Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд улам бүр багасч, илүү олон функцийг нэгтгэж байгаа тул сав баглаа боодлын технологиуд урьд өмнө байгаагүй бэрхшээлтэй тулгарч байна. Вакуум бүрхүүл нь дэвшилтэт хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын гол үйл явц болж гарч ирсэн бөгөөд төхөөрөмжийн жижигрүүлэлт, өндөр гүйцэтгэл, урт хугацааны найдвартай байдлыг баталгаажуулдаг. Физик уурын тунадасжуулалт (PVD), химийн уурын тунадасжуулалт (CVD), атомын давхаргын тунадасжуулалт (ALD) зэрэг нимгэн хальсан инженерийн техникийг ашигласнаар үйлдвэрлэгчид дараагийн үеийн чипүүдэд саад бэрхшээлийн хамгаалалт, цахилгаан гүйцэтгэл, дулааны менежментийн чухал шаардлагыг хангаж чадна.
Хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын нийтлэг бэрхшээлүүд
Хагас дамжуулагч сав баглаа боодолнь энгийн хамгаалалтын алхам биш, харин гүйцэтгэлийн чухал үе шат болсон. Ердийн бэрхшээлүүдэд дараахь зүйлс орно.
Чийг ба хүчилтөрөгчийн нэвчилт
Капсулжуулсан төхөөрөмжүүд нь хүрээлэн буй орчны нөлөөлөлд маш мэдрэмтгий байдаг. Чийгшил эсвэл хүчилтөрөгчийн тархалтын ул мөр ч гэсэн зэврэлт, металлын шилжилт эсвэл диэлектрикийн задралд хүргэж болзошгүй.
Саадны давхаргын найдвартай байдал
Уламжлалт полимер бүрхүүл нь ихэвчлэн хангалтгүй саад тотгорын шинж чанартай байдаг. Бат бөх нимгэн хальсан бүрхүүлгүй бол чипс нь өндөр чийгшил эсвэл өндөр температурын нөхцөлд найдвартай байдал алдагдахад өртөмтгий байдаг.
Цахилгаан шилжилт ба холболтын тогтвортой байдал
Дэвшилтэт зангилаанууд дахь өндөр гүйдлийн нягтрал нь цахилгаан шилжилтийг хурдасгадаг. Муу наалдац эсвэл жигд бус бүрхүүл нь холболтын ашиглалтын хугацааг бууруулж болзошгүй.
Дулааны тархалтын хязгаарлалтууд
Төхөөрөмжийн эрчим хүчний нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр дулааны удирдлагын бүрхүүл хангалтгүй байх нь орон нутгийн халуун цэгүүд үүсэх, гүйцэтгэл муудах, төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг богиносгоход хүргэдэг.
Жижигрүүлэлт ба Аспект Харьцааны Хамрах хүрээ
Цахиурын нэвчилттэй хоолой (TSV) болон шилэн нэвчилттэй хоолой (TGV) зэрэг дэвшилтэт сав баглаа боодлын бүтэц нь өндөр харьцаатай суваг болон нэвчилттэй хоолойн дотор конформ бүрхүүл шаарддаг бөгөөд энэ нь техникийн гол саад тотгор хэвээр байна.
Вакуум бүрхүүлийн шийдлүүд
1. Чийг/хүчилтөрөгчийн хаалттай бүрхүүл
PVD эсвэл ALD-ээр дамжин хуримтлагдсан SiO₂, SiNₓ болон Al₂O₃ нимгэн хальснууд нь битүүмжлэлийн давхарга болж, усны уурын дамжуулалтын хурдыг (WVTR) мэдэгдэхүйц бууруулдаг.
Органик бус болон эрлийз давхаргуудыг хослуулсан олон давхаргат хаалттай овоолго нь RF модулиуд болон MEMS савлагаанд чухал ач холбогдолтой өндөр найдвартай байдлыг бий болгодог.
2. Наалдацыг нэмэгдүүлэх болон интерфэйсийн давхаргууд
Ti, Cr эсвэл TiN наалдамхай давхаргууд нь металлжуулалтын давхарга ба диэлектрикийн хоорондох холболтын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, дулааны мөчлөгийн үед хальслахаас сэргийлдэг.
Плазмын гадаргуугийн боловсруулалт нь бага гадаргуугийн энерги бүхий субстратууд дээр чийгшүүлэх болон хальсны цөм үүсэхийг сайжруулдаг.
3. Диффузи ба цахилгаан шилжилтийг дарах давхаргууд
Магнетрон цацалтаар хуримтлагдсан Ta, TaN, болон Ru хаалтын давхаргууд нь Cu харилцан холболтуудад үр дүнтэй диффузийн хаалт болж үйлчилдэг.
Эдгээр давхаргууд нь цахилгаан шилжилтийг бууруулж, өндөр гүйдлийн стрессийн үед холболтын дамжуулалтыг хадгалдаг.
4. Дулааны менежментийн бүрхүүл
Алмазан төст нүүрстөрөгч (DLC) эсвэл AlN хальс зэрэг өндөр дулаан дамжуулалтын бүрхүүл нь дулаан тархалтыг сайжруулдаг.
Захиалгат бүрхүүл нь цахилгаан хагас дамжуулагч модулиуд, SiC/GaN төхөөрөмжүүд болон өндөр хүчин чадалтай тооцооллын (HPC) чипүүдтэй нэгтгэх боломжийг олгодог.
5. Өндөр харьцаатай бүтцийн конформал бүрхүүл
ALD нь атомын түвшний хяналтыг хангаж, TSV болон TGV-д 10:1-ээс дээш харьцаатай конформ болон зүү нүхгүй хальсыг баталгаажуулдаг.
Энэ нь 3D IC савлагаанд чухал ач холбогдолтой бөгөөд холболтын нягтрал болон найдвартай байдал нь гарцад шууд нөлөөлдөг.
Кейсийн хэрэглээ
MEMS сав баглаа боодол: Al₂O₃/SiNₓ стек бүхий нимгэн хальсан бүрхүүл нь битүүмжлэлийг сайжруулж, автомашин болон үйлдвэрлэлийн орчинд төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
RF урд талын модулиуд: Олон давхаргат хаалт бүрхүүл нь шимэгч багтаамж болон чийгээс үүдэлтэй гүйцэтгэлийн хэлбэлзлийг бууруулдаг.
Цахилгаан электроник: DLC дулааны тархалтын бүрхүүл нь SiC дээр суурилсан MOSFET-ийн дулаан тархалтыг сайжруулж, үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлэх боломжийг олгодог.
3D интеграци: TSV/TGV дахь конформал ALD бүрхүүл нь өндөр зурвасын өргөнтэй санах ой (HBM) төхөөрөмжүүдийн дулаалга болон металлжуулалтаар дамжуулан найдвартай байдлыг хангадаг.
Сав баглаа боодол дээр вакуум бүрхүүл ашиглахын давуу талууд
Өндөр найдвартай байдал: Дээд зэргийн хаалт болон наалдамхай чанар нь төхөөрөмжийн урт хугацааны тогтвортой байдлыг хангадаг.
Өргөтгөх боломж: Вакуум суурьтай тунадасжуулалтын системүүд нь вафер түвшний сав баглаа боодол (WLP) болон хавтан түвшний сав баглаа боодол (PLP)-ийг дэмждэг бөгөөд энэ нь өртөг хэмнэлттэй масс үйлдвэрлэлийг бий болгодог.
Процессийн уян хатан байдал: Төрөл бүрийн материалуудтай (Si, GaAs, SiC, шил, полимер) нийцтэй, олон төрлийн интеграцийн хэрэгцээг хангадаг.
Байгаль орчныг хамгаалах: Ногоон үйлдвэрлэлийн стандартад нийцүүлэн электролиз гэх мэт өндөр бохирдолтой нойтон процессыг арилгана.
Дүгнэлт
Вакуум бүрхүүл нь дэвшилтэт хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын тулгын чулуу болж, саад бэрхшээлээс хамгаалах, дулааны менежмент, өндөр харьцаатай бүрхүүлийн бэрхшээлийг шийдвэрлэж байна. Салбар нь олон төрлийн интеграци, чиплет архитектур, 3D стек рүү шилжихийн хэрээр нарийн нимгэн хальсан хуримтлалын эрэлт хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэх болно.
PVD, ALD болон эрлийз бүрхүүлийн платформуудад тасралтгүй шинэчлэл хийснээр вакуум бүрхүүлийн шийдлүүд нь зөвхөн найдвартай байдлыг сайжруулаад зогсохгүй хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын ирээдүйг идэвхтэйгээр бий болгож байна.
-Энэ нийтлэлийг нийтэлсэнвакуум бүрэх тоног төхөөрөмжүйлдвэрлэгч Zhenhua тоос сорогч
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 9-р сарын 27