ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ସମାଧାନ: ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି

ଅଧିକ କାର୍ଯ୍ୟକାରିତାକୁ ଏକୀକୃତ କରିବା ସହିତ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ହ୍ରାସ ପାଇବା ଜାରି ରଖିଥିବାରୁ, ପ୍ୟାକେଜିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାଗୁଡ଼ିକ ଅଭୂତପୂର୍ବ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜର ସମ୍ମୁଖୀନ ହେଉଛି। ଉନ୍ନତ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ସକ୍ଷମ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି, ଯାହା ଡିଭାଇସ୍ କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣ, ଉଚ୍ଚ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିଥାଏ। ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(PVD), ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(CVD), ଏବଂ ପରମାଣୁ ସ୍ତର ଜମା (ALD) ଭଳି ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ କୌଶଳକୁ ଉପଯୋଗ କରି, ନିର୍ମାତାମାନେ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଚିପ୍ସରେ ବାଧା ସୁରକ୍ଷା, ବୈଦ୍ୟୁତିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ତାପଜ ପରିଚାଳନା ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଦାବିଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିପାରିବେ।

ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ସାଧାରଣ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକ

ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ୟାକେଜିଂଏହା ଆଉ ଏକ ସରଳ ସୁରକ୍ଷା ପଦକ୍ଷେପ ନୁହେଁ ବରଂ ଏକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା-ସଙ୍କଟପୂର୍ଣ୍ଣ ପର୍ଯ୍ୟାୟ। ସାଧାରଣ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

ଆର୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ଅମ୍ଳଜାନ ପ୍ରବେଶ

ଏନକ୍ୟାପସୁଲେଟେଡ୍ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ପରିବେଶଗତ ସଂସ୍ପର୍ଶ ପ୍ରତି ଅତ୍ୟନ୍ତ ସମ୍ବେଦନଶୀଳ। ଆର୍ଦ୍ରତା କିମ୍ବା ଅମ୍ଳଜାନ ପ୍ରସାରଣର ସ୍ତର ମଧ୍ୟ କ୍ଷୟ, ଧାତୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ କିମ୍ବା ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଅବକ୍ଷୟର କାରଣ ହୋଇପାରେ।

ବାଧା ସ୍ତର ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା

ପାରମ୍ପରିକ ପଲିମର ଏନକ୍ୟାପସୁଲାଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟତଃ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଗୁଣ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି। ଦୃଢ଼ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଆବରଣ ବିନା, ଚିପ୍ସ ଉଚ୍ଚ-ଆର୍ଦ୍ରତା କିମ୍ବା ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଅବସ୍ଥାରେ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ବିଫଳତାର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ।

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମାଇଗ୍ରେସନ୍ ଏବଂ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ସ୍ଥିରତା

ଉନ୍ନତ ନୋଡଗୁଡ଼ିକରେ ଉଚ୍ଚ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘନତା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମାଇଗ୍ରେସନକୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରେ। ଦୁର୍ବଳ ଆପୋଷ କିମ୍ବା ଅସମାନ ଆବରଣ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଜୀବନକାଳକୁ ବିପଦରେ ପକାଇପାରେ।

ତାପଜ ଅପଚୟ ସୀମା

ଡିଭାଇସର ଶକ୍ତି ଘନତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଅପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ତାପଜ ପରିଚାଳନା ଆବରଣ ସ୍ଥାନୀୟ ହଟସ୍ପଟ୍, କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ହ୍ରାସ ଏବଂ ଡିଭାଇସର ଜୀବନକାଳ ହ୍ରାସ କରିପାରେ।

କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣ ଏବଂ ଦିଗ ଅନୁପାତ କଭରେଜ୍

ଥ୍ରୁ-ସିଲିକନ୍ ଭିୟାସ୍ (TSVs) ଏବଂ ଥ୍ରୁ-ଗ୍ଲାସ୍ ଭିୟାସ୍ (TGVs) ଭଳି ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ ଗଠନ ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ଆସପେକ୍ଟ ରେସିଓ ଟ୍ରେଞ୍ଚ ଏବଂ ଭିୟାସ୍ ଭିତରେ କନଫର୍ମଲ୍ ଆବରଣ ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ଏକ ପ୍ରମୁଖ ବୈଷୟିକ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ହୋଇ ରହିଛି।

ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ସମାଧାନ
୧. ଆର୍ଦ୍ରତା/ଅମ୍ଳଜାନ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଆବରଣ

PVD କିମ୍ବା ALD ମାଧ୍ୟମରେ ଜମା ହୋଇଥିବା SiO₂, SiNₓ, ଏବଂ Al₂O₃ ପତଳା ଫିଲ୍ମଗୁଡ଼ିକ ହର୍ମେଟିକ୍ ଏନକ୍ୟାପସୁଲେସନ୍ ସ୍ତର ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଯାହା ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପ ପରିବହନ ହାର (WVTR)କୁ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ କରେ।

ଅଜୈବ ଏବଂ ହାଇବ୍ରିଡ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକୁ ମିଶ୍ରଣ କରୁଥିବା ବହୁ-ସ୍ତର ବାଧା ଷ୍ଟାକ୍ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ହାସଲ କରେ, ଯାହା RF ମଡ୍ୟୁଲ୍ ଏବଂ MEMS ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

2. ଆଡେସନ୍-ପ୍ରୋତ୍ସାହନ ଏବଂ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକ

Ti, Cr, କିମ୍ବା TiN ଆଡେସନ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକ ଧାତୁକରଣ ସ୍ତର ଏବଂ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ସ ମଧ୍ୟରେ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ତାପଜ ସାଇକେଲିଂ ସମୟରେ ଡିଲାମିନେସନକୁ ରୋକିଥାଏ।

ପ୍ଲାଜ୍ମା ପୃଷ୍ଠ ଚିକିତ୍ସା ନିମ୍ନ-ପୃଷ୍ଠ-ଶକ୍ତି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକରେ ଓଦା ହେବା ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ନ୍ୟୁକ୍ଲିଏସନ୍‌କୁ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କରେ।

3. ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମାଇଗ୍ରେସନ୍ ଦମନ ସ୍ତର

ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂ ମାଧ୍ୟମରେ ଜମା ହୋଇଥିବା Ta, TaN, ଏବଂ Ru ବାଧା ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକ Cu ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗରେ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପ୍ରସାରଣ ବାଧା ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।

ଏହି ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣକୁ ହ୍ରାସ କରନ୍ତି, ଉଚ୍ଚ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତ ଚାପରେ ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗ ପରିବାହୀତାକୁ ସଂରକ୍ଷଣ କରନ୍ତି।

୪. ତାପଜ ପରିଚାଳନା ଆବରଣ

ହୀରା ପରି କାର୍ବନ (DLC) କିମ୍ବା AlN ଫିଲ୍ମ ଭଳି ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ବାହକ ଆବରଣ ତାପ ଅପଚୟକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ।

ଉପଯୁକ୍ତ ଆବରଣଗୁଡ଼ିକ ପାୱାର ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ମଡ୍ୟୁଲ୍, SiC/GaN ଡିଭାଇସ୍ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରଦର୍ଶିତା କମ୍ପ୍ୟୁଟିଂ (HPC) ଚିପ୍ସରେ ସମନ୍ୱୟକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।

5. ଉଚ୍ଚ ଦିଗ ଅନୁପାତ ଗଠନ ପାଇଁ ଅନୁରୂପ ଆବରଣ

ALD ପରମାଣୁ-ସ୍ତରୀୟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଦାନ କରେ, 10:1 ରୁ ଅଧିକ ଦିଗ ଅନୁପାତ ସହିତ TSV ଏବଂ TGV ରେ କନଫର୍ମଲ୍ ଏବଂ ପିନହୋଲ୍-ମୁକ୍ତ ଫିଲ୍ମ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।

ଏହା 3D IC ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, ଯେଉଁଠାରେ ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗ ଘନତା ଏବଂ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ସିଧାସଳଖ ଉତ୍ପାଦନକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ।

ମାମଲା ଆବେଦନଗୁଡ଼ିକ

MEMS ପ୍ୟାକେଜିଂ: Al₂O₃/SiNₓ ଷ୍ଟାକ ସହିତ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଏନକ୍ୟାପସୁଲେସନ୍ ହର୍ମେଟିସିଟିକୁ ଉନ୍ନତ କରେ, ଅଟୋମୋଟିଭ୍ ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ପରିବେଶରେ ଡିଭାଇସର ଜୀବନକାଳ ବୃଦ୍ଧି କରେ।

RF ଫ୍ରଣ୍ଟ-ଏଣ୍ଡ ମଡ୍ୟୁଲ୍: ବହୁ-ସ୍ତର ବାଧା ଆବରଣ ପରଜୀବୀ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଆର୍ଦ୍ରତା-ପ୍ରେରିତ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଡ୍ରିଫ୍ଟକୁ ହ୍ରାସ କରେ।

ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ: DLC ଥର୍ମାଲ୍ ସ୍ପ୍ରେଡର ଆବରଣ SiC-ଆଧାରିତ MOSFETs ରେ ତାପ ଅପଚୟକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ଯାହା ଫଳରେ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ଅଧିକ ହୋଇଥାଏ।

3D ସମନ୍ୱୟ: TSV/TGV ରେ କନଫର୍ମାଲ୍ ALD ଆବରଣ ଉଚ୍ଚ-ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ମେମୋରୀ (HBM) ଡିଭାଇସ୍ ପାଇଁ ଇନସୁଲେସନ ଏବଂ ଧାତବୀକରଣ ମାଧ୍ୟମରେ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।

ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣର ଲାଭ

ଉଚ୍ଚ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା: ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବାଧା ଏବଂ ଆବଦ୍ଧତା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ଡିଭାଇସ୍ ସ୍ଥିରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।

ସ୍କେଲେବିଲିଟି: ଭାକ୍ୟୁମ୍-ଆଧାରିତ ଜମା ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ୱାଫର-ଲେଭଲ୍ ପ୍ୟାକେଜିଂ (WLP) ଏବଂ ପ୍ୟାନେଲ୍-ଲେଭଲ୍ ପ୍ୟାକେଜିଂ (PLP)କୁ ସମର୍ଥନ କରେ, ଯାହା ମୂଲ୍ୟ-ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।

ପ୍ରକ୍ରିୟା ନମନୀୟତା: ବିବିଧ ସାମଗ୍ରୀ (Si, GaAs, SiC, କାଚ, ପଲିମର) ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ, ବିବିଧ ସମନ୍ୱୟ ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରେ।

ପରିବେଶଗତ ଅନୁପାଳନ: ସବୁଜ ଉତ୍ପାଦନ ମାନଦଣ୍ଡ ସହିତ ସମନ୍ୱୟ ରଖି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋପ୍ଲେଟିଂ ଭଳି ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରଦୂଷକ ଓଦା ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଦୂର କରେ।

ଉପସଂହାର

ବାଧା ସୁରକ୍ଷା, ତାପଜ ପରିଚାଳନା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ପାର୍ଶ୍ଵ-ଅନୁପାତ କଭରେଜରେ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରି, ଭ୍ୟାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ଉନ୍ନତ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପ୍ୟାକେଜିଂର ଏକ ମୂଳଦୁଆ ପାଲଟିଛି। ଶିଳ୍ପ ଯେପରି ବିଷମ ସମନ୍ୱୟ, ଚିପଲେଟ୍ ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଏବଂ 3D ଷ୍ଟାକିଂକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରୁଛି, ଠିକ୍ ଭାବରେ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଜମା ପାଇଁ ଚାହିଦା ଆହୁରି ତୀବ୍ର ହେବ।

PVD, ALD, ଏବଂ ହାଇବ୍ରିଡ୍ କୋଟିଂ ପ୍ଲାଟଫର୍ମରେ ନିରନ୍ତର ନବସୃଜନ ମାଧ୍ୟମରେ, ଭାକ୍ୟୁମ୍ କୋଟିଂ ସମାଧାନଗୁଡ଼ିକ କେବଳ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ବୃଦ୍ଧି କରୁନାହିଁ ବରଂ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ୟାକେଜିଂର ଭବିଷ୍ୟତକୁ ସକ୍ରିୟ ଭାବରେ ସକ୍ଷମ କରୁଛି।

—ଏହି ଲେଖାଟି ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲାଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ଉପକରଣନିର୍ମାତା ଜେନହୁଆ ଭାକ୍ୟୁମ୍