专家报告 | 甬江实验室万青研究员:大尺寸晶圆键合/减薄及其高性能器件应用

科技   2024-11-22 03:01   浙江  


随着5G、人工智能等新兴技术的快速发展,集成电路产业对芯片性能和功能的需求不断提升。传统的缩小工艺尺寸方法已难以满足未来需求,硅通孔(TSV)技术作为晶圆级堆叠封装的核心方案,通过垂直互连显著提升了芯片集成度和性能,成为延续摩尔定律的关键。


为了满足TSV制造和多芯片堆叠的需求,晶圆正朝着大尺寸和超薄化方向发展。大尺寸晶圆提高了制造效率,但超薄化晶圆在加工过程中容易发生翘曲和破损,对良率和精度提出了更高要求。临时键合技术通过将晶圆固定在载体上,为脆弱的晶圆提供支撑,尤其是在背面加工和3D堆叠等高精度操作中,确保晶圆的稳定性,避免损坏。


同时,晶圆减薄技术是实现电子产品小型化和高性能的关键,减薄后的晶圆不仅能缩小芯片尺寸,还能提升散热性能,提高芯片的运行效率和可靠性。在封装环节,减薄晶圆有助于减小封装体积,使3D封装中的多芯片堆叠更紧密,满足设备轻薄化的需求。常用的减薄方法包括机械研磨和化学机械抛光(CMP),前者效率高但可能损伤晶圆表面,后者结合化学腐蚀和机械研磨,能获得更好的表面质量。然而,大尺寸晶圆减薄易出现翘曲变形,需精确的工艺控制。


总之,晶圆临时键合与减薄技术是实现高性能、小型化电子产品的重要支撑,将在未来3D封装和高性能计算等领域发挥越来越重要的作用。


甬江实验室万青研究员受邀参加“2024宁波硅基特种材料论坛”,并做主题报告大尺寸晶圆键合/减薄及其高性能器件应用



嘉宾介绍

万青,甬江实验室功能材料与器件异构集成研究中心主任,从事氧化物功能材料与器件研究20多年,代表成果包括:1)早在2001年,本人就发表了国际第一篇LiTaO3单晶薄膜Smart-cut工艺初步探索论文,为其5G/6G射频滤波器、电光调制器应用奠定了材料基础。2)早在2009年,成功研制了世界上第一个非晶IGZO双电层TFTs,发表国内第一篇IGZO薄膜晶体管论文,也是国际IGZO氧化物神经形态晶体管的发明人。3)发明了一种室温临时键合技术,结合背面精密减薄工艺,成功实现了大尺寸(8-12英寸)硅晶圆和大尺寸(6-8英寸)铌酸锂/钽酸锂单晶快速、超低成本减薄。


累计在Nature Communications、Advanced Materials、APL、IEEE EDL等权威杂志发表SCI论文300多篇,他引3万次,并连续多年荣获中国高被引用学者称号。2006年获得全国百优博士论文,2009年获得中国青年科技奖,2013年获得浙江省科技一等奖(个人排名第1),2014年获得国家杰出青年基金,2018年入选国家领军人才计划(万人计划)。


报告介绍

晶圆临时键合和减薄是后摩尔时代的关键共性技术,在芯片先进封装、MEMS传感器和功率电源和光电子芯片领域具有重大产业化价值。万青教授领导的甬江实验室异构集成研究团队发明了一种低成本室温临时键合技术,实现了大尺寸(6-12英寸)单晶硅、铌酸锂/钽酸锂晶圆和玻璃衬底的平整键合。在此基础上,采用背面精密减薄工艺,快速将8英寸单晶铌酸锂和12英寸单晶硅减薄到了10-20微米。目前,研究人员做到了单片减薄时间为5-10分钟,键合片总厚度偏差为2微米。后续研究中,团队将进一步降低减薄后的晶圆厚度偏差,并实现上述单晶功能薄膜在热释电红外传感器、压电微流控驱动和硅基低压大电流功率芯片中的应用。


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为进一步促进硅基特种新颖材料领域的学术交流与产业合作,推动科学研究与技术应用的深度融合,浙江省全省数据驱动高安全能源材料及应用重点实验室、中国科学院宁波材料技术与工程研究所联合DT新材料将于2024年12月6-8日宁波举办“2024宁波硅基特种材料论坛”。会议围绕有机硅材料、先驱体转化陶瓷材料、硅基陶瓷与复合材料、能源材料等话题来展开讨论。


论坛信息

主办单位:

中国科学院宁波材料技术与工程研究所

浙江省数据驱动高安全能源材料与应用重点实验室

DT新材料

承办单位:

宁波德泰中研信息科技有限公司


组委会成员(姓名按字母排序)

名誉主席:

柴之芳  中国科学院院士、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

董绍明  中国工程院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员

大会主席:

黄   庆  中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

大会共同主席:

李寅生  中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

梁   坤  中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

宋育杰  中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

余兆菊  厦门大学教授


论坛时间:2024年12月06日-12月08日

论坛地点:宁波


日程安排


专家介绍(排序不分先后)

专题一:有机硅材料

演讲嘉宾    单位/职称

陈   功       北京航空航天大学副教授

葛建芳       仲恺农业工程学院教授

李承东       江南大学副研究员

刘   丽       哈尔滨工业大学教授

潘翔城       复旦大学教授

宋育杰      中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

谭龙飞       中国科学院理化技术研究所研究员

汤龙程       杭州师范大学教授

王灯旭       山东大学教授

徐利文       杭州师范大学教授

张庆华       浙江大学教授

张学忠       中国科学院化学研究所研究员

周传健       山东大学教授

周子皓      中国科学院宁波材料技术与工程研究所助理研究员

(*按照姓名字母排序)


专题二:先驱体转化陶瓷材料

演讲嘉宾    单位/职称

陈建军       浙江理工大学教授

陈江溪       厦门大学副教授

杜   斌       广州大学副教授

范凯飞       西北工业大学博士研究生

苟燕子       国防科技大学副研究员

孔   杰       西北工业大学教授

李达鑫       哈尔滨工业大学副研究员

李天昊      中国科学院宁波材料技术与工程研究所助理研究员

骆春佳       长安大学副教授

栾新刚       西北工业大学教授

莫高明      中国科学院宁波材料技术与工程研究所高级工程师

裴学良      中国科学院宁波材料技术与工程研究所副研究员

邵高峰       南京信息工程大学副教授

孙   佳       西北工业大学副教授

文青波       中南大学教授

余兆菊       厦门大学教授

曾冠杰      中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士后

张宗波       中国科学院化学研究所研究员

(*按照姓名字母排序)


专题三:硅基陶瓷与复合材料

演讲嘉宾    单位/职称

陈克新       北京科技大学研究员

陈小武       中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员

陈宇红       北方民族大学教授

范冰冰       郑州大学教授

顾   坚       南京工业大学副教授

郭伟明       广东工业大学教授

海万秀       北方民族大学副教授

何少龙       甬江实验室研究员

黄小忠       中南大学教授

黄政仁       中国科学院上海高等研究院研究员

季   伟       武汉理工大学研究员

李寅生      中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

倪德伟       中国科学院上海硅酸盐研究所研究员

任全兴       中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士后

沙建军       大连理工大学教授

王京阳       中国科学院金属研究所研究员

肖汉宁       湖南大学教授

张国军       东华大学教授

张景贤       中国科学院上海硅酸盐研究所研究员

(*按照姓名字母排序)


专题四:能源材料

演讲嘉宾    单位/职称

陈健强       南京林业大学教授

丁松园       中国科学院大学杭州高等研究院教授

杜乘风       西北工业大学副教授

李新亮       郑州大学教授

林   宁       甬江实验室研究员

林时胜       浙江大学教授

林正得      中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

刘俊昊       中国科学院过程工程研究所副研究员

舒   杰       宁波大学教授

苏   宇       元能科技(厦门)有限公司博士

万   青       甬江实验室研究员

王延青       四川大学研究员

王长虹       东方理工大学(暂名)助理教授

杨全红       天津大学教授

姚永刚       华中科技大学教授

叶士特       厦门首能科技有限公司副总经理

周辰坤       南京师范大学教授

周向阳       中南大学教授

周旭峰      中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员

朱来攀      中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员

(*按照姓名字母排序)


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参会咨询

会议注册:参会代表2200元/位(现场报名2500元/位);学生代表1200元/位(现场报名1500元/位);住宿、差旅费用自理。


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会议联系人

报告咨询:

专题一:有机硅材料

宋老师:songyujie@nimte.ac.cn

专题二:先驱体转化陶瓷材料

余老师:zhaojuyu@xmu.edu.cn

专题三:硅基陶瓷与复合材料

李老师:liyinsheng@nimte.ac.cn

专题四:能源材料

梁老师:kliang@nimte.ac.cn


参会咨询:

胡老师

Tel: 18106696283

Email: cherry@polydt.com


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