在摩尔定律的引导下，集成电路行业一直高速发展，晶体管特征尺寸己经从90nm向7nm迈进。然而，由于随着晶体管特征尺寸已日益接近物理极限，量子效应和短沟道效应越来越严重，内部电子自发地通过源极和漏极，导致漏电流增加，进而限制了晶体管的进一步缩小。因此，按照摩尔定律的方式，通过缩小晶体管特征尺寸来提升集成电路性能、降低功耗变得越发困难。晶体管将会快速地接近约5nm的极限栅极长度，因此探索新的沟道材料和器件结构是推动IC产业继续发展的两条极为重要的路线。
    芯片堆叠封装存在着4项挑战，分别为晶圆级对准精度、键合完整性、晶圆减薄与均匀性控制以及层内（层间）互联。随着摩尔定律逼近材料与器件的物理极限，源于微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）制造技术的晶圆级封装键合技术逐渐进入集成电路制造领域，成为实现存储器、逻辑器件、射频器件等部件的三维堆叠同质/异质集成，进而提升器件性能和功能，降低系统功耗、尺寸与制造成本的重要技术途径，对满足集成电路高集密度、高功能密度和高性能集成的迫切需求，突破国内自主可控平面集成能力不足的瓶颈，实现集成电路由平面集成向三维立体集成的跨越式发展有重要的战略价值。因此，英特尔、三星、华为、高通、罗姆、台积电等知名企业及众多高校、科研院所均围绕晶圆级封装键合开展了设备、器件、工艺的研究。
    键合（Bonding）属于后道封装过程，分为晶圆-晶圆键合（Wafer-to-Wafer，W2W）和芯片-晶圆键合（Die-to-Wafer，D2W）。键合主要指将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理，在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力甚至原子力使两片半导体材料成为一体的技术。W2W 是指通过化学或物理反应将晶圆与晶圆、晶圆与玻璃基板或其他材料圆片永久结合起来的工艺。键合过程为，在外能量的作用下，两个晶圆接合界面上的原子相互反应形成共价键，从而使晶圆接合并达到一定的界面键合强度；D2W 指在划片工艺之后，将从晶圆上切割的芯片黏贴在封装基板（引线框架或印刷电路板）上。芯片键合工艺可分为传统和先进方法，传统方法采用芯片键合（Die Bonding）和引线键合（Wire Bonding），先进方法采用倒装芯片键合（Flip Chip Bonding）、混合键合（Hybrid Bonding）等技术。键合、解键合市场发展较晚，是从第二代半导体磷化铟、砷化镓开始发展的，最先开始使用键合/解键合的厂商是台湾稳懋，主要是做射频器件、光通器件及激光器件时，会用到薄化工艺，后来逐渐发展到先进封装层面，目前重点是台积电的应用为主。键合广泛应用在芯片的减薄工艺，追求芯片越来越小、效率越来越高、成本越来越低是各个芯片厂商追求的趋势。随着碳化硅产业的起步和发展，目前键合/解键合工艺涵盖了第一代、第二代、第三代半导体。
    以前晶圆键合业务主要面向封装领域的客户。如果一颗一颗晶圆去做封装，效率会很低，如果用整一个晶圆片去做封装，效率就会高很多。如今越来越多其他领域的公司也开始用键合技术。当芯片的集成度越来越高，成本也会越来越高。半导体产业的研发生产要同时兼顾技术和成本。如今各芯片企业不再追求更小的制程，而是将各种功能的芯片叠层起来，进行3D封装。实现3D封装的首要因素是晶圆片要薄，薄的晶圆可以更容易实现TSV穿孔工艺，而且如果芯片叠起来过厚就不利于用在终端设备中。因此目前行业内都在往50微米到100微米的级别靠拢，甚至有一些客户在往更薄的级别努力。一个50微米厚度的12吋晶圆片像纸一样薄，很难进行后续的光刻、湿制程等工艺，为了节省成本，各企业都希望不要更换现有的设备。这样就产生了临时键合的需求。我们用一个载片托住这片晶圆，做完减薄后仍然在这片晶圆上进行后续的所有工艺，最后再完整无损地将晶圆片和载片打开，清洗后就可以进行切片作业了。
    3D、晶圆级等先进封装是超越摩尔一个至关重要的研究应用方向。以3D集成封装为例，垂直于晶圆或芯片平面方向上进行堆叠，集成电路技术由二维平面向三维方向发展，该技术分段实现，首先实现几层的3D堆叠，随着时间的推移，堆叠芯片层数将会不断增加。采用全新结构的3D集成是推动半导体行业发展的重要技术，诸如存储器、逻辑器件、传感器和处理器等不同类型的器件和软件的复杂集成，以及新材料和先进的芯片堆叠技术，都要基于3D集成技术。另外，由于最新一代的光刻机的延迟交货和功率限制的综合影响，制造商无法进一步缩小器件尺寸，垂直堆叠芯片设备（含三维集成技术）正成为大势所趋
    晶圆键合(wafer bonding)，从名字上就可以同传统封装中应用到的引线键合wire bonding和贴片键合die bonding所区分。bonding可以被翻译为接合，从直观印象上更方便于理解这一工艺和过程。从键合方式上来分类，晶圆键合可以分为永久键合和临时键合。区别也顾名思义，永久键合后无需再解键合(debonding)，而临时键合还需要解键合，将接合在一起的晶圆重新打开。从界面材料来讲，分为带中间层的胶键合，共晶键合，金属热压键，无中间层的熔融键合(fusion bonding)和阳极键合等。
    在摩尔定律的引导下，集成电路行业一直高速发展，晶体管特征尺寸己经从90nm向7nm迈进。然而，由于随着晶体管特征尺寸已日益接近物理极限，量子效应和短沟道效应越来越严重，内部电子自发地通过源极和漏极，导致漏电流增加，进而限制了晶体管的进一步缩小。因此，按照摩尔定律的方式，通过缩小晶体管特征尺寸来提升集成电路性能、降低功耗变得越发困难。晶体管将会快速地接近约5nm的极限栅极长度，因此探索新的沟道材料和器件结构是推动IC产业继续发展的两条极为重要的路线。

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