晶圆键合是半导体技术和微系统技术中的一个工艺步骤，其中两个晶圓或薄片（硅、石英、玻璃及其他材料）被接合，也就是全面积互相连接。
应用
在微系统技术中，晶圆键合用于制造传感器所需的腔体，例如绝对压力传感器的参考压室或某些角速度传感器的负压腔。晶圆键合在太阳能电池和组件的制造中也具有重要意义。近年来芯片开发与制造的进展，特别是封装技术，增加了晶圆键合在诸如3D-NAND和高頻寬記憶體等高集成度技术中的相关性和必要性。
晶圆键合工艺
无中间层的工艺
- 直接键合：硅直接键合（SFB）首次由J. B. Lasky于1986年提出。该工艺将亲水或疏水表面在高温下接触。在此过程中，一个晶圆在中间位置被压向另一个晶圆，形成第一个接触点。机械连接的基础是接触区内的氢键和范德华力相互作用。其余面积最初由垫块分开。随后移除垫块，硅连接界面从中心向外扩展。常见工艺温度在1000-1200 °C之间。压合时晶圆承受的压力约为18 MPa。
- 阳极键合：阳极键合使用具有较高Na+离子浓度的玻璃。将该玻璃与硅晶圆接触并施加电压，使玻璃端为负极。在电压和升高温度的作用下，钠离子（Na+）向电极扩散。由此在界面处形成空间电荷区，产生高电场，从而形成Si–O–Si键。键合前沿的行为类似于硅直接键合，但速度较慢。
- 低温阳极键合：低温阳极键合适用于温度敏感材料。通过对工艺晶圆进行特定的表面活化处理，可将常规的约400 °C的键合温度降低到180 °C以下。低温阳极键合可保护材料并减少材料应力。
有中间层的工艺
- 共晶键合：该方法基于通过共晶合金（例如Si-Au或Ge-Al）形成连接。
- 玻璃熔体键合：通过熔融玻璃焊料/玻璃釉形成连接。
- 胶粘键合：通过以胶黏剂为中间层形成连接。
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参考
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