【ハイブリッドボンディング】

ハイブリッドボンディングとは？

最終更新: 2026年10月7日

💡 金属と絶縁膜、両方の接合でチップをつなぐ

金属同士と絶縁膜同士の接合を組み合わせて、チップやウェハーをつなぐ技術。銅パッドをはんだバンプなしで直接接合する方式があり、微細な間隔で多数の接続を設けられる。表面の平坦さ、清浄さ、位置合わせなどが重要。

📌 このページのポイント

接合後の断面を表す模式図で、寸法や接続密度を正確な縮尺で比較していません。右は銅パッド同士が接合面で直接つながり、周囲の絶縁膜同士も接合します。点線は接合面であり、銅の間に絶縁膜を挟む意味ではありません。

ひよこ

ハイブリッドボンディングは、銅だけをくっつけるの？

ペンギン先生

銅パッド同士の金属接合と、その周囲の絶縁膜同士の接合を組み合わせるんだよ。はんだの突起を間に置くマイクロバンプ方式とは異なる。絶縁膜には酸化シリコンやSiCNなどを使う例があるんだ

ひよこ

接続が細かくなると、何がうれしいの？

ペンギン先生

パッドの中心間隔、つまりピッチを小さくすると、同じ面積に多くの接続を設けられるよ。積層したチップ間の高密度な接続に役立つ。ただし、実際の帯域や電力は回路や配線などの設計にも左右されるんだ

ひよこ

何マイクロメートルなら、この方式なの？

ペンギン先生

決まった数値で方式を分けるわけではないよ。imecは2024年に、ダイとウェハーの接合で2µmピッチの研究成果を報告した。ウェハー同士の研究例とは条件が違う。マイクロバンプも微細化されており、40µmが一律の限界ではないんだ

ひよこ

二つの接合は、同じ瞬間にできるの？

ペンギン先生

工程には段階があるよ。例えばimecが説明するウェハー同士の方式では、表面を平坦化して位置を合わせ、室温で接触させた後、加熱処理で絶縁膜と銅の接合を仕上げる。「両方を組み合わせる」と「同じ瞬間に完成する」は違うんだ

ひよこ

全部のチップを、この方法でつなげばいい？

ペンギン先生

表面の平坦さや清浄さ、位置合わせが厳しく求められ、追加工程やコストもあるよ。必要な接続間隔、材料、製造や検査の条件によって選ぶ。マイクロバンプなど他の方法も使われるので、3D半導体に唯一必須の方式とは言えないんだ

まとめ：ざっくりこれだけ覚えればOK！

「ハイブリッドボンディング」って出てきたら「金属同士と絶縁膜同士の接合を組み合わせてチップをつなぐ技術」と思えばだいたいOK！

📖 おまけ：英語の意味

「Hybrid Bonding」＝異なる接合を組み合わせた接合

💬 hybridは異なるものの組み合わせ、bondingは接合という意味だよ。銅同士の接合だけでなく、絶縁膜同士の接合も含むのがポイントなんだ

参考資料