科创中国
一种混合键合结构及其制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-11-01 14:25:46
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-10 08:59:26
本发明公开了一种混合键合结构及其制备方法。所述混合键合结构包括相对设置的第一衬底和第二衬底，所述第一衬底和第二衬底上分别设置第一键合层和第二键合层，二者键合形成键合界面；第一键合层和/或所述第二键合层中设置有具有(110)晶面择优取向的铜键合点，所述铜键合点包括孪晶组织，孪晶组织包括孪晶片层，孪晶片层主要沿晶粒生长方向夹角45°分布；具有所述孪晶片层的晶粒在所述铜键合点的晶粒总数中的占比≥50％，和/或所述孪晶组织的体积占所述铜键合点总体积的比值≥50％。本发明的混合键合结构能够有效地提高芯片间的结合力，同时能保证较好的电气连接，而且铜键合点具有优异的组织热稳定性和力学性能，提升了服役可靠性。
1.一种混合键合结构，其特征在于，所述混合键合结构包括相对设置的第一衬底和第二衬底，所述第一衬底上设置有第一键合层，所述第二衬底上设置有第二键合层，所述第一键合层与所述第二键合层键合形成键合界面；
所述第一键合层和/或所述第二键合层中设置有铜键合点，所述铜键合点具有(110)晶面择优取向，所述铜键合点包括孪晶组织，所述孪晶组织包括孪晶片层，所述孪晶片层主要沿晶粒生长方向夹角45°分布；具有所述孪晶片层的晶粒在所述铜键合点的晶粒总数中的占比≥50％，和/或所述孪晶组织的体积占所述铜键合点总体积的比值≥50％。
2.根据权利要求1所述的混合键合结构，其特征在于，所述铜键合点的高度为0.5-500微米，优选为30-300微米。
3.根据权利要求1或2所述的混合键合结构，其特征在于，所述第一衬底和第二衬底的材质独立地包括硅、化合物、陶瓷或者玻璃。
电子器件：混合键合结构可以用于制备高性能的电子器件，如晶体管、集成电路和显示器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现材料之间的电子传输和能量转移，从而提高器件的性能和功能。
光学器件：混合键合结构可以用于制备光学器件，如激光器、光波导和光电探测器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现光的传输和调控，从而实现高效的光学功能。
能量存储：混合键合结构可以用于制备高性能的能量存储器件，如锂离子电池和超级电容器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现电荷的传输和储存，从而提高能量存储器件的能量密度和循环寿命。
传感器：混合键合结构可以用于制备高灵敏度的传感器，如压力传感器和温度传感器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现对外部物理量的敏感性和响应性，从而实现高性能的传感功能。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生AC态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
电子器件：混合键合结构可以用于制备高性能的电子器件，如晶体管、集成电路和显示器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现材料之间的电子传输和能量转移，从而提高器件的性能和功能。
光学器件：混合键合结构可以用于制备光学器件，如激光器、光波导和光电探测器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现光的传输和调控，从而实现高效的光学功能。
能量存储：混合键合结构可以用于制备高性能的能量存储器件，如锂离子电池和超级电容器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现电荷的传输和储存，从而提高能量存储器件的能量密度和循环寿命。
传感器：混合键合结构可以用于制备高灵敏度的传感器，如压力传感器和温度传感器。通过在不同材料之间形成键合界面，可以实现对外部物理量的敏感性和响应性，从而实现高性能的传感功能。
技术转让
混合键合结构及其制备方法在许多领域中具有广泛的应用潜力，可以实现高性能的器件和系统。随着材料科学和制备技术的不断发展，混合键合结构的应用将会得到进一步的拓展和深化。
下载app