热压键合的应用领域主要包括：微电子机械系统（micro-electromechanical system; MEMS）结构的三维封装，实现多层芯片堆叠和垂直互连的三维集成。

热压键合质量的影响因素主要有：压力、温度、退火时间、图形密度以及金属表面状况等。对于固体而言，由于物质内部原子的热运动，相互接触时原子会向彼此内部扩散，而外加的压力和温度会使得扩散加剧。压力使得材料发生塑性变形，接触面积增大。高温退火处理会使原子获得更多的能量，使扩散增强，同时还会促进晶粒的生长，在界面附近形成直径较大的金属晶粒，互相扩散进一步增强，实现高质量的键合。

金、铜和铝扩散率高，是热压键合常用的金属材料。其中，金的键合温度在300℃左右，而铜、铝的键合温度在400℃左右，且铜、铝金属表面容易氧化，需要在键合前处理金属表面氧化层。此外，应根据成本、工艺难度以及与其他工艺的兼容性等选择相应的金属材料。

热压键合的工艺步骤主要包括：①晶圆表面处理。在晶圆表面金属化之前，需要对晶圆表面进行清洁，增加金属与晶圆表面的黏附性，防止键合过程中金属脱落。②表面金属化。在晶圆表面制备金属层，可以采用溅射、蒸发、电镀等金属制备方法。③热压键合。键合之前需要清洁金属表面，去除氧化层，避免颗粒沾污等影响键合质量。晶圆对准之后，置于可提供真空或者氮气环境的键合机中（因为此类环境可以有效防止键合界面的氧化或污染），施加一定的压力，然后升高至目标温度，退火一定时间以保证充分键合。

热压键合的优点主要包括：金属的热压键合，由于温度较高，对键合表面的洁净度和真空度要求较低，降低工艺成本；金属键合可以同时实现器件的气密性封装以及电学互连。其缺点主要包括：高温键合将会不可避免产生热应力，导致图形偏移；对准精度下降，增加工艺成本。

为了降低高温对器件性能的影响，业界提出了几种低温热压键合技术：①采用等离子轰击、超声作用等改善键合金属表面活性的表面活化键合技术，其中超声热压键合技术甚至可以在室温下实现可靠的键合。②通过压合带有金属凸起的上基板与带有V型金属插槽的下基板，实现插入式低温键合；利用剪切压力和塑性变形来有效降低键合温度。③当材料尺寸不断减小时，其物理特性，包括熔点也随之改变；利用材料的纳米尺寸效应，可以实现低温下的纳米热压键合。