（111）奈米雙晶銅的低溫低壓銅－銅直接接合技術

Low-Temperature Direct Copper-to-Copper Bonding by (111) Nanotwinned Cu

劉健民 ； 林漢文 ； 黃以撒 ； 朱奕丞 ； 陳智 ； 陳冠能 ； 杜經寧

《國家奈米元件實驗室奈米通訊》 22卷2期 (2015/06) Pp. 16-23

摘要

銅對銅可以在溫度為150～250℃，壓力為100psi（0.69 MPa）維持10－60分鐘且真空壓力為10－3 torr直接對接完成。直接對接的關鍵控制參數是銅在（111）表面上有快速的表面擴散速率。其中是使用超過90%高度（111）優選方向的奈米雙晶銅製作成而不是利用（111）單晶銅。在兩個（111）接合完成的接合表面會產生扭型的晶界。假如是低角度晶界則它有六邊形網絡的螺旋錯位。接合的強度可超過175Kgf.此技術有可能是下一代的高階封裝技術。

關鍵字

銅－銅直接接合 ； 奈米雙晶銅 ； 三維積體電路封裝

並列摘要

Cu-to-Cu direct bonding was achieved at temperatures of 150-250℃ using a compressive stress of 100 psi (0.69 MPa) held for 10-60 min at 10-3 torr. The key controlling parameter for direct bonding is fast surface diffusion on (111) surfaces of Cu. Oriented (111) texture of extremely high degree, exceeding 90%, was fabricated using the oriented nanotwinned Cu. The bonded interface between two (111) surfaces forms a twist-type grain boundary. If the grain boundary has a low angle, it has a hexagonal network of screw dislocations. This technology has potential application in next-generation packaging of high-end devices.

並列關鍵字

Cu-to-Cu Direct bonding ； Nanotwinned Cu ； 3D IC Packaging