摘要: 铜基键合线能够满足高效、可靠的电子封装和连接需求,在电子和微电子行业中扮演着重要角色,被广泛应用于集成电路、芯片封装、LED 封装以及无线通讯等领域。铜基键合线的优势在于其具有优良的导电、导热性能和力学性能,且具有显著的成本优势。但在实际应用过程中,铜线易于氧化,影响键合空气自由球特性,易对芯片铝焊盘造成损伤,同时键合界面会产生多种脆性金属间化合物,容易导致严重的键合界面结合问题。本文介绍了铜基键合线的键合界面调控研究现状,从键合界面金属间化合物的生长及演变、不同键合工艺及参数、铜线表面涂镀钯层等方面对键合界面的影响进行综述,展望了利用碱金属元素、稀土元素等进行微合金化改善铜线键合界面的应用发展前景,为优化铜基键合线、改善铜基键合线性能、获得更优异的键合界面提供新思路。

摘要：目的开发一种金属超表面高通量制备方法。方法电子束曝光法制备硅基原始模具并通过热压印复制多个IPS子模具，制备PET-IPS 复合工作模具并利用多次交叉式纳米压印高效率制备出晶圆级硅基超表面模具。在此基础上，基于相对黏附力控制，通过复制模具、热蒸发、压印等步骤将高精度金属超表面结构转移至目标基底。通过模具形貌表征与金属超表面结构转移率测试等实验，分析制备技术的模具结构深度均一性以及金属纳米结构转移完整性。结果经过多次剂量对照，在0.7μC/cm2 剂量下曝光出3mm×30mm的硅原始模具，其最小微纳结构尺寸为100nm，尺寸误差在4%以下，具有良好的一致性。通过交叉纳米图形转移压印技术实现4英寸晶圆级金属超表面制备，与传统步进重复式纳米压印相比，该技术将超表面纳米图案制备效率提升了7.6倍，4英寸硅基超表面模具深度差异在7%以下，金属超表面结构转移率接近100%。结论交叉纳米图形转移压印技术可有效提高晶圆级金属超表面制备效率并降低制备成本，在光学成像、光通信、传感等领域具有广阔的应用前景。

摘要：目的为揭示等离子体辅助抛光（Plasma-Assisted Polishing，PAP）过程中单晶金刚石表面微观形貌的演化机理，探明不同种类等离子体对复杂形貌的选择性刻蚀规律，并从原子尺度阐明其物理化学作用机制，以解决金刚石硬脆表面难以实现原子级平坦化的理论难题。方法采用反应力场分子动力学（ReaxFF MD）模拟方法，构建包含原子阶梯、圆锥凸峰和圆柱凹谷的（001）晶向单晶金刚石复杂表面模型，在室温及低能离子轰击条件下，对比分析氮（N）、氧（O）、氩（Ar）3 种等离子体的刻蚀行为差异。进一步建立9 种具有不同波峰高度（5~20 Å，1 Å=0.1 nm）和周期（5~20 Å）的二维正弦粗糙表面模型，定量研究氮等离子体刻蚀效率与形貌参数的关联性，并结合原子应变、去除率及粒子撞击通量统计分析微观去除机制。结果模拟显示，尽管去除方式（化学刻蚀、表面改性或物理溅射）不同，3 种等离子体均表现出一致的形貌选择性，优先去除凸峰和阶梯尖端，凹谷区域几乎未受影响。刻蚀效率与波峰高度呈正相关，与周期呈负相关；形貌越陡峭，去除效率越高。其中，波峰20 Å、周期5 Å 的模型平坦化效果最佳，刻蚀后表面粗糙度降至8.55 Å。原子结构分析表明，高陡度凸峰侧面暴露出更多具有高悬空键密度的（010）或（100）晶面，反应活性显著高于凹谷区域；同时，长周期模型凹谷处存在明显的粒子撞击遮蔽效应。结论单晶金刚石的形貌选择性刻蚀机制是宏观“几何遮蔽效应”与微观“表面曲率依赖的原子活性”协同作用的结果。PAP 技术对高频高陡度粗糙峰具有极高的去除选择性，但在修正低曲率长周期波纹时存在加工自限制现象。该研究结果明确了表面曲率对原子去除活性的决定性影响，为优化硬脆材料复杂曲面的确定性平坦化工艺参数提供了理论依据。

摘要：随着集成电路技术步入后摩尔时代，互连层数不断增加，线宽逐渐逼近物理极限，化学机械抛光（CMP）作为实现全局平坦化的关键工艺，正朝着原子级精度、近零损伤和跨尺度协同控制的方向迅速发展。然而，这一进程面临着互连材料多样化、表界面缺陷控制难度增大及工艺指标差异化等多重严峻挑战。为应对这些挑战，本文从机理层面深入剖析了CMP 过程中化学腐蚀与机械磨削的协同作用机制，以及后清洗环节中静电排斥、络合刻蚀与lift-off 等多级物理化学机制的耦合效应。基于此，本文系统阐述了工艺参数对材料去除行为的影响规律，并进一步分析了抛光液、抛光垫等关键耗材的多组分设计策略，为实现异质材料的选择性去除与表界面缺陷抑制提供了理论依据。最终，本文总结了12 英寸CMP 装备在多区压力调控、智能监测与高效后清洗等关键模块的集成创新，并探讨了外场辅助技术在提升抛光效率与表面质量方面的应用潜力。通过上述从机理、工艺、耗材到装备的系统性梳理，旨在为突破原子级CMP 的技术瓶颈、支撑后摩尔时代集成电路制造提供清晰的理论框架与技术路径。

摘要：目前极紫外（EUV）光刻技术已成为突破芯片性能和集成度瓶颈的核心手段，然而极紫外光与绝大多数物质的强烈相互作用对作为极紫外光刻窗口材料的自支撑薄膜提出了极高的要求。综述了国内外相关研究成果，首先回顾了极紫外光刻技术的发展历程及其对窗口材料的要求。在材料体系上，重点聚焦传统硅基、金属基材料和低维材料体系。传统材料（如硅基和金属基薄膜）已实现工程化应用，但存在力学强度受限、热稳定性不足等问题，难以满足先进EUV光刻中不断提升的功率需求。在低维材料中，石墨烯和碳纳米管具有较高的力学强度，同时凭借其原子级厚度展现出超高透射和热管理等优势，但它们也面临着氢等离子体蚀刻的挑战。进一步讨论了复合材料体系在提高氢等离子体耐受性、耐热性能和力学性能方面的研究成果。最后，分别总结了传统材料和低维材料在极紫外环境下的局限性和优势，期望为新型极紫外光刻窗口材料的原子级制造提供有价值的参考，推动半导体工艺的进一步发展与应用。

摘要：随着精密制造技术的发展，光学系统对器件表面质量提出原子级精度要求。典型光学硬脆材料具有硬度高、塑性低及脆性断裂特征，在获得粗糙度低于0.2 nm 的原子级光滑表面过程中面临诸多挑战。基于此，系统综述晶体材料（如单晶硅、蓝宝石）与非晶材料（如熔融石英）在加工响应及去除机制方面的差异，梳理化学机械抛光（CMP）、离子束抛光（IBP）、磁流变加工（MRF）、等离子体辅助原子迁移（PAMM）等代表性技术路径。针对单晶硅和蓝宝石，探讨了CMP 浆料优化、晶面差异响应、超声辅助等精度提升方法。针对非晶材料熔融石英，归纳了绿色浆料、核壳磨料、多能场辅助及技术联用路径，并对比了多项原子级抛光技术的特点。除粗糙度指标外，还总结了亚表面损伤控制的形成机制和抑制策略，分析了原子级抛光技术在微裂纹抑制和缺陷最小化方面的潜力。最后展望了构建统一去除模型、开发绿色抛光体系、强化能场机制研究及集成多技术联用等未来发展方向，以支撑原子级制造向高效、绿色、智能演进。

摘要： 脆硬性透明材料连接技术已广泛应用于航空航天、电子封装和传感器等领域，开展脆硬性透明材料间的连接技术研究，具有重要的学术和工程应用价值.激光微连接作为一种新兴的连接技术，相对于传统焊接方法，具有高精度、高强度、高可靠、高效率等优点，文中介绍了脆硬性透明材料连续激光和脉冲激光连接技术的研究进展及应用，分析了不同类型的激光连接脆硬性透明材料的机理，总结了工艺参数对接头微观组织和力学性能的影响规律. 最后，文中讨论了当前激光连接脆硬性材料面临的挑战，并基于个人观点，讨论了脆硬性透明材料激光连接的发展前景和展望.创新点： (1) 对脆硬性透明材料的激光连接技术研究现状进行了全面归纳和总结.(2) 梳理了激光连接的发展历程，总结了不同类型激光连接脆硬性透明材料的物理机制、影响因素、模拟仿真和应用.(3) 讨论了当前脆硬性透明材料激光连接技术中挑战和发展趋势.

摘要：随着电子元器件不断向轻量化方向发展，铜柱凸点凭借其高径比柱状结构，能够在相同面积内实现更小的节距和更高的互连密度，因而成为一种兼具高性能与高可靠性的倒装芯片互连方案. 文中对比了传统C4 凸点与铜柱凸点之间的差异，总结了铜柱凸点结构的独特特征及其所带来的热学、电学和力学性能优势，同时也指出了该技术目前存在的问题与挑战. 文中还讨论了电镀制备铜柱凸点的工艺流程，详细阐述了镀液成分和电镀参数对凸点质量的影响，表明通过优化添加剂种类、含量以及电镀工艺条件，可制备出高度平整、一致性优异的铜柱凸点. 此外，分析了铜柱凸点在热循环和电迁移可靠性方面的表现，包括在热老化、热循环和电迁移等试验中凸点的形貌与组织变化，探讨了凸点形状、表面处理及底部填充等因素对可靠性的影响，最后，对铜柱凸点未来的发展方向进行了总结与展望.创新点：(1) 讨论了电镀制备铜柱凸点的影响因素和制备工艺.（2）系统地总结了铜柱凸点在热循环、电迁移可靠性方面的研究进展.

摘要：针对微电子封装领域引线键合材料中常用的Ag-Pd这一合金体系,本实验使用第一性原理计算方法研究了钯掺杂含量对银合金电学性能的影响。使用VASP软件,基于108原子的面心立方超晶胞模型研究了Ag-Pd固溶体的基态电子结构,计算了包括态密度和超晶胞的有效能带。结果表明,Pd掺杂引入的态密度主要分布在-6 eV 到-3 eV 和-1.8 eV 左右两个区间,这两组态密度均在倒易空间第一布里渊区内均匀分布。针对超晶胞模型和基态计算的局限性使用SPR-KKR 软件,以KKR-GF-CPA 方法结合德拜模型和Kubo线性响应理论计算了不同温度下不同Pd含量的Ag-Pd合金电导率数据。在有实验值覆盖的范围,计算结果同实验值符合良好,变化趋势符合物理规律。

摘要：半导体材料作为工程材料和光电材料的重要组成部分,在新能源、通信电子、生物医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但半导体材料多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可避免地会引起晶粒粗化及气孔残留,进而影响陶瓷材料的各项性能。目前,低温烧结制备半导体材料引起了研究人员的广泛关注,闪烧技术制备陶瓷材料成为其中的研究热点。本文立足理论与应用两方面,系统综述了半导体材料闪烧技术的研究进展,阐述了该烧结新技术在高性能半导体材料制备过程中的优势及应用前景,以期为闪烧技术的机理、工艺优化及应用拓展提供研究方向。