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近日，華為技術(shù)有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的“一種基于硅和金剛石的三維集成芯片的混合鍵合方法”專利公布。11月14日實(shí)質(zhì)審查生效。這一發(fā)明專利，將重大利好金剛石產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為金剛石芯片應(yīng)用提供重要依據(jù)和參考，促進(jìn)芯片制造領(lǐng)域的重大變革。

據(jù)了解，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流方向是三維集成技術(shù)。但隨著集成密度不斷升高及特征尺寸不斷縮小，電子芯片的熱管理面臨極大的挑戰(zhàn)，芯片內(nèi)部熱積累難以向封裝表面散熱片傳遞，導(dǎo)致內(nèi)部節(jié)溫突升，嚴(yán)重威脅芯片性能、穩(wěn)定性和使用壽命。

金剛石作為天然物質(zhì)中熱導(dǎo)率最高的材料，還具備擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、載流子遷移率高、抗輻照等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)Cu/SiO?混合鍵合技術(shù)將硅基與金剛石基襯底材料進(jìn)行三維集成能夠融合硅基半導(dǎo)體器件成熟的工藝及產(chǎn)線、生產(chǎn)效率高、成本較低的優(yōu)勢(shì)及金剛石極高的發(fā)展?jié)摿Γ瑸槿S集成的硅基器件提供散熱通道以提高器件的可靠性。

然而現(xiàn)有的Cu/SiO?混合鍵合技術(shù)多以硅為襯底進(jìn)行集成，其集成工藝不完全適用于金剛石，在這樣的背景下，“一種基于硅和金剛石的三維集成混合鍵合技術(shù)”應(yīng)運(yùn)而生。

該方法包括：制備硅基Cu/SiO?混合鍵合樣品和金剛石基Cu/SiO?混合鍵合樣品后進(jìn)行等離子體活化處理；將經(jīng)等離子體活化處理后Cu/SiO?混合鍵合樣品浸泡于有機(jī)酸溶液中，清洗后吹干；

在吹干后的硅基和/或金剛石基Cu/SiO?混合鍵合樣品的待鍵合表面上滴加氫氟酸溶液，將硅基和金剛石基Cu/SiO?混合鍵合樣品對(duì)準(zhǔn)貼合進(jìn)行預(yù)鍵合，得到預(yù)鍵合芯片；將預(yù)鍵合芯片進(jìn)行熱壓鍵合，退火處理，得到混合鍵合樣品對(duì)。

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