Mai TSV a i TGV: Ka Hoʻomohala ʻana o nā Mea a me nā ʻOkoʻa Hana ʻana ma nā Interconnects Ma o-Via

I ka ulu ʻana o ka ʻenehana hoʻopili semiconductor, ʻo nā interconnects vertical kahi mea nui e hoʻoholo ai i ka hana o ka ʻōnaehana, ka kapuaʻi, a me ka hoʻohana ʻana i ka mana. Mai nā ʻano hana hoʻopaʻa uea mua a me nā flip-chip a hiki i ka puka ʻana mai o nā IC stacked 3D, ke ʻimi nei ka ʻoihana i nā hopena interconnect kiʻekiʻe a me ka pōkole.

Ma kēia ʻano, ua kū mai ʻo TSV (Ma o Silicon Via) a me TGV (Ma o Glass Via) ma ke ʻano he ʻelua mau ʻenehana hoʻopili kū pololei nui. ʻOkoʻa lākou i nā ʻōnaehana mea, nā kaʻina hana hana, nā ʻano hana, a me nā wahi noi, e hōʻike ana i kahi kiko koʻikoʻi i ka hoʻomohala ʻana i ka hoʻopili ʻana o ka hanauna e hiki mai ana.

I. TSV: Paionia o ka hoʻopili ʻana i ka 3D
1. Kumumanaʻo Loea

ʻO TSV ke ʻano o nā vias ratio kiʻekiʻe i kālai ʻia ma o kahi substrate silicon (maʻamau he ʻumi a he haneri microns ka hohonu), a ukali ʻia e ka hoʻokumu ʻia ʻana o kahi papa insulating, papa hua metala, a me ka hoʻopiha metala (ʻo ia hoʻi ke keleawe) ma nā paia via. Hiki i kēia mau vias kū pololei ke hoʻopili uila wikiwiki ma waena o nā papa chip i hoʻopaʻa ʻia.

2. Kahe Hana

ʻO ke kaʻina hana hana TSV maʻamau e komo pū ana me:

ʻO ke kālai ʻana i ka silicon hohonu (DRIE): E hana i nā vias ratio kiʻekiʻe i loko o ka wafer silicon.

Ka Waiho ʻana o ka Papa Hoʻokaʻawale: ʻO ka maʻamau, ʻo ka SiO₂ i waiho ʻia e PECVD e hoʻokaʻawale uila i ka hoʻopiha metala mai ka substrate silicon.

Ka Waiho ʻana o ka Papa Hua a me ka Electroplating: Ka waiho ʻana o PVD o kahi papa hua metala a ukali ʻia e ka electroplating keleawe.

Ka Polishing Mechanical Chemical (CMP): Wehe i ka metala keu e loaʻa ai kahi ʻili planarized.

3. Nā Pōmaikaʻi a me nā Palena

Hāʻawi ʻo TSV i nā ala interconnect pōkole loa, ka latency hōʻailona haʻahaʻa, ka hoʻohana ʻana i ka mana haʻahaʻa, a me ka bandwidth kiʻekiʻe, e lilo ia i mea hiki ke hoʻoikaika nui no ka helu hana kiʻekiʻe a me ka hoʻomanaʻo bandwidth kiʻekiʻe.

Eia nō naʻe, he mau palena ko TSV:

Nā pilikia koʻikoʻi wela: ʻO ka hemahema nui ma CTE ma waena o ka silicon a me ke keleawe hiki ke hōʻemi i ka hilinaʻi.

Ke kumukūʻai hana kiʻekiʻe: He paʻakikī a koʻikoʻi hoʻi ka etching hohonu, electroplating, a me CMP.

Nā pilikia hoʻokaʻawale uila: Hoʻopilikia pololei ka mānoanoa a me ke ʻano like o ka papa hoʻokaʻawale i ka ikaika dielectric.

I ka piʻi ʻana o ka nui o ka hoʻohui ʻana o nā chip, ua hoʻokele nā ​​​​hakakā ma waena o ka hua a me ke kumukūʻai i ka ʻimi ʻana i nā mea ʻē aʻe - e hana ana i ka manawa kūpono no TGV.

II. TGV: Hana Hou Hoʻohui Kūikawā ma ke Aniani
1. Kumumanaʻo Loea

Hoʻohana ʻo TGV i nā substrates aniani ma kahi o ka silicon. Hoʻokumu ʻia nā vias kikoʻī kiʻekiʻe e ka ʻeli laser a i ʻole ka etching pulu, ukali ʻia e ka waiho ʻana o kahi papa hua metala a me ka electroplating, e hoʻokō ana i nā interconnects vertical e like me TSV.

Hāʻawi ke aniani i ka insulation uila maikaʻi loa, ka dielectric constant haʻahaʻa (Dk), ka pohō dielectric haʻahaʻa (Df), a me ke kūpaʻa dimensional koʻikoʻi, e hoʻolilo ana iā TGV i mea hoihoi loa no ka hoʻoili hōʻailona wikiwiki a me ka hoʻopili optoelectronic.

2. Kahe Hana

ʻO nā hana nui i ka hana ʻana o TGV:

ʻEli Laser: Hoʻokumu nā lasers Ultrafast i nā microvias i loko o ke aniani me nā diameters maʻamau mai 20-150 μm.

Ka Waiho ʻana o ka Papa Hua: ʻO PVD, e like me ka magnetron sputtering, e waiho ana i kahi papa alakaʻi like ma nā paia via.

Metal Electroplating: Hoʻopiha ke keleawe a i ʻole ka nickel-copper alloy i nā vias e hana i nā pilina uila ma o ke aniani.

Hoʻolālā a me ke ʻano hoʻohālike: Hiki i nā pilina multi-layer a i ʻole ka hoʻopaʻa ʻana i nā ʻāpana IC.

3. Nā Pōmaikaʻi

Ke hoʻohālikelike ʻia me TSV, hōʻike ʻo TGV i kekahi mau pono:

ʻO ka pohō dielectric haʻahaʻa: ʻO ke aniani Dk ma kahi o 1/3 o ka silicon, e hōʻemi ana i ka crosstalk hōʻailona a me ka pohō hoʻokomo.

Paʻa wela maikaʻi loa: CTE kokoke i nā metala, e hoʻemi ana i ke kaumaha wela.

ʻIke maka: Kākoʻo i ka hoʻohui optoelectronic i nā photonics a me nā mea ʻike.

Kumukūʻai hiki ke kāohi ʻia: Ke ulu nei ka ʻeli ʻana o ka laser a me ka hana ʻana i ke aniani, kūpono no ka hana ʻana i nā panela nui.

III. TSV vs TGV: Hoʻohālikelike a me nā ʻĀpana Hoʻohana

ʻO TSV ke koho nui no ka logic hana kiʻekiʻe a me ka hoʻopaʻa ʻana i ka 3D memory, ʻoiai ke hoʻonui wikiwiki nei ʻo TGV i SiP, ka hoʻohui optoelectronic, nā sensor, a me nā polokalamu RF.

Me ka nui o ke aniani e hōʻea ana i ka pae panela (PLP), ke lilo nei ʻo TGV i kahua hoʻopili kūpono no ka kamaʻilio 5G, ka radar kaʻa, nā optics AR, a me ka Mini/Micro LED packaging.

IV. Mai Silicon a i ke Aniani: Nā Pōmaikaʻi Pae ʻŌnaehana

ʻAʻole wale ka hoʻolauna ʻana o ke aniani i kahi pani mea; he hoʻololi ia i ka ʻike hoʻolālā pae ʻōnaehana.

Hana uila: Hoʻemi nui ke aniani Dk haʻahaʻa i ka lohi hōʻailona a me ka hoʻohana ʻana i ka mana.

Kūlana kūkulu: Hāʻawi ʻo TGV i ka planarity kiʻekiʻe a me ka warpage haʻahaʻa no ka hoʻopili ʻana i kahi nui.

Ka maʻalahi o ka hana ʻana: ʻO ka hana laser i hui pū ʻia me ka vacuum PVD e ʻae i ke kūlike o ke kaʻina hana kiʻekiʻe a me ka scalability.

ʻO ke ʻano kūikawā, no ka hoʻohui optoelectronic, ʻo ka transparency optical o ke aniani e hiki ai i nā hoʻolālā hoʻopili kahi e kākoʻo ai ka substrate ʻaʻole wale nā ​​​​​​interconnect uila akā ʻo nā waveguides, nā aniani, a me nā puka makani sensor, he mea paʻakikī ke hoʻokō me TSV.

ʻO V. ZhenHua Vacuum TGV Seed Layer Coating Solution

Nā Pono Lako:

Hoʻonui i ka Hoʻopili ʻana i ka Deep Via: ʻO ka ʻenehana uhi hohonu ponoʻī i hiki ke lawelawe i nā vias liʻiliʻi e like me 30 μm me ka lakio hiʻohiʻona >10:1, e hoʻoponopono ana i nā pilikia hohonu paʻakikī.

Hiki ke hoʻopilikino ʻia no nā nui like ʻole: Kākoʻo i nā substrates aniani e like me 600 × 600 mm, 510 × 515 mm, a ʻoi aku paha.

Ka Maʻalahi o ke Kaʻina Hana: Kūlike me Cu, Ti, Ni, Pt, a me nā ʻiliʻili lahilahi conductive a hana paha e hoʻokō ai i nā koi kū'ē uila a me ka pala like ʻole.

Hana Paʻa a me ka Mālama Maʻalahi: Hoʻolako ʻia me ka mana akamai no ka hoʻoponopono ʻakomi parameter a me ka nānā ʻana i ka manawa maoli o ka like ʻana o ka mānoanoa; Hoʻomaʻamaʻa ka hoʻolālā modular i ka mālama ʻana a hoʻemi i ka downtime.

Ka laulā o ka noi: Kūpono no ka hoʻopili ʻana i ka TGV/TSV/TMV kiʻekiʻe, e hoʻokō ana i ka uhi ʻana o ka papa hua hohonu me ka lakio hiʻohiʻona 10:1.

—Ua paʻi ʻia kēia ʻatikala enā lako hana uhi vacuum mea hana Zhenhua Vacuum