随着芯片集成度不断提高、电子产品小型化，集成电路特征尺寸已逐渐趋近物理极限，材料、工艺等方面遇到了许多难以逾越的瓶颈，传统二维集成技术已经不能解决功耗增加和互连延迟等导致的性能及成本问题。三维集成技术具有减少传输延时、降低功耗、降低噪音、增加带宽、降低体积和重量、实现异质芯片互连等优点，是解决这一困难最具前景的技术方案。本文围绕三维互连，研究了Cu纳米棒的制备工艺、低熔点特性，将纳米棒应用于键合，开发可行的低温键合方法，实现面向三维的低温Cu-Cu互连。具体研究内容包括：　　（1）铜纳米棒的制备。通过采用磁控溅射或热蒸发倾斜沉积方法，研究不同沉积方法下纳米棒的尺寸和形貌差异，通过惰性保护气氛下退火研究纳米棒的熔点和形貌变化，成功将Cu熔点由块状的1085℃降低至500℃左右。通过中断沉积过程，将纳米棒置于空气中氧化后再沉积工艺，减小了纳米棒直径并增大阵列密度，进一步降低其熔点至400℃左右。　　（2）基于纳米棒的键合研究。将溅射和热蒸发倾斜沉积纳米棒样片应用于键合，获得比未沉积纳米棒样片更高的键合质量，其中倾斜热蒸发纳米棒的键合效果要优于溅射纳米棒键合。对比纳米棒样片在真空、惰性保护气氛、还原性气氛下的键合质量，三种情况下获得无缺陷键合截面的最低键合温度依次降低，相同温度下键合强度依次增强。最终实现了250~400℃、4MPa压力下的Cu-Cu键合，最高强度达39.7MPa，验证了Cu纳米棒应用于Cu-Cu键合的可行性及其优势。　　（3）研究了微凸点沉积Cu纳米棒的工艺，在70μm微凸点阵列表面生长出Cu纳米棒。将Cu纳米棒微凸点样片进行键合，取得了良好的键合界面，初步实现了两层样片的低温垂直互连。　　本文对Cu纳米棒的低熔点特性研究及纳米棒在低温键合中的应用为面向三维集成的低温Cu-Cu互连提供指导。