接合

接合技術

• ウェハ間接合

• チップ-ウェハ接合

  ウェーハ接合は、一時的または永久的にウェーハを接合するために、中間層の有無にかかわらず実施できます。

  利用可能な接合技術は以下のとおりです。
  

1.中間層あり

a. 金属層

1. ハイブリッド接合

   • 融着接合と金属拡散接合を組み合わせた単一プロセス

   • 誘電体および埋め込み金属配線層を有するウェーハ表面による融着接合の拡張

   • CMPによるウェーハ前処理／洗浄

   • プラズマおよび大気圧下での室温でのプレボンディングにより、誘電体層の接合が可能になります。

   • 100〜300℃でのアニールにより、金属拡散接合を介した電気的接触が可能になります。

   • アライメント精度±1μm 

   • 3Dスタッキングアプリケーション

2. 金属拡散接合

   • 熱圧着接合としても知られています

   • 熱と圧力を加えてウェーハ同士を接合するために、2種類の金属Al-Al、Cu-Cu、Au-Auを使用します。

   • 金属拡散により、機械的および電気的接合を一度に実現します。

3. 共晶接合／はんだ接合／共晶はんだ付け

   • 個々の金属よりも低い温度で溶融する中間金属層（共晶合金）を使用します。

   • スパッタリングによる共晶合金の成膜、密着層（TiまたはCr）、拡散バリア層（NiまたはPt）

   • 前処理：湿式／乾式エッチング／灰化による酸化物の除去

   • 300℃以下の低温AuSn接合

   • AlGe

   • AuGe

   • AuSi（低温（390℃）でハーメチックシールを生成）

   b. 絶縁体層

   1. ガラスフリット接合

• ガラスろう付け／シールガラス接合

• CTE（熱膨張係数）に適合するように特別に開発された中間ガラス層（ガラスフリット）を使用した接合技術

• 手順

• スピンコーティング/スクリーン印刷によるフリット層の成膜

• ガラスフリットの加熱による緻密なガラス層の形成

• 熱圧着プロセス（400℃）

• ガラス-金属、ガラスセラミック-金属接合

• MEMSパッケージングへの応用

  2. 接着接合

• 低温、低コスト接合

• 永久または一時的な接合

• 熱硬化性またはUV硬化性ポリマー接着剤

• ポリイミド

• エポキシ

• BCB

2. 中間層なし

a. 直接接合

1. 融着接合

• 室温での接合後、アニール処理

• CMPによるウェーハ前処理／洗浄

• プラズマ活性化接合

• 低温融着接合（100～300℃）

1. 2. 室温接合/表面活性化接合（SAB）

• FAB（高速原子ビーム）による表面活性化（酸化膜の除去）

• 高真空または超高真空の要件

• 最大印加荷重100kN

• 例：LiNbO3ウェハとSiの接合

• b. 陽極接合

• 静電界 

• 低温接合

• 真空または大気圧接合

• 電界によるイオンの移動（ナトリウム含有ガラスの使用）

• ガラスとの同一の膨張係数の必要性

• スパッタリングによるガラス層の成膜も可能

• ガラスとシリコンまたは金属の接合、ガラス-シリコン-ガラス接合（トリプルスタック接合）

• 気密封止接合の実現

• 用途：マイクロ流体デバイス、MEMS

IR透過画像によるアライメント

サイズ：小型チップから12インチウェハまで

走査型音響顕微鏡（C-SAM）画像による接合検査 

表面粗さの確認のためのAFM