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在矽通过(tsv)

在矽通过技术来连接各种死在一堆死配置。
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在矽通过(tsv) 3 d集成表面上类似于波纹为集成电路铜互联。腐蚀通过,进入硅或介质,线阻挡铜扩散,然后存一颗种子层填充之前通过使用某种形式的水与铜沉积。在这两个过程,扩散屏障的完整性和一致性的种子层整体可靠性和产量至关重要。

这两个进程之间有重要的区别,虽然。tsv不仅仅是up-scaled互联。特别是,组装和包装设备制造的最敏感的方面。在几乎所有情况下,一个不太昂贵的“足够好”的过程将会选择在一个更昂贵的“理想”的过程。成本可能是关键因素在决定是否使用3 d集成方案。

这个强调成本对tsv腐蚀和填充过程产生深远影响。这些通过非常大集成电路的标准流程。根据集成方案,TSV通过直径范围从5微米到几十微米,和TSV蚀刻系统可以要求删除每分钟12微米以上。而标准博世腐蚀过程的交替腐蚀和沉积步骤能够达到所需的去除率,贝壳形侧壁概要文件通常的结果。

高纵横比和扇形的概要文件为周围性血管疾病障碍和种子沉积过程特别具有挑战性。周围性血管疾病是一个视线的技术;很难被溅射的目标“看到”通过的所有部分的内表面,即使低得多的纵横比通常出现在集成电路互联。原子层沉积(ALD),提出了一个解决方案集成电路互联的类似问题,太缓慢的TSV衬垫材料。另一方面,大尺寸的tsv意味着阻挡层可高达10到20 nm厚没有明显增加总阻力。在集成电路互联,障碍只能几纳米厚,和维护这样的薄层的完整性是一个重要的过程的挑战。

根据Frederic Raynal提供的首席技术官,这些差异有助于提供electrografting过程自然适合tsv。电化学沉积、electrografting电流适用于水溶液中含有化学前体。然而,electrografting沉积反应是电启动然后所得化学。因此,electrografting要求更低的电流密度。变化过程的可用于存款两种金属和聚合物,在进行和不导电的表面。

提供了几种不同的electrografting过程用于tsv。他们开始聚合,4-Vinyl吡啶单体在水溶液中。由此产生的聚合物形成一个共价键,保形涂层具有优良的附着力。初步测试表明,聚合物本身是一种很有前途的扩散障碍。另外,聚合物层可以随后沉积的一个单独的扩散障碍。接下来,一个electrografted铜种子层构建的基础铜填充使用electrografting或传统的电化学沉积。浴组成和工艺参数可以优化取决于所需的沉积特征。

作为一个水过程,electrografting天生正形。提供了成功的填充和纵横比高达30:1的tsv。过程本身也更便宜比干PVD-based集成方案:该公司估计拥有成本节省43%完全电/ chemical-grafting流程相对于同等PVD-based流。储蓄主要是由于降低了设备成本,抵消较高的消耗品成本的提供过程。

Electrografting,于1999年首次报道,并不是一个新过程。但干燥过程和更大的成本,更加宽容tsv维度可能允许它进入自己的3 d集成方案从实验室搬到主流。


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