“使用光子线键合在硅光子集成芯片上的包装可调单模III-V激光”,(2024)Deenadayalan等人,IEEE,IEEE 74th(ECTC),Denver,Colorado,Colorado,USA
ARC机会旨在使个人研究人员有机会和时间专注于新生的,范式转移的想法。虽然可以提出来自同一组织的多个研究人员,但预计提议的研究概念的总体努力水平应等于一个全职等价(FTE),而12个月作为ARC主题设计的想法是针对名义上将在1年内进行全年努力(1 fte)的想法而设计的。darpa预计,从事拟议思想的个人主要关注整个绩效期间的努力,以最大程度地实用。最高性能为12个月。每个ARC奖的总费用应从100,000美元到300,000美元不等,包括直接和间接费用以及研究生学费(如果适用)。根据Master Arc EA,DARPA-AE-25-02中概述的材料,设备和其他直接成本(ODC)的拟议费用受到限制。在任何情况下都不会授权获利。虽然没有预期的资源共享,但可以在提案中提供。darpa了解并非所有的想法和组织都可能适合此参数范围,并将与建议者合作,以确保可以使用所需的资源来探索真正的创新想法。可能不提出旅行和出版费用。不允许亚武器。
摘要 — 这项工作提出了一种新方法,将微/纳米级多孔铜反蛋白石 (CIO) 融入 Sn 基焊料微凸块中,与低温 CMOS 后端 (BEOL) 工艺兼容。微孔结构可使临界孔径小至 5 μm 甚至小至 200 nm(基于凸块尺寸)。这种多孔辅助键合技术具有巨大潜力,可提高细间距 Cu/Sn 键合界面的热导率和机械可靠性。在这项工作中,我们已成功制造并展示了直径为 100 μm 的 Cu 凸块上孔径为 3 μm 的基于 CIO 的微孔结构,实现了 3 μm - 5 μm 的目标厚度,这通过聚焦离子束显微镜 (FIB) 分析得到证实。Cu-CIO 和 Sn 焊料键合界面的微观结构和元素映射表明,熔融焊料可以渗透这些铜 CIO 微孔结构。这样,微凸块就可以通过毛细力进行自对准,形成坚固的机械相互扩散键。此外,采用简化的有限元法 (FEM) 表明,基于 CIO 的微/纳米多孔铜基质结构有可能将 Cu/Sn 键合层的等效热导率提高 2-3 倍。
本文介绍了一种无需依赖载体晶圆即可直接放置芯片到晶圆的替代方法,该方法专门针对混合键合、3DIC 和集成光子学应用而设计。芯片到晶圆键合是异质垂直集成设备制造中的关键工艺,通常涉及在集成到目标晶圆之前将各个芯片放置到载体或处理晶圆上的中间步骤。这种传统方法增加了成本、复杂性、潜在的兼容性问题和工艺步骤。在本研究中,我们提出了一种简化的工艺,消除了对载体晶圆的需求,从而简化了集成并减少了制造步骤。利用大气等离子清洗,我们清洁并激活芯片和目标晶圆的表面,以促进直接放置键合。通过实验验证,我们证明了这种方法的可行性和有效性。我们的研究结果展示了成功的芯片到晶圆键合,界面污染最小,键合强度增强。此外,我们还探讨了大气等离子清洗参数对键合质量的影响,为工艺优化提供了见解。这项研究为芯片到晶圆键合提供了一种有前途的替代方案,提高了垂直集成电路制造的效率和简便性,特别是在混合键合、3DIC 和集成光子学应用领域。
关键词:光子剥离、临时键合和解键合、薄晶圆处理、键合粘合剂 摘要 临时键合和解键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径,这对于使用 3D 硅通孔和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的光子解键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统解键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来解键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔(~300 µs)内产生高强度光脉冲(高达 45 kW/cm 2 ),以促进脱粘。引言近年来,三维 (3D) 芯片技术在微电子行业中越来越重要,因为它们具有电路路径更短、性能更快、功耗和散热更低等优势 [1]。这些技术涉及异质堆叠多个减薄硅 (Si) 芯片(<100 µm)并垂直互连以形成三维集成电路 (3D-IC) [2]。在现代 3D 芯片技术中,可以使用硅通孔 (TSV) 来代替传统的引线键合技术在硅晶圆之间垂直互连。减薄晶圆使得这些 TSV 的创建更加容易 [3, 4]。为了便于处理薄硅晶圆,需要对硅晶圆进行临时键合。在临时键合工艺中,次级载体晶圆充当主器件晶圆的刚性支撑,并利用两者之间的粘合层将两个晶圆粘合在一起。晶圆粘合在一起后,即可进行背面研磨和后续背面处理。背面处理后,减薄后的晶圆和载体堆叠
简介 直接键合是一种在室温下自发的电介质-电介质键合,通过低温批量退火工艺(200°C – 300°C)实现金属-金属连接(此处为 Cu-Cu 键合)。因此,直接键合工艺对于异质集成具有吸引力,并且与使用焊料的微凸块键合相比具有多种优势 [1, 2]。此外,对于这种无金属帽键合工艺,互连密度和互连缩放限制较少。该技术可以消除电气短路的风险,因为键合过程中不会有焊料从微凸块中挤出,这对于细间距应用至关重要。通过混合键合成功开发晶圆-晶圆键合,导致该技术迅速引入大批量制造 [3]。混合键合互连在 Cu/Cu 界面处表现出出色的可靠性和稳定的微观结构,这已在最近的研究中发表。[4, 5, 6]
2 2401 Brewer Driver,Rolla,MO 65401,美国 * 通讯作者的电子邮件:vikram.turkani@novacentrix.com 摘要 临时键合和脱键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径,这对于使用 3D 硅通孔 (TSV) 和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的光子脱键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统脱键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来脱键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔(~100 µs)内产生高强度光脉冲(高达 45 kW/cm 2 )以促进脱粘。通过成功将减薄(<70 μm)硅晶圆从玻璃载体上脱粘,证明了 PDB 在 TB/DB 工艺中的可行性。对减薄晶圆和载体的脱粘后清洁进行了评估。通过每个闪光灯提供均匀、大面积照明(75 mm x 150 mm),并且能够串联灯以增加 PDB 工具的照明面积,PDB 方法为晶圆级和面板级封装技术提供了一种高通量、低成本的脱粘解决方案。关键词光子剥离、闪光灯、临时键合和脱粘、临时键合材料、晶圆级封装。
电线粘结仍然是微电子包装中的主要互连技术。在过去的三年中,显而易见的是,从AU和Cu线粘合到Cu键合的显着趋势变得显而易见。这是由于一般努力降低诸如AU之类的原材料的制造成本和价格上涨所致。尽管在最近几十年中已经进行了许多研究,但大多数都集中在Au Ball/楔形上。这项研究的结果表明,键合参数,键合质量和可靠性密切相互联系。然而,与AU相比,Cu的不同材料特性(例如对氧化和硬度的依从性)意味着这些见解不能直接传递到Cu键合过程中。因此,有必要进一步研究。本文讨论了在各种键合参数下的键合界面形成的研究。Cu线在AlsICU0.5金属化上键合,并进行了键合参数优化以识别有用的参数组合。根据这种优化,使用低,中和高的美国功率和粘合力的参数组合组装不同的样品。通过剪切测试和HNO 3蚀刻进行了界面分析。在200 c退火168 h和1000 h的设备的横截面上分析了金属相生长。在剪切测试期间,与低键合力和高美国势力的接触倾向于围墙。 粘合力被证明对金属间的形成产生显着影响,而我们的功率仅施加了较小的影响。金属相生长。在剪切测试期间,与低键合力和高美国势力的接触倾向于围墙。粘合力被证明对金属间的形成产生显着影响,而我们的功率仅施加了较小的影响。使用EDX分析退火样品的金属间相形成,并根据相形成动力学进行解释。确定了三个主要的金属间相。2010 Elsevier Ltd.保留所有权利。
由密切包装配体形成的非孔产物。用于比较,金属 - 具有协调键和共价键的有机框架(MOF)和共价有机框架(COF),可以基于网状化学的合理设计和合成。18,19因此,它需要一种新的合成方法来控制HOF的形成并丰富它们的结构多样性。模板合成一直是构建多孔材料(例如MOF和COF)的重要策略。例如,通过合成后的金属化/脱位,20,21金属交换,22 - 24或配体交换25 - 28已被广泛用于获得具有与MOF-emplate相同结构/拓扑的靶向功能MOF。这些模板合成利用了可逆的协调键,这些键可以在合成后的修改过程中破坏和改革。可逆协调键也已用于模板COFS 29和多孔聚合物的合成。30 - 32 Yaghi及其同事证明了一个代表性的例子,这些示例使用了Cu I-苯噻吩会协调部分的可逆形成/断裂来构建具有编织结构的COF。29铜中心在COF结构内的编织上是独立的,并用作将螺纹带入编织模式的模板,而不是更常见的平行排列。可以在不破坏COF结构的情况下去除弱的cu i。这些作品激发了我们使用协调债券指导HOF的组装。要实现协调键指导的HOF合成的设计,基于弱协调键的MOF将为