华为、哈工大联手公布基于硅和金刚石的三维集成芯片专利

近日，华为技术有限公司、哈尔滨工业大学申请的“一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法”专利公布。11月14日实质审查生效。这一发明专利，将重大利好金刚石产业发展，为金刚石芯片应用提供重要依据和参考，促进芯片制造领域的重大变革。

据了解，半导体产业发展的主流方向是三维集成技术。但随着集成密度不断升高及特征尺寸不断缩小，电子芯片的热管理面临极大的挑战，芯片内部热积累难以向封装表面散热片传递，导致内部节温突升，严重威胁芯片性能、稳定性和使用寿命。金刚石作为天然物质中热导率最高的材料，还具备击穿场强高、载流子迁移率高、抗辐照等优点，通过Cu/SiO₂混合键合技术将硅基与金刚石基衬底材料进行三维集成能够融合硅基半导体器件成熟的工艺及产线、生产效率高、成本较低的优势及金刚石极高的发展潜力，为三维集成的硅基器件提供散热通道以提高器件的可靠性。

金刚石作为天然物质中热导率最高的材料，还具备击穿场强高、载流子迁移率高、抗辐照等优点，通过Cu/SiO₂混合键合技术将硅基与金刚石基衬底材料进行三维集成能够融合硅基半导体器件成熟的工艺及产线、生产效率高、成本较低的优势及金刚石极高的发展潜力，为三维集成的硅基器件提供散热通道以提高器件的可靠性。

然而现有的Cu/SiO₂混合键合技术多以硅为衬底进行集成，其集成工艺不完全适用于金刚石，在这样的背景下，“一种基于硅和金刚石的三维集成混合键合技术”应运而生。

该方法包括：制备硅基Cu/SiO₂混合键合样品和金刚石基Cu/SiO₂混合键合样品后进行等离子体活化处理；将经等离子体活化处理后Cu/SiO₂混合键合样品浸泡于有机酸溶液中，清洗后吹干；在吹干后的硅基和/或金刚石基Cu/SiO₂混合键合样品的待键合表面上滴加氢氟酸溶液，将硅基和金刚石基Cu/SiO₂混合键合样品对准贴合进行预键合，得到预键合芯片；将预键合芯片进行热压键合，退火处理，得到混合键合样品对。

海光智能科技作为一家半导体金刚石的生产供应商，在半导体行业飞速发展的同时，我们也提供金刚石材料给各大商业客户与学院研究者，为半导体技术和材料的发展贡献一份力量。