在半导体行业中，芯片的集成度一直遵循着摩尔定律发展，但进入新世纪后，芯片的特征尺寸逐渐趋近物理极限，实现等比例缩减的代价变得非常高，摩尔定律难以持续。而三维集成及封装技术的出现有望突破技术瓶颈，使摩尔定律得以延续，因此众多研究机构把目光投向三维集成及封装技术，而键合技术是实现三维集成及封装的关键技术之一。在众多的键合技术中，铜铜键合在完成键合时能够实现芯片间的电连通，且具备优异的热导性和信号传输性能，是当前的研究热点。在三维集成及封装技术的背景下，本文对铜铜键合进行了理论分析及实验研究，并以其为基础研究了高密度铜凸点互连技术，具体工作及成果如下：研究了铜铜键合的机理，根据扩散原理建立了热压扩散法键合模型，根据热压扩散键合的实验结果，分析了铜铜键合的关键技术难点：铜表面氧化和污染。针对铜铜键合的技术难点，采用1-己硫醇自组装单层膜钝化对铜表面进行钝化保护，测量接触角探索1-己硫醇的钝化效果，依据此方法进行键合实验，并检测键合结果，结果表明：1-己硫醇具有良好的钝化效果，可以高效保护铜表面，可以运用到三维集成技术中。依据铜铜键合机理及微凸点互连技术探究了高密度铜微凸点互连技术，设计了铜微凸点键合工艺流程及工艺步骤，对其关键工艺进行了实验研究，通过实验结果分析，获得了优化的工艺参数，制备出了优质的高密度铜微凸点样片并进行热压扩散键合，借助SAM、SEM检测了键合结果，结果表明：大部分样片键合后微凸点形状规则，排列整齐，很少出现棘突和气泡，证实该工艺可以运用到微凸点互连技术中。