問題；另一方面，隨著消費者電子、汽車、軍工、航空航天的發(fā)展，功率半導體器件也呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢，用于傳統(tǒng)貼片、電氣互連的無鉛焊料及導電銀膠已經(jīng)無法承受器件工作功率的進一步增加及服役溫度的進一步提升[1-2]。因此，高導電導熱、耐高溫且高服役可靠新型焊料的開發(fā)迫在眉睫。

金屬銅、銀具有優(yōu)異的導電、導熱特性，可承載更高的電流密度，在學術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界是被廣泛認可的高性能互連材料，并且其高熔點(銅為1 083.40 ℃、銀為 961.78 ℃)也使得金屬銅、銀互連結(jié)構(gòu)可滿足功率器件的高溫服役需求。然而，半導體制造與封裝工藝無法承受高于銅或銀熔點的溫度，無法實現(xiàn)液相互連。

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)隨著納米材料尺寸的不斷減小，納米材料的燒結(jié)溫度也會隨之降低，可遠低于材料自身熔點，此現(xiàn)象被稱為納米材料的尺度效應[3-5]。因此，將納米銅、銀材料配制成納米焊料或者在鍵合表面制備納米結(jié)構(gòu)作為鍵合中間層以降低鍵合溫度的間接鍵合是切實可行的技術(shù)方案。近年來，出現(xiàn)了不少關于納米顆粒燒結(jié)型焊膏的文獻、專利報道與工業(yè)化產(chǎn)品，但大部分關注點都集中在納米銀燒結(jié)的研究上，因為納米銀可在空氣中燒結(jié)而不會被氧化，且燒結(jié)溫度更低，理論上更容易推向?qū)嶋H應用[6-10]。然而，相較于金屬銀材料，銅的資源更豐富，成本更低，其作為互連材料擁有更優(yōu)異的抗電遷移特性，應用前景廣泛[11-13]。因此，低溫納米銅燒結(jié)互連技術(shù)也成為了近年來的研究熱點。

隨著第三代半導體的快速發(fā)展，面向?qū)W術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界對納米銅燒結(jié)鍵合的技術(shù)需求，本文總結(jié)了尺度效應、銅氧化物對納米銅低溫燒結(jié)形成的影響，并總結(jié)回顧了近年來基于銅納米結(jié)構(gòu)修飾、銅納米焊料、銅自還原等技術(shù)實現(xiàn)低溫燒結(jié)鍵合的研究進展。旨在為半導體研究及從業(yè)人員提供納米銅燒結(jié)互連相關的理論依據(jù)及技術(shù)支撐，同時可為燒結(jié)銅互連技術(shù)在第三代半導體封裝中的進一步研究與產(chǎn)業(yè)化應用指出方向。

2 影響低溫銅互連形成的關鍵因素

燒結(jié)互連形成的本質(zhì)是銅原子的界面擴散，而影響擴散率的主要因素是納米銅的尺寸及表層氧化物，因此尺度效應與表層氧化物是燒結(jié)溫度能否可以有效降低的關鍵因素。

2.1 尺度效應對燒結(jié)溫度的影響

如圖 1 所示，在尺度效應的作用下，銅納米顆粒間的互連燒結(jié)頸形成主要是來自于表面擴散、晶界擴散、晶內(nèi)擴散及晶間擴散四個部分[14-16]。晶體顆粒間的收縮及致密化現(xiàn)象的產(chǎn)生，是由于原子從顆粒間接觸表面或者晶界處離開，然后導致兩個顆粒球心距離變得更近。這個過程中，兩個顆粒間頸連接處變得更寬，同時使得其接觸面積也相對增加。致密化現(xiàn)象主要由晶界擴散與晶間擴散產(chǎn)生，而導致晶界擴散的激活能要遠低于晶間擴散所需的能量。因此，暴露更多的晶界更加有助于低溫燒結(jié)的產(chǎn)生。對于更小的顆粒尺寸或者更小的晶粒尺寸，晶界所占的體積比更高，更易形成低溫燒結(jié)。

圖1 燒結(jié)形成機理示意圖[16]Fig. 1 Schematic diagram of sintering mechanism[16]

2.2 氧化物對燒結(jié)形成的影響

一方面，銅納米顆粒的尺寸是決定燒結(jié)溫度的重要因素；另一方面，銅納米顆粒的表層氧化物也會決定銅原子是否可在納米顆粒接觸界面順利擴散。2008 年，韓國延世大學 Moon 課題組研究報道稱，銅納米顆粒表面氧化層厚度在極大程度上會影響銅納米顆粒間的燒結(jié)頸形成，具體如圖 2 所示[17]。該研究表明，隨著銅氧化層厚度的降低，納米顆粒在 275 ℃ 下的燒結(jié)電阻率實現(xiàn)了明顯的改善。綜上，銅鍵合層的納米化與抗氧化處理是有效降低燒結(jié)互連溫度的關鍵所在。

圖2 銅納米顆粒表層氧化對燒結(jié)性能的影響示意圖[17]Fig. 2 Schematic diagram of the influence of copper oxides[17]

3 基于鍵合表面納米化修飾的互連鍵合

鍵合表面的納米結(jié)構(gòu)生長是一種均勻納米化處理的有效途徑，可通過重新設計傳統(tǒng)鍍膜工藝(如磁控濺射、化學氣相沉積、熱蒸發(fā)和電子束蒸發(fā)等)的工藝參數(shù)與工藝方法來實現(xiàn)。

3.1 傾斜沉積納米結(jié)構(gòu)修飾與鍵合研究

2007 年，加拿大阿爾伯塔大學的 Hawkeye 等[18]提出了一種改變待鍍膜基底與入射流角度的傾斜沉積方法，以實現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)的生長。銅納米棒作為一種特殊的納米結(jié)構(gòu)，也存在一定的低溫燒結(jié)特性[19]。2017 年，華中科技大學的沈俊杰在其碩士學位論文中就引入了傾斜沉積的銅納米棒制備工藝，并將其應用至銅互連鍵合研究中[20]。該作者采用磁控濺射與熱蒸發(fā)工藝分別在硅片基底上實現(xiàn)了銅納米棒傾斜沉積，具體如圖 3 所示。其中，熱蒸發(fā)所得的銅納米棒直徑約為 80 nm，呈現(xiàn)出明顯的納米形貌特征。基于此納米結(jié)構(gòu)可在 300 ℃、氬氫混合氣的鍵合條件下實現(xiàn)強度超過 21.5 MPa 的互連結(jié)構(gòu)，相較于納米修飾前實現(xiàn)鍵合強度的大幅提升。通過作者的對比實驗可以推斷，特征明顯的納米結(jié)構(gòu)會在同樣的燒結(jié)溫度下實現(xiàn)更高效的銅原子擴散，從而形成更完整的互連結(jié)構(gòu)。熱蒸發(fā)制備銅納米棒的工藝過程簡單，易實現(xiàn)批量生產(chǎn)，若能進一步提升在 300 ℃ 以內(nèi)的鍵合強度并同時開發(fā)出更有效的抗氧化工藝，將產(chǎn)生極高的實際應用價值。

3.2 高壓濺射納米結(jié)構(gòu)修飾與鍵合研究

2017 年，清華大學的 Wu 等[21]報道了一種高壓濺射基底表面制備銅納米顆粒的方法，并應用于銅銅鍵合研究中。Wu 等[21]文中指出，在磁控濺射的工藝中，濺射腔體的工作氣壓不同會導致激發(fā)的靶材濺射原子沉積到基底過程中的平均自由程也不同：隨著濺射氣壓的增高，濺射原子的平均自由程增長，濺射銅原子與氬分子發(fā)生碰撞的概率增加，即銅原子沉積到基底之前，因碰撞產(chǎn)生的無規(guī)則運動變多，具體如圖 4(a)所示。依據(jù)此原理，作者將磁控濺射的濺射氣壓調(diào)整至 10 Pa，濺射原子的大量無規(guī)則運動使得其在基底表面形成了分散的納米顆粒形貌(圖 4(c))。這種尺寸為 20 nm 左右的銅納米顆粒具有高表面活性，有望使銅基底間實現(xiàn)低溫燒結(jié)鍵合。

圖3 由磁控濺射與熱蒸發(fā)工藝實現(xiàn)的銅納米棒傾斜沉積[20]Fig. 3 Cu nanorods deposition with an angle by magnetron sputtering and thermal evaporation[20]

2018 年，清華大學的 Wu 等[22]繼續(xù)將此銅納米顆粒制備方法應用至微凸點納米化修飾及高密度互連鍵合中。作者通過光刻膠掩膜工藝，選擇性將銅凸點暴露，再通過高壓濺射工藝在待鍵合銅凸點上制備疏松銅納米顆粒結(jié)構(gòu)，隨后 200 ℃ 鍵合溫度與 40 MPa 鍵合壓力下，進行了 3 min 快速晶圓級銅銅鍵合，得到平均剪切強度為 18.5 MPa銅互連結(jié)構(gòu)。應用于高密度鍵合的截面形貌如圖 5 所示。從圖 5 可看出，基于此高壓濺射的納米化修飾方法，可實現(xiàn)在 20 μm 節(jié)距下的高密度互連鍵合。不同于銅錫銅互連，該項工藝下實現(xiàn)的銅互連無任何外溢現(xiàn)象產(chǎn)生，不會形成窄截距下的搭橋短路。從圖 5(b)中也可以清晰地看出，銅銅鍵合層沒有明顯的孔洞和鍵合界面，產(chǎn)生了優(yōu)異的擴散互連結(jié)構(gòu)。

相較于前文華中科技大學沈俊杰等[20]利用熱蒸發(fā)傾斜濺射工藝制備銅納米棒以降低鍵合溫度的思路，此項利用高壓濺射制備的疏松銅納米顆粒結(jié)構(gòu)擁有更小的納米結(jié)構(gòu)尺寸，可在更低的溫度下實現(xiàn)優(yōu)異的燒結(jié)鍵合性能，并且在高密度晶圓上進行了可行性驗證，進一步提升了納米結(jié)構(gòu)修飾技術(shù)在 IC 封裝中的產(chǎn)業(yè)價值。高壓濺射納米顆粒的主要問題在于，此項工藝采用磁控濺射設備的非常規(guī)工藝參數(shù)，對加工設備的可靠性與耐久性都提出了更高的要求。若能同時對工藝參數(shù)相匹配的磁控濺射設備進行優(yōu)化設計與制造，此項燒結(jié)互連鍵合技術(shù)將有望實現(xiàn)大規(guī)模推廣。

圖4 不同濺射氣壓對銅納米結(jié)構(gòu)表面形貌的影響[21]Fig. 4 Effect of different sputtering pressure on the surface morphology of copper nanostructures[21]

圖5 基于高壓濺射銅納米顆粒燒結(jié)的高密度鍵合在不同倍數(shù)下的截面圖[22]Fig. 5 Cross-sectional view of high-density bonding based on high-pressure sputtering copper nanoparticle sintering under different magnifications[22]

4 基于銅納米焊料燒結(jié)的互連鍵合

第 3 小節(jié)中基于銅納米結(jié)構(gòu)修飾的互連鍵合可以有效降低鍵合溫度，并易于實現(xiàn)晶圓圖形化，但是應用范圍相對受限，并且圖形化過程需配合光刻、掩膜和去膠等工藝，整套工藝需在超凈間內(nèi)完成，實現(xiàn)成本相對較高。不同于鍵合表面的納米結(jié)構(gòu)修飾，將銅納米材料制備成納米銅焊料均勻涂覆在鍵合界面處，也是一種基于納米化工藝降低燒結(jié)鍵合溫度的方法。其優(yōu)勢在于銅納米焊料的制備工藝相對簡單，可以絲印或點膠到需要互連鍵合的觸點或者基底上，并且焊料包裝好后可方便運輸至任意位置開展工藝，靈活度較高。納米銅焊料中的固體填料通常為銅納米顆粒、銅微米或納米片、銅微米片或微米球與銅納米顆粒的混合物等。

4.1 銅納米顆粒焊料的燒結(jié)與互連鍵合

2017 年，華中科技大學的 Li 等[23]采用水熱法合成了平均尺寸為 60 nm 的銅納米顆粒，并與正丁醇混合配制了銅納米焊料，同時進行了基于納米焊料的燒結(jié)與鍵合研究。其中，銅納米焊料的燒結(jié)實驗在 150～300 ℃ 、氬氫混合氣中進行。從燒結(jié)后的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)形貌表征(圖 6)可知，隨著燒結(jié)溫度上升至 300 ℃ ，銅納米顆粒的原始形貌已完全消失，形成了大面積融合，并呈現(xiàn)出極強的流動性。經(jīng)四探針測試可知，300 ℃ 燒結(jié)后的薄膜電阻率可低至 12.0 μΩ·cm，僅為銅塊體電阻率的 7 倍左右。

基于此燒結(jié)特性優(yōu)異的銅納米焊料，可在 300 ℃ 鍵合溫度、1.08 MPa 鍵合壓力與氬氫混合氣下實現(xiàn)擴散充分、剪切強度高于 30 MPa 的銅銅鍵合，且可在 150 ℃、200 h 的恒溫老化測試后維持穩(wěn)定可靠的互連結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖 7 所示。該研究工作表明，銅納米焊料中納米顆粒也可在遠低于熔點的溫度下實現(xiàn)有效燒結(jié)，實現(xiàn)較高的鍵合強度，并且可兼容更多的應用場景。然而，300 ℃ 的鍵合溫度超過了許多電子元器件可承受的最高封裝工藝溫度，若想進一步擴大基于銅納米焊料互連技術(shù)的應用范圍，需將鍵合溫度降低至 250 ℃ 以下，以匹配傳統(tǒng)錫基互連的工藝產(chǎn)線。

圖6 銅納米焊料經(jīng)不同溫度燒結(jié)后的 SEM 圖[23]Fig. 6 SEM images of sintered Cu nanosolders after sintering at different temperatures[23]

圖7 不同條件處理后的鍵合界面 SEM 圖[23]Fig. 7 Cross-sectional SEM images of Cu-Cu interfaces after bonding under different conditions[23]

4.2 跨尺寸納米復合焊料的燒結(jié)與互連鍵合

根據(jù)尺度效應，隨著納米顆粒尺寸的減小，燒結(jié)溫度也會隨之降低，因此使用極細銅納米顆粒制備焊料是進一步將銅互連鍵合溫度降低至 250 ℃ 以下的有效途徑。然而，相較于金或者銀，銅納米顆粒的質(zhì)量較輕，表面活性更強，尺寸小于 20 nm 的極細銅納米難以通過離心收集，并且在收集過程中也極易產(chǎn)生氧化和硬團聚，制備成焊料的難度較大。2018—2019 年，華中科技大學的 Li 等[12,24]開發(fā)了一種 5 nm 銅納米顆粒的制備方法與銅納米團聚體的收集方法，并制備出銅納米焊料，在 250 ℃ 以內(nèi)實現(xiàn)高強度銅銅鍵合。如圖 8 所示，該收集方法可使合成的 5 nm 銅納米顆粒大量附著在團聚體表面，成為一種極細銅納米顆粒均勻包覆的跨尺度復合核殼結(jié)構(gòu)。這些附著在團聚體表面的極細銅納米表面擁有極高的表面活性及優(yōu)異的低溫燒結(jié)性能，可輔助團聚體間在更低的燒結(jié)溫度下實現(xiàn)互連。

圖8 單顆銅納米團聚體在不同倍數(shù)下的 TEM 圖[12]Fig. 8 Transmission electron microscope (TEM) images of Cu nanoaggregates under different magnifications[12]

基于銅納米團聚體制備的銅納米焊料，在 250 ℃ 即可實現(xiàn) 4.37 μΩ·cm 的燒結(jié)電阻率，并可在氬氫混合氣保護與 1.08 MPa 鍵合壓力下實現(xiàn)強度高達 25.36 MPa 的銅互連結(jié)構(gòu)，使得銅銅鍵合的工藝溫度更加兼容工業(yè)中的使用場景，進一步提升了基于銅納米焊料的銅互連技術(shù)的實際應用價值。然而，基于銅納米團聚的燒結(jié)鍵合會在鍵合界面產(chǎn)生較大的孔隙(圖 9)，使得其對后期的氣密性封裝提出了更嚴苛的要求，并使其在高溫服役高功率器件中的應用受到了一定限制。因此，如何在低溫低壓下實現(xiàn)更致密的銅互連結(jié)構(gòu)是下一步銅納米焊料發(fā)展的關鍵問題之一。

圖9 經(jīng)不同溫度處理 1 h 鍵合后的銅銅鍵合界面[12]Fig. 9 Cu-Cu bonding interfaces after bonding at different temperatures for 1 h[12]

5 銅納米焊料的自還原特性研究

一方面，銅納米材料可以在遠低于銅熔點的溫度下實現(xiàn)表面熔化，誘發(fā)相互擴散，產(chǎn)生互連；另一方面，如前文描述，納米材料正因為其活性高，銅納米顆粒在合成以及儲存的過程中難免會被氧化，所形成的表層氧化物在很大程度上會阻礙銅原子的擴散。因此，基于銅納米焊料的燒結(jié)與鍵合通常會在還原性氣氛中進行。于實際應用而言，還原性氣氛的使用一方面會增加使用成本，另一方面不太適合封裝與鍵合應用。這是因為在鍵合過程中，還原性氣氛難以與已氧化的納米焊料充分接觸，實現(xiàn)還原效果。因此，銅納米焊料在燒結(jié)時是否可實現(xiàn)自還原以消除氧化物的影響，是決定燒結(jié)銅技術(shù)能否可以推向產(chǎn)業(yè)化應用的又一重要因素。

2018 年，日本大阪大學的 Suganuma 課題組報道了一種面向功率器件封裝的可自還原銅納米顆粒焊料的制備方法，并在氮氣保護下實現(xiàn)銅銅鍵合[25]。作者將乙二醇(EG)與還原劑抗壞血酸(AA)混合制備銅納米焊料所用的溶劑，再與合成的銅納米顆粒均勻混合制備自還原銅納米焊料，并基于此納米焊料在 200～350 ℃ 下進行了銅銅鍵合研究，實現(xiàn)的鍵合界面如圖 10 所示。當燒結(jié)溫度升至 300 ℃ 以上時，混合了抗壞血酸的銅納米焊料產(chǎn)生了明顯的燒結(jié)頸，并與銅鍵合基底間實現(xiàn)穩(wěn)固的擴散互連。對比而言，不含抗壞血酸的銅納米焊料則沒有優(yōu)異的燒結(jié)與鍵合效果：一方面是銅納米顆粒表層的氧化物影響，另一方面是氮氣中也會有少量的氧氣成分，使得納米顆粒進一步氧化。經(jīng)測試，基于含抗壞血酸的銅納米焊料的銅銅鍵合在 300 ℃ 下可實現(xiàn)高達 24.8 MPa 剪切強度，遠高于使用不含抗壞血酸銅納米焊料下實現(xiàn)的 9.7 MPa，足以體現(xiàn)抗壞血酸在焊料體系中起到的抗氧化效果。

該文指出，銅納米顆粒在合成后的初始狀態(tài)下就會在表面附著很薄的氧化層，且氧化層在不純凈氮氣氛圍中會進一步增厚，同時很難在高溫時去除，因此阻礙了銅互連的形成。而在含有抗壞血酸的銅納米焊料中，由于抗壞血酸具有一定的還原性，在鍵合時銅的氧化物可自還原為銅單質(zhì)，使得銅原子的擴散不會受氧化層的阻擋，從而實現(xiàn)高效的燒結(jié)擴散。

圖10 基于不同比例乙二醇(EG)與抗壞血酸(AA)制備的銅納米焊料在不同條件實現(xiàn)的銅銅鍵合界面[25]Fig. 10 Cu-Cu bonding interfaces based on Cu nanosolders prepared with different proportions of EG and AA under different bonding conditions[25]

2019 年，華中科技大學 Li 等[26]在國際電子封裝會議 IEEE ECTC 上報道了一種自還原銅納米焊料的制備方法，并將其應用至銅銅鍵合中。文中自還原銅納米焊料的制備使用的是甲酸與異丙醇胺(MIPA)兩步處理法，原理是用甲酸將銅納米顆粒表層氧化物處理為甲酸銅，再用異丙醇胺與甲酸銅形成銅氨配位體，其加熱時可分解還原為銅，實現(xiàn)氧化物的自還原去除。燒結(jié)實驗在非還原性的惰性氣體氬氣中進行，未經(jīng)處理的銅納米焊料與自還原銅納米焊料在 250 ℃、30 min 燒結(jié)后的 SEM 表征如圖 11 所示。其中，對于未經(jīng)處理的銅納米顆粒，由于其表層氧化物阻礙了銅原子的有效擴散，導致其燒結(jié)后的形貌與未燒結(jié)前無明顯差異。而自還原銅納米焊料的氧化物在燒結(jié)時實現(xiàn)還原，納米顆粒間的擴散融合明顯，呈現(xiàn)出優(yōu)異的燒結(jié)形貌特征。經(jīng)能譜儀(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)表征，自還原銅納米焊料的氧含量可由 7.12 w.t.% 降低至燒結(jié)后 1.46 w.t.%，自還原效果明顯?；诖俗赃€原銅納米焊料，同樣可在 250 ℃ 下實現(xiàn)剪切強度超過 25 MPa 的銅銅鍵合，形成可靠的銅互連結(jié)構(gòu)。

通過以上兩項關于自還原銅納米焊料的研究可知，去除銅氧化物在降低銅互連溫度、提升銅原子擴散率方面的作用與尺度效應同樣重要。結(jié)合自還原研究，基于銅納米焊料在 250 ℃、非還原性氣氛下實現(xiàn)了高強度銅互連，在降低保護氣體使用成本的同時降低了鍵合溫度，提升了納米焊料在微電子封裝產(chǎn)業(yè)化應用中的可行性?，F(xiàn)階段，自還原銅納米焊料還存在分散不均勻、儲存穩(wěn)定性較差、對基底要求較高等問題，皆為進一步研究需關注的重點。

6 總結(jié)與展望

第三代半導體器件、功率器件等的快速發(fā)展，對封裝互連技術(shù)的高溫、高壓、高功率服役可靠性提出了更嚴苛的要求。相較于傳統(tǒng)基于無鉛焊料、導電膠的互連鍵合技術(shù)，納米銅、銀焊料的燒結(jié)可實現(xiàn)更高的互連服役溫度、電流密度。其中，納米銅燒結(jié)技術(shù)還擁有更低的成本與更優(yōu)異的抗電遷移性能，更具市場前景。本文針對基于納米銅燒結(jié)實現(xiàn)互連的實際應用意義與技術(shù)難點，綜述了鍵合表面納米化修飾、銅納米焊料、氧化物自還原等各項技術(shù)的研究進展及其在降低鍵合溫度、提升抗氧化性能與鍵合強度等特性上的作用效果?？傮w來說，銅材料的納米化可增加表面活性以及銅原子的擴散率，有效降低燒結(jié)溫度；同時，銅的表層氧化自還原技術(shù)可實現(xiàn)在非還原氣氛下，氧化物的有效去除，以保證銅原子在低溫燒結(jié)時的快速擴散，增加互連可靠性，進一步提升了燒結(jié)銅互連技術(shù)的實際應用價值。

圖11 銅納米焊料與自還原銅納米焊料經(jīng) 250 ℃、30 min 燒結(jié)后的 SEM 圖[26]Fig. 11 SEM images of sintered Cu nanosolders and self-reducible Cu nanosolders after sintering at 250 ℃ for 30 min[26]

近年來基于納米銅燒結(jié)的互連鍵合技術(shù)主要集中在鍵合表面納米結(jié)構(gòu)修飾以及制備銅納米焊料作為中間互連介質(zhì)兩個方面，兩項技術(shù)都存在各自的優(yōu)劣勢，在各自不同的應用場景都具有極高的技術(shù)價值。其中，鍵合表面的納米結(jié)構(gòu)修飾技術(shù)易于實現(xiàn)圖形化、可應用于高密度晶圓封裝互連，但其前處理成本較高、工藝環(huán)境要求較高，難以在低密度、大面積互連場景被廣泛應用；基于納米焊料的互連鍵合擁有更高的工藝寬容度、使用場景更豐富、制造成本更低，但漿料調(diào)配均勻性難度較高、銅納米焊料存放不穩(wěn)定，難以應用于高密度互連。下一步面向產(chǎn)業(yè)化應用需求的研究中，納米化修飾技術(shù)應配合特殊工藝需求的濺射、鍵合裝備共同研究開發(fā)，以降低納米化修飾工藝與鍵合預處理成本，確保工藝的可靠性與裝備的耐久性；納米焊料方面，應重點關注不同結(jié)構(gòu)與尺寸銅材料批量合成、制備的均一性與穩(wěn)定性，以及焊料復雜溶劑體系的精確調(diào)控，以確保漿料的抗氧化性、高分散性和耐存儲特性等。