Өнөөгийн дижитал хувьсгалд өгөгдөл дамжуулах хурдацтай өсөлт нь ухаалаг гар утасны өндөр давтамжийн харилцан үйлчлэл, AR/VR-ийн гүнзгий мэдрэмж, өндөр хүчин чадалтай тооцооллын асар их ачаалал зэргээс шалтгаалж байна. Урт холболтын зам, өндөр дамжуулалтын алдагдалтай уламжлалт 2 хэмжээст сав баглаа боодол нь гүйцэтгэлийн саад бэрхшээлийг даван туулж чадахгүй болсон.
Үүний үр дүнд чип давхарлах болон 3D сав баглаа боодол нь салбарын стратегийн чиглэл болж гарч ирсэн. Үнэхээр үр ашигтай 3D холболтыг бий болгохын тулд Through Glass Via (TGV) технологи нь судалгаа, хөгжүүлэлтийн нөөцөөс үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд шилжиж, өвөрмөц давуу талуудаараа ялгарч байна. TGV нь одоо дараагийн үеийн электрон төхөөрөмжүүдийн гол идэвхжүүлэгч болж байна.
1. TGV технологи: 3D холболтын "гүүр"
1.1 Гол ойлголт: TGV гэж яг юу вэ?
TGV-ийн мөн чанар нь шилэн суурь дээр босоо микровиаг үйлдвэрлэх явдал юм. Эдгээр виагууд нь цахилгаан гүүр болж, давхарласан чип эсвэл эд ангиудыг шууд холбож, дохио болон цахилгаан дамжуулах боломжийг олгодог. Уламжлалт "хавтгай утастай" харьцуулахад босоо холболт нь дамжуулах замыг эрс богиносгож, төхөөрөмжийн жижигрүүлэлт болон өндөр интеграцийг дэмждэг.
1.2 Шилэн суурь нь яагаад TGV-ийн байгалийн тээвэрлэгч болдог вэ?
Шилний гурван гол давуу талын ачаар TGV нь TSV (Silicon Via-аар дамжин)-ээс давж гардаг:
Бага диэлектрик тогтмол – өндөр давтамжийн дохиог хамгаалах: Шил нь угаасаа бага диэлектрик тогтмолтой бөгөөд дамжуулалтын явцад диэлектрик алдагдлыг багасгаж, 5G болон HPC зэрэг өндөр давтамжийн хэрэглээнд дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг.
Цахиуртай дулааны тэлэлтийн нийцтэй байдал - найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг: Шил нь цахиурын дулааны тэлэлтийн коэффициенттэй нягт тохирч, дулааны мөчлөгийн үед термомеханик стресс болон эвдрэлийг бууруулж, улмаар төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
Өндөр оптик тунгалаг байдал - оптоэлектроник интеграцийг идэвхжүүлдэг: Тунгалаг бус цахиураас ялгаатай нь шилэн тунгалаг байдал нь электро-оптик эрлийз хэрэглээг дэмждэг. Жишээлбэл, цахиурын фотоник модулиудад шил нь цахилгаан холболт болон оптик дохионы дамжуулалтыг хоёуланг нь идэвхжүүлдэг; AR/VR микро дэлгэцэнд тунгалаг байдал нь оптик бөглөрлийг багасгаж, гэрэл гэгээ, тод байдлыг сайжруулдаг.
1.3 TSV-ээс TGV хүртэл: Байгалийн хувьсал
TGV-ээс өмнө TSV нь 3D холболтын давамгайлсан технологи байсан. Гэсэн хэдий ч интеграцийн нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр TSV нь улам бүр нэмэгдэж буй бэрхшээлтэй тулгарч байна:
Өндөр өртөг: Сийлбэр, дулаалга, металлжуулалт зэрэг нарийн төвөгтэй процессууд нь TSV-ийг томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлд тохиромжгүй болгодог.
Найдвартай байдлын асуудал: Цахиур болон бусад материалын дулааны тэлэлтийн зөрүү нь ихэвчлэн хагарал эсвэл гагнуурын холболтын эвдрэлд хүргэдэг.
Хэрэглээний хүрээ хязгаарлагдмал: Цахиурын тунгалаг чанар нь TSV-г тунгалаг байдал шаарддаг оптоэлектроник хэрэглээнээс хасдаг.
TGV нь эдгээр өвдөлттэй цэгүүдийг үр дүнтэйгээр шийдвэрлэдэг тул дараагийн үеийн холболтын шийдэлд илүү тохиромжтой.
2. Via Coating: TGV-г ажиллагаатай болгодог гол идэвхжүүлэгч
2.1 Гол ойлголт: Бүрхүүлгүйгээр TGV нь зүгээр л "хоосон хоолой" юм.
Шилэн дамжуулагч нь угаасаа тусгаарлагч шинж чанартай бөгөөд цахилгаан дамжуулж чадахгүй. Холболтыг идэвхжүүлэхийн тулд дамжуулагчийн хажуугийн хананд конформ дамжуулагч давхарга (ихэвчлэн металл хальс) түрхэх шаардлагатай. Энэ давхарга нь дохионы хурд, алдагдал, тогтвортой байдлыг тодорхойлдог дохионы хурдны зам болж ажилладаг. Жигд бус эсвэл согогтой бүрхүүл нь илүү өндөр эсэргүүцэл, дохионы сулрал, эсвэл бүр хэлхээг задлахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь металлжуулалтаар дамжуулан TGV технологийн амин чухал хэсэг болгодог.
2.2 Бэрхшээлүүд: Хоёр чухал өвдөлтийн цэг
Өндөр харьцааны хамрах хүрээ
TGV диаметрүүд одоо микрометрийн хүрээнд (~30 μм хүртэл), гүн нь 10:1 харьцаанаас давсан байна. Уламжлалт тунадасны аргууд нь ёроолын бүрхүүл болон хажуугийн жигд хальсыг бий болгоход бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд ихэвчлэн холболтын гүйцэтгэлийг бууруулдаг бүрхүүлгүй "үхмэл бүс" үлдээдэг.
Согог хяналт – Нууц алуурчин
Булан болон хажуугийн ханан дээр хоосон зай эсвэл бөмбөлөг үүсэх хандлагатай байдаг. Эдгээр согогууд нь орон нутгийн эсэргүүцлийн огцом өсөлт эсвэл хэлхээг задлахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь чип болон төхөөрөмжүүдийн хоорондох холболтыг шууд тасалдуулдаг. Тиймээс согогийг дарах нь TGV бүрхүүлийн гол бэрхшээл юм.
3. Бүрэх дөрвөн зам: Давуу болон сул талууд
Физик ууршилтын тунадасжилт (PVD): Боловсорсон боловч хязгаарлагдмал
Ууршилт болон цацалт зэрэг процессууд нь өндөр цэвэршилттэй, хүчтэй наалддаг хальс үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч "харагдах шугам"-ын шинж чанараас шалтгаалан PVD нь өндөр харьцаатай дамжуулалттай тулгардаг бөгөөд ~5:1 харьцаанаас доош дамжуулалтад хамгийн тохиромжтой.
Химийн уурын тунадасжилт (CVD): Өндөр харьцаатай боловч өртөг өндөртэй
CVD нь хажуугийн ханануудаар дамжин тархдаг хийн урьдал бодисуудыг ашигладаг бөгөөд өндөр харьцаатай бүтцэд ч жигд бүрхүүл үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч өндөр температур, даралтын нөхцөл нь шилэн суурь материалыг гэмтээх эрсдэлтэй бөгөөд тоног төхөөрөмжийн өртөг өндөр тул голчлон өндөр зэрэглэлийн хэрэглээнд тохиромжтой.
Электрохимийн тунадасжуулалт (ECD): Зардал багатай массын үйлдвэрлэл
ECD нь хажуугийн ханан дээр металл ионуудыг багасгах замаар дамжуулагч хальсыг ялгадаг. Энэ нь бага өртөгтэй, өндөр дамжуулах чадвартай бөгөөд эзэлхүүн үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч электролитийн концентраци болон гүйдлийн нягтралыг хатуу хянах нь чухал бөгөөд хазайлт нь сүвэрхэг хальс эсвэл бохирдолд хүргэдэг. Үүнийг ихэвчлэн 5-50 мкм диаметртэй хоолойд хэрэглэдэг.
Атомын давхаргын тунадасжилт (ALD): Нарийвчлалын шийдэл
ALD нь атомын хэмжээний зузааны хяналт болон маш сайн конформыг бий болгодог тул маш өндөр харьцаатай дамжуулалтад тохиромжтой. Энэ нь хамрах хүрээний асуудлыг шийддэг боловч тунадасжилтын хурд маш удаан, өндөр өртөгтэй байдаг. Тиймээс ALD нь голчлон сансар судлал болон өндөр найдвартай мэдрэгчүүдэд зориулагдсан.
4. TGV бүрхүүлийн үнэ цэнэ: 3D холболтын гүйцэтгэлийг сайжруулах
Хурдны нээлт – Өндөр хурдны шууд холболтууд
2 хэмжээст савлагаанд дохионууд хол зайд тархах ёстой бөгөөд энэ нь алдагдлыг нэмэгдүүлдэг. TGV металлжуулалтын тусламжтайгаар чипээс самбар хүртэлх болон чипээс системийн хоорондын холболтууд богино, босоо, алдагдал багатай болдог. HPC серверүүдэд TGV бүрсэн via нь CPU-ээс санах ой хүртэлх/GPU-ийн харилцааны хурдыг 30%-иас дээш хувиар сайжруулж, хоцрогдолыг бууруулж, системийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.
Эрчим хүчний хэмнэлт – Бага саатал болон эрчим хүчний хэрэглээ
Богино холболтын замууд нь саатлыг бууруулдаг бол бага эсэргүүцэлтэй бүрхүүл нь Жоуль халаалтыг багасгадаг. Жишээлбэл, TGV идэвхжүүлсэн ухаалаг гар утасны чип сав баглаа боодол нь цөмийн эрчим хүчний хэрэглээг 15-20% бууруулж, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгаж, хэрэглэгчийн туршлагыг сайжруулдаг.
5. Zhenhua тоос сорогч: TGV бүрхүүлийн дэвшилтэт шийдлүүд
Тоног төхөөрөмжийн давуу талууд
Гүнзгий Оновчлол
Өмчийн гүн нүхний бүрхүүлийн технологи нь 10:1-ээс дээш харьцаатай, 30 μм хүртэлх жижиг нүхэнд ч гэсэн үрийн давхаргыг жигд байрлуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь салбарын хамгийн хүнд сорилтуудын нэгийг шийдвэрлэж байна.
Тохируулж болох субстрат боловсруулах
600 × 600 мм / 510 × 515 мм зэрэг шилэн суурьны янз бүрийн хэмжээтэй, том хэмжээтэйг дэмждэг.
Процессын уян хатан байдал – Олон материалын нийцтэй байдал
Cu, Ti, W, Ni, Pt зэрэг дамжуулагч болон функциональ хальснуудыг дэмждэг бөгөөд цахилгаан дамжуулах чанар болон зэврэлтээс хамгаалах олон төрлийн хэрэглээний шаардлагыг хангадаг.
Тогтвортой гүйцэтгэл болон хялбар засвар үйлчилгээ
Кино зузааны жигд байдлыг бодит цагийн хяналт хийх ухаалаг процессын хяналтын системээр тоноглогдсон бөгөөд засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар, ашиглалтын хугацааг багасгах модульчлагдсан дизайнтай.
Хэрэглээний хүрээ
TGV/TSV/TMV дэвшилтэт савлагаанд тохиромжтой бөгөөд 10:1 харьцаатай гүн нүхэнд үрийн давхаргыг конформаль байдлаар хуримтлуулах боломжийг олгодог.
-Энэ нийтлэлийг нийтэлсэн вакуум бүрэх тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгч Zhenhua тоос сорогч
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 9-р сарын 27