[发明专利]热-超声-电磁复合场调控金属间化合物生长实现芯片高可靠立体互连的方法

摘要

热-超声-电磁复合场调控金属间化合物生长实现芯片高可靠立体互连的方法，涉及一种多层堆叠芯片低温快速键合工艺条件下焊点金属间化合物定向生长的新方法。所述方法按照打孔→填充导电金属→制备钎料层→夹持对中→热-磁场-超声→成品的顺序进行超声键合多层堆叠硅通孔芯片。超声能够促进金属原子的扩散，能够加速实现单一种类金属间化合物焊点的形成，将金属间化合物的完整生长时间缩短到几十秒到几分钟。定向的磁场可控制焊点IMCs的晶粒取向，提高焊点的电学可靠性。该方法产生的金属间化合物焊点不但可以承受后封装过程中较高的无铅再流焊温度，还可以解决堆叠芯片互连工艺及材料不兼容等问题，大大提高效率和可靠性。

主权项

热‑超声‑电磁复合场调控金属间化合物生长实现芯片高可靠立体互连的方法，按照打孔→填充导电金属→制备钎料层→夹持对中→键合→成品的顺序进行超声键合堆叠通孔芯片，其特征在于所述键合过程为热‑磁场‑超声复合键合，具体步骤如下：精密对准和对中后，在堆叠通孔芯片的下方设置加热板和带有磁芯的通电螺旋管，打开加热板预热，同时打开直流电源，使带有磁芯的通电螺旋管通电，开启竖直方向的磁场，随后打开超声焊接机进行超声键合，控制超声频率为20～65kHz，键合时间为5秒～5分钟，键合温度为50～200℃，磁场强度为0.1‑2T。