摘要：它不像传统热压键合（如TCB）那样依赖焊料，也不同于直接分子键合不带金属。

混合键合（Hybrid Bonding）结合了电介质-电介质键合和金属-金属键合，无需使用焊料或

其它粘合剂即可实现晶圆与晶圆、芯片与晶圆或芯片与芯片的互连。

它不像传统热压键合（如TCB）那样依赖焊料，也不同于直接分子键合不带金属。

混合键合用在哪？

混合键合可实现更精细的间距（

性能带来显著的提升。金属与金属之间的直接接触有利于高效散热并减少寄生延

迟。电介质隔离了金属焊盘，因此焊盘之间不会产生信号干扰。

主要是用在2.5D IC 与3D IC 封装中。产品如：CIS 和 NAND，也可能用于

DRAM，HBM 等对密度、带宽、延迟要求极高的场景

混合键合的工艺步骤？

如上图，混合键合的关键工艺步骤，具体可分为以下四个阶段（图中从 a → d）：

a) 表面制备 & Cu/氧化物结构形成

上下两个晶圆表面经过 化学机械抛光（CMP），形成平坦化表面；

此阶段的目标是准备好能进行分子键合和Cu 对接的表面结构。

(b) 对准 + 低温预键合

通过高精度光学对准系统，使两个晶圆或芯片在 亚微米甚至纳米级实现对准；

介电层（氧化硅）之间首先发生范德华力结合，形成初步键合。

这是混合键合和传统Cu bump 封装最大的不同：不使用锡焊球和回流焊。

(c) Cu–Cu 金属键合 & 介电层键合

在对准基础上，施加温度和压力（典型150~300℃），

铜受热膨胀，铜–铜之间实现扩散结合/晶粒重结晶；

氧化层之间发生分子间键合（如Si-O-Si）。

这一步实现电连接 + 机械连接的一体化，是真正的“混合”阶段。

(d) 退火

随着温度升高和时间持续，键合界面更加牢固；

这一阶段的目标是获得：

高强度、高密度、低空洞率的Cu–Cu+介电层结合；

支撑后续 TSV、RDL 或其他集成工艺

来源：老周讲科学