ວິທີແກ້ໄຂການເຄືອບສູນຍາກາດໃນການຫຸ້ມຫໍ່ເຄິ່ງຕົວນຳ: ເສີມຂະຫຍາຍຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ປະສິດທິພາບ

ໃນຂະນະທີ່ອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳຍັງສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ ໃນຂະນະທີ່ປະສົມປະສານໜ້າທີ່ຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຕັກໂນໂລຊີການຫຸ້ມຫໍ່ປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ. ການເຄືອບສູນຍາກາດໄດ້ກາຍເປັນຂະບວນການທີ່ສຳຄັນໃນການຫຸ້ມຫໍ່ເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ກ້າວໜ້າ, ຮັບປະກັນການຫຍໍ້ຂະໜາດຂອງອຸປະກອນ, ປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວ. ໂດຍການນຳໃຊ້ເຕັກນິກວິສະວະກຳຟິມບາງເຊັ່ນ: ການເຄືອບໄອທາງກາຍະພາບ (PVD), ການເຄືອບໄອທາງເຄມີ (CVD), ແລະ ການເຄືອບຊັ້ນປະລໍາມະນູ (ALD), ຜູ້ຜະລິດສາມາດແກ້ໄຂຄວາມຕ້ອງການທີ່ສຳຄັນສຳລັບການປ້ອງກັນສິ່ງກີດຂວາງ, ປະສິດທິພາບທາງໄຟຟ້າ, ແລະ ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໃນຊິບລຸ້ນຕໍ່ໄປ.

ສິ່ງທ້າທາຍທົ່ວໄປໃນການຫຸ້ມຫໍ່ຂອງອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳ

ການຫຸ້ມຫໍ່ແບບເຄິ່ງຕົວນຳບໍ່ແມ່ນຂັ້ນຕອນປ້ອງກັນງ່າຍໆອີກຕໍ່ໄປ ແຕ່ເປັນຂັ້ນຕອນທີ່ສຳຄັນຕໍ່ປະສິດທິພາບ. ສິ່ງທ້າທາຍທົ່ວໄປລວມມີ:

ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ ແລະ ອົກຊີເຈນທາງເຂົ້າ

ອຸປະກອນທີ່ຖືກຫຸ້ມຫໍ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງຕໍ່ການສຳຜັດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ. ເຖິງແມ່ນວ່າລະດັບຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ ຫຼື ການແຜ່ກະຈາຍຂອງອົກຊີເຈນໃນລະດັບໜ້ອຍໆກໍ່ສາມາດນຳໄປສູ່ການກັດກ່ອນ, ການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງໂລຫະ, ຫຼື ການເສື່ອມສະພາບຂອງໄດອີເລັກຕຣິກ.

ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງຊັ້ນກີດຂວາງ

ວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່ໂພລີເມີແບບດັ້ງເດີມມັກຈະມີຄຸນສົມບັດເປັນສິ່ງກີດຂວາງທີ່ບໍ່ພຽງພໍ. ຖ້າບໍ່ມີການເຄືອບຟິມບາງທີ່ແຂງແຮງ, ຊິບມັກຈະມີຄວາມເສື່ອມໂຊມໃນສະພາບທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມສູງ ຫຼື ອຸນຫະພູມສູງ.

ການເຄື່ອນຍ້າຍທາງໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການເຊື່ອມຕໍ່

ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າສູງໃນໂຫນດທີ່ກ້າວໜ້າເລັ່ງການເຄື່ອນຍ້າຍທາງໄຟຟ້າ. ການຍຶດຕິດທີ່ບໍ່ດີ ຫຼື ການເຄືອບທີ່ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີສາມາດເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ຫຼຸດລົງ.

ຂໍ້ຈຳກັດການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ

ເມື່ອຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຂອງອຸປະກອນເພີ່ມຂຶ້ນ, ການເຄືອບການຈັດການຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ພຽງພໍສາມາດນໍາໄປສູ່ຈຸດຮ້ອນທ້ອງຖິ່ນ, ການເສື່ອມປະສິດທິພາບ, ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນສັ້ນລົງ.

ການຫຍໍ້ຂະໜາດ ແລະ ການຄອບຄຸມອັດຕາສ່ວນພາບ

ໂຄງສ້າງການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ກ້າວໜ້າເຊັ່ນ: Through-Silicon Vias (TSVs) ແລະ Through-Glass Vias (TGVs) ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເຄືອບ conformal ພາຍໃນຄູນ້ຳ ແລະ ຈຸດເຊື່ອມທີ່ມີອັດຕາສ່ວນສູງ, ເຊິ່ງຍັງຄົງເປັນຈຸດຂັດຂ້ອງທາງດ້ານເຕັກນິກທີ່ສຳຄັນ.

ວິທີແກ້ໄຂການເຄືອບສູນຍາກາດ
1. ການເຄືອບປ້ອງກັນຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ/ອົກຊີເຈນ

ຟິມບາງໆ SiO₂, SiNₓ, ແລະ Al₂O₃ ທີ່ຝາກຜ່ານ PVD ຫຼື ALD ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຊັ້ນຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ປິດສະໜິດ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການສົ່ງຜ່ານໄອນ້ຳ (WVTR) ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ການວາງຊ້ອນກັນຫຼາຍຊັ້ນທີ່ປະສົມປະສານຊັ້ນອະນົງຄະທາດ ແລະ ຊັ້ນປະສົມບັນລຸຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືທີ່ດີກວ່າ, ເຊິ່ງສຳຄັນສຳລັບໂມດູນ RF ແລະ ການຫຸ້ມຫໍ່ MEMS.

2. ຊັ້ນສົ່ງເສີມການຍຶດຕິດ ແລະ ຊັ້ນການໂຕ້ຕອບ

ຊັ້ນຍຶດຕິດ Ti, Cr, ຫຼື TiN ຊ່ວຍເສີມສ້າງຄວາມແຮງຂອງການຍຶດຕິດລະຫວ່າງຊັ້ນໂລຫະ ແລະ ໄດອີເລັກຕຣິກ, ປ້ອງກັນການແຍກສ່ວນໃນລະຫວ່າງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ.

ການປິ່ນປົວດ້ວຍພື້ນຜິວຂອງພລາສມາຊ່ວຍປັບປຸງການປຽກ ແລະ ການສ້າງຟິມໃໝ່ເທິງຊັ້ນຮອງພື້ນຜິວທີ່ມີພະລັງງານຕ່ຳ.

3. ຊັ້ນການສະກັດກັ້ນການແຜ່ກະຈາຍ ແລະ ການເຄື່ອນຍ້າຍດ້ວຍໄຟຟ້າ

ຊັ້ນສິ່ງກີດຂວາງ Ta, TaN, ແລະ Ru ທີ່ຝາກຜ່ານການສະເປເຕີຣິງແມກນີຕຣອນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສິ່ງກີດຂວາງການແຜ່ກະຈາຍທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການເຊື່ອມຕໍ່ Cu.

ຊັ້ນເຫຼົ່ານີ້ຫຼຸດຜ່ອນການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງໄຟຟ້າ, ຮັກສາຄວາມນຳໄຟຟ້າເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງກະແສໄຟຟ້າສູງ.

4. ການເຄືອບການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ

ການເຄືອບທີ່ມີຄ່າການນຳຄວາມຮ້ອນສູງ ເຊັ່ນ: ຟິມຄາບອນຄ້າຍຄືເພັດ (DLC) ຫຼື AlN ຊ່ວຍເພີ່ມການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ.

ການເຄືອບທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ສາມາດເຊື່ອມໂຍງເຂົ້າກັບໂມດູນເຄິ່ງຕົວນຳພະລັງງານ, ອຸປະກອນ SiC/GaN, ແລະຊິບຄອມພິວເຕີປະສິດທິພາບສູງ (HPC).

5. ການເຄືອບແບບສອດຄ່ອງສຳລັບໂຄງສ້າງທີ່ມີອັດຕາສ່ວນສູງ

ALD ໃຫ້ການຄວບຄຸມລະດັບປະລໍາມະນູ, ຮັບປະກັນຟິມທີ່ສອດຄ່ອງ ແລະ ບໍ່ມີຮູເຂັມໃນ TSV ແລະ TGV ທີ່ມີອັດຕາສ່ວນເກີນ 10:1.

ນີ້ແມ່ນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການຫຸ້ມຫໍ່ IC 3D, ບ່ອນທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຜົນຜະລິດ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກກໍລະນີ

ການຫຸ້ມຫໍ່ MEMS: ການຫຸ້ມຫໍ່ແບບຟິມບາງທີ່ມີຊັ້ນ Al₂O₃/SiNₓ ຊ່ວຍປັບປຸງການປິດສະໜິດ, ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນໃນສະພາບແວດລ້ອມລົດຍົນ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ.

ໂມດູນດ້ານໜ້າ RF: ການເຄືອບສິ່ງກີດຂວາງຫຼາຍຊັ້ນຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຸຂອງກາຝາກ ແລະ ການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບທີ່ເກີດຈາກຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ.

ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ: ການເຄືອບຕົວກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ DLC ຊ່ວຍເພີ່ມການລະບາຍຄວາມຮ້ອນໃນ MOSFETs ທີ່ອີງໃສ່ SiC, ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການເຮັດວຽກສູງຂຶ້ນ.

ການເຊື່ອມໂຍງ 3D: ການເຄືອບ ALD ແບບສອດຄ່ອງໃນ TSV/TGV ຮັບປະກັນຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຜ່ານການສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການເຄືອບໂລຫະສຳລັບອຸປະກອນໜ່ວຍຄວາມຈຳແບນວິດສູງ (HBM).

ຂໍ້ດີຂອງການເຄືອບສູນຍາກາດໃນການຫຸ້ມຫໍ່

ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືສູງ: ປະສິດທິພາບດ້ານການກີດຂວາງ ແລະ ການຍຶດຕິດທີ່ດີກວ່າຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງອຸປະກອນໃນໄລຍະຍາວ.

ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ: ລະບົບການວາງຊັ້ນດ້ວຍສູນຍາກາດຮອງຮັບການຫຸ້ມຫໍ່ລະດັບເວເຟີ (WLP) ແລະ ການຫຸ້ມຫໍ່ລະດັບແຜງ (PLP), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ.

ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງຂະບວນການ: ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບວັດສະດຸທີ່ຫຼາກຫຼາຍ (Si, GaAs, SiC, ແກ້ວ, ໂພລີເມີ), ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານການເຊື່ອມໂຍງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ການປະຕິບັດຕາມສິ່ງແວດລ້ອມ: ກຳຈັດຂະບວນການປຽກທີ່ມີມົນລະພິດສູງເຊັ່ນ: ການຊຸບດ້ວຍໄຟຟ້າ, ສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານການຜະລິດສີຂຽວ.

ສະຫຼຸບ

ການເຄືອບສູນຍາກາດໄດ້ກາຍເປັນພື້ນຖານຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ກ້າວໜ້າ, ແກ້ໄຂບັນຫາທ້າທາຍໃນການປົກປ້ອງສິ່ງກີດຂວາງ, ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ການຄຸ້ມຄອງອັດຕາສ່ວນສູງ. ໃນຂະນະທີ່ອຸດສາຫະກຳຫັນປ່ຽນໄປສູ່ການເຊື່ອມໂຍງທີ່ບໍ່ເປັນເອກະພາບ, ສະຖາປັດຕະຍະກຳຊິບເລັດ, ແລະ ການວາງຊ້ອນກັນ 3D, ຄວາມຕ້ອງການສຳລັບການວາງຟິມບາງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳຈະເພີ່ມຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ.

ຜ່ານນະວັດຕະກໍາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນ PVD, ALD, ແລະແພລດຟອມການເຄືອບແບບປະສົມ, ວິທີແກ້ໄຂການເຄືອບສູນຍາກາດບໍ່ພຽງແຕ່ເສີມຂະຫຍາຍຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືເທົ່ານັ້ນແຕ່ຍັງເຮັດໃຫ້ອະນາຄົດຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ເຄິ່ງຕົວນໍາເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງຫ້າວຫັນ.

— ບົດຄວາມນີ້ຖືກເຜີຍແຜ່ໂດຍອຸປະກອນເຄືອບສູນຍາກາດຜູ້ຜະລິດເຄື່ອງດູດຝຸ່ນ Zhenhua