අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම්කරණ තාක්ෂණයේ පරිණාමයේ දී, සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතා සෑම විටම පද්ධති ක්රියාකාරිත්වය, පියසටහන සහ බල පරිභෝජනය තීරණය කරන ප්රධාන සාධකයක් වී ඇත. මුල් වයර් බන්ධන සහ ෆ්ලිප්-චිප් ශිල්පීය ක්රමවල සිට 3D ස්ටැක්ඩ් IC මතුවීම දක්වා, කර්මාන්තය ඉහළ ඝනත්වයක් සහ කෙටි අන්තර් සම්බන්ධතා විසඳුම් සොයමින් සිටී.
මෙම සන්දර්භය තුළ, TSV (Through Silicon Via) සහ TGV (Through Glass Via) ප්රධාන ධාරාවේ සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතා තාක්ෂණයන් දෙකක් ලෙස මතු වී ඇත. ඒවා ද්රව්ය පද්ධති, නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන්, කාර්ය සාධන ලක්ෂණ සහ යෙදුම් වසම් වලින් වෙනස් වන අතර ඊළඟ පරම්පරාවේ ඇසුරුම් සංවර්ධනයේ තීරණාත්මක ලක්ෂ්යයක් නියෝජනය කරයි.
I. TSV: ත්රිමාණ ඇසුරුම්කරණයේ පුරෝගාමියා
1. තාක්ෂණික මූලධර්මය
TSV යනු සිලිකන් උපස්ථරයක් හරහා (සාමාන්යයෙන් මයික්රෝන දස දහස් ගණනක් ගැඹුරට) කැටයම් කරන ලද ඉහළ-දර්ශන-අනුපාත වියාස් ය, ඉන්පසු වියා බිත්ති මත පරිවාරක තට්ටුවක්, ලෝහ බීජ ස්ථරයක් සහ ලෝහ පිරවීමක් (සාමාන්යයෙන් තඹ) සෑදේ. මෙම සිරස් වියාස් ගොඩගැසූ චිප් ස්ථර අතර අධිවේගී විද්යුත් අන්තර් සම්බන්ධතා සක්රීය කරයි.
2. ක්රියාවලි ප්රවාහය
සාමාන්ය TSV නිෂ්පාදන ක්රියාවලියට ඇතුළත් වන්නේ:
ගැඹුරු සිලිකන් කැටයම් කිරීම (DRIE): සිලිකන් වේෆරයේ ඉහළ දර්ශන අනුපාත වියාස් සාදන්න.
පරිවාරක ස්ථර තැන්පත් කිරීම: සාමාන්යයෙන් සිලිකන් උපස්ථරයෙන් ලෝහ පිරවුම විද්යුත් වශයෙන් හුදකලා කිරීම සඳහා PECVD-තැන්පත් කරන ලද SiO₂.
බීජ ස්ථර තැන්පත් කිරීම සහ විද්යුත් ආලේපනය: තඹ විද්යුත් ආලේපනයෙන් පසුව ලෝහ බීජ ස්ථරයක PVD තැන්පත් කිරීම.
රසායනික යාන්ත්රික ඔප දැමීම (CMP): සමතල මතුපිටක් ලබා ගැනීම සඳහා අතිරික්ත ලෝහ ඉවත් කරන්න.
3. වාසි සහ සීමාවන්
TSV අතිශය කෙටි අන්තර් සම්බන්ධතා මාර්ග, අඩු සංඥා ප්රමාදය, අඩු බල පරිභෝජනය සහ ඉහළ කලාප පළලක් ලබා දෙන අතර, එය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත පරිගණකකරණය සහ ඉහළ කලාප පළල මතකය සඳහා තීරණාත්මක සක්රීයකාරකයක් බවට පත් කරයි.
කෙසේ වෙතත්, TSV හි ද සීමාවන් ඇත:
තාප ආතති ගැටළු: සිලිකන් සහ තඹ අතර CTE හි විශාල නොගැලපීම විශ්වසනීයත්වය අඩු කළ හැකිය.
ඉහළ ක්රියාවලි පිරිවැය: ගැඹුරු කැටයම් කිරීම, විද්යුත් ආලේපනය සහ CMP සංකීර්ණ සහ අස්වැන්න-සංවේදී වේ.
විදුලි පරිවාරක අභියෝග: පරිවාරක ස්ථරයේ ඝනකම සහ ඒකාකාරිත්වය පාර විද්යුත් ද්රව්ය ශක්තියට සෘජුවම බලපායි.
චිප ඒකාබද්ධ කිරීමේ ඝනත්වය වැඩි වන විට, අස්වැන්න සහ පිරිවැය අතර ගැටුම් විකල්ප ද්රව්ය ගවේෂණයට හේතු වී ඇත - TGV සඳහා අවස්ථාව නිර්මාණය කරයි.
II. TGV: වීදුරු මත පදනම් වූ අන්තර් සම්බන්ධතා නවෝත්පාදනය
1. තාක්ෂණික මූලධර්මය
TGV සිලිකන් වෙනුවට වීදුරු උපස්ථර භාවිතා කරයි. ලේසර් විදුම් හෝ තෙත් කැටයම් මගින් ඉහළ නිරවද්යතාවයකින් යුත් වියා සෑදී ඇති අතර, පසුව ලෝහ බීජ තට්ටුවක් තැන්පත් කර විද්යුත් ආලේපනය කිරීමෙන් TSV හා සමාන සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතා ලබා ගනී.
වීදුරු විශිෂ්ට විද්යුත් පරිවරණයක්, අඩු පාර විද්යුත් නියතයක් (Dk), අඩු පාර විද්යුත් අලාභයක් (Df) සහ කැපී පෙනෙන මාන ස්ථායිතාවයක් ලබා දෙන අතර, අධිවේගී සංඥා සම්ප්රේෂණය සහ දෘශ්ය ඉලෙක්ට්රොනික ඇසුරුම් සඳහා TGV ඉතා ආකර්ශනීය කරයි.
2. ක්රියාවලි ප්රවාහය
TGV නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන පියවරවලට ඇතුළත් වන්නේ:
ලේසර් විදීම: අතිශය වේගවත් ලේසර් සාමාන්යයෙන් 20–150 μm දක්වා විෂ්කම්භයක් සහිත වීදුරු වල ක්ෂුද්ර තරංග සාදයි.
බීජ ස්ථර තැන්පත් කිරීම: මැග්නට්රෝන ඉසීම වැනි PVD, වියා බිත්ති මත ඒකාකාර සන්නායක තට්ටුවක් තැන්පත් කරයි.
ලෝහ විද්යුත් ආලේපනය: තඹ හෝ නිකල්-තඹ මිශ්ර ලෝහයක් වියාස් පුරවා වීදුරු හරහා විද්යුත් සම්බන්ධතා සාදයි.
තලකරණය සහ රටා සැකසීම: බහු ස්ථර අන්තර් සම්බන්ධතා හෝ IC චිප් වලට බන්ධනය සක්රීය කරයි.
3. වාසි
TSV හා සසඳන විට, TGV ප්රතිලාභ කිහිපයක් පෙන්නුම් කරයි:
අඩු පාර විද්යුත් අලාභය: වීදුරු Dk සිලිකන් වලින් 1/3 ක් පමණ වන අතර, සංඥා හරස්කඩ සහ ඇතුළත් කිරීමේ අලාභය අඩු කරයි.
විශිෂ්ට තාප ස්ථායිතාව: ලෝහ වලට ආසන්න CTE, තාප ආතතිය අවම කිරීම.
දෘශ්ය විනිවිදභාවය: ෆෝටෝනික්ස් සහ සංවේදකවල දෘශ්ය ඉලෙක්ට්රොනික ඒකාබද්ධතාවයට සහාය වේ.
පාලනය කළ හැකි පිරිවැය: ලේසර් විදුම් සහ වීදුරු සැකසුම් පරිණත වෙමින් පවතින අතර, විශාල ප්රදේශ පැනල් මට්ටමේ නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු වේ.
III. TSV vs TGV: සංසන්දනය සහ යෙදුම් වසම්
| අයිතමය | TSV (සිලිකන් හරහා) | TGV (වීදුරු මාර්ගය හරහා) |
| උපස්ථරය | ඒකස්ඵටික සිලිකන් | විශේෂිත වීදුරු (බෝරෝෆ්ලෝට්, කෝනිං, ස්කොට්, ආදිය) |
| සිදුරේ විෂ්කම්භය | 5–50 මයික්රෝමීටර | 20–150 මයික්රෝමීටර |
| සිදුරු ගැඹුර | 30–100 මයික්රෝමීටර | 100–400 මයික්රෝමීටර |
| පරිවරණය | අතිරේක පරිවාරක තට්ටුවක් අවශ්ය වේ | වීදුරු අභ්යන්තරව පරිවාරක |
| තාප ප්රසාරණ සංගුණක ගැලපීම | Cu හා සසඳන විට සැලකිය යුතු වෙනස්කම් | Cu හා සමාන, අඩු තාප ආතතිය |
| ක්රියාවලි පිරිවැය | ඉහළ | සාපේක්ෂව අඩුයි |
| අයදුම්පත් | තර්කනය/මතක 3D ගොඩගැසීම | SiP, සංවේදක, දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්රොනික ඇසුරුම්, ඇන්ටනා, MEMS |
ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තර්කනය සහ මතක 3D ගොඩගැසීම සඳහා TSV ප්රධාන ධාරාවේ තේරීම ලෙස පවතින අතර, TGV SiP, දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්රොනික ඒකාබද්ධ කිරීම, සංවේදක සහ RF උපාංගවල වේගයෙන් ව්යාප්ත වෙමින් පවතී.
වීදුරු උපස්ථර ප්රමාණයන් පැනල් මට්ටමේ ඇසුරුම් (PLP) කරා ළඟා වීමත් සමඟ, TGV 5G සන්නිවේදනය, මෝටර් රථ රේඩාර්, AR දෘෂ්ටි විද්යාව සහ කුඩා/ක්ෂුද්ර LED ඇසුරුම් සඳහා කදිම අන්තර් සම්බන්ධතා වේදිකාවක් බවට පත්වෙමින් තිබේ.
IV. සිලිකන් සිට වීදුරු දක්වා: පද්ධති මට්ටමේ ප්රතිලාභ
වීදුරු හඳුන්වාදීම හුදෙක් ද්රව්ය ආදේශකයක් නොවේ; එය පද්ධති මට්ටමේ නිර්මාණ දර්ශනයේ වෙනසක් නියෝජනය කරයි.
විදුලි ක්රියාකාරිත්වය: අඩු Dk වීදුරුව සංඥා ප්රමාදය සහ බල පරිභෝජනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.
ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව: විශාල ප්රදේශ ඇසුරුම් සඳහා TGV ඉහළ තලයක් සහ අඩු යුධ පිටුවක් ලබා දෙයි.
නිෂ්පාදන නම්යශීලීභාවය: රික්ත PVD සමඟ ඒකාබද්ධව ලේසර් සැකසුම් ඉහළ ක්රියාවලි අනුකූලතාවයක් සහ පරිමාණයක් ලබා දෙයි.
විශේෂයෙන්, දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්රොනික ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා, වීදුරු වල දෘශ්ය විනිවිදභාවය ඇසුරුම්කරණ සැලසුම් සක්රීය කරයි, එහිදී උපස්ථරය විද්යුත් අන්තර් සම්බන්ධතා පමණක් නොව තරංග මාර්ගෝපදේශ, කාච සහ සංවේදක කවුළු සඳහාද සහාය වන අතර එය TSV සමඟ සාක්ෂාත් කර ගැනීමට අපහසුය.
V. ZhenHua රික්ත TGV බීජ ස්ථර ආලේපන විසඳුම
උපකරණ වාසි:
ගැඹුරු වියා ආලේපන ප්රශස්තිකරණය: සංකීර්ණ ගැඹුරු වියා අභියෝගවලට මුහුණ දෙමින්, >10:1 දර්ශන අනුපාතයක් සහිත 30 μm තරම් කුඩා වියා හැසිරවිය හැකි හිමිකාර ගැඹුරු වියා ආලේපන තාක්ෂණය.
විවිධ ප්රමාණ සඳහා අභිරුචිකරණය කළ හැකිය: 600×600 mm, 510×515 mm, හෝ ඊට වැඩි වීදුරු උපස්ථර සඳහා සහය දක්වයි.
ක්රියාවලි නම්යශීලීභාවය: විවිධ විද්යුත් සහ විඛාදන ප්රතිරෝධක අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා Cu, Ti, Ni, Pt සහ අනෙකුත් සන්නායක හෝ ක්රියාකාරී තුනී පටල සමඟ අනුකූල වේ.
ස්ථාවර කාර්ය සාධනය සහ පහසු නඩත්තුව: ස්වයංක්රීය පරාමිති ගැලපීම සහ ඝණකම ඒකාකාරිත්වය තත්ය කාලීනව නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා ස්මාර්ට් පාලනයකින් සමන්විතයි; මොඩියුලර් නිර්මාණය නඩත්තුව පහසු කරන අතර අක්රීය කාලය අඩු කරයි.
යෙදුම් විෂය පථය: 10:1 දර්ශන අනුපාතයක් සහිත ගැඹුරු බීජ ස්ථර ආලේපනයක් ලබා ගනිමින්, TGV/TSV/TMV උසස් ඇසුරුම් සඳහා සුදුසු වේ.
—මෙම ලිපිය ප්රකාශයට පත් කරන ලද්දේරික්ත ආලේපන උපකරණ නිෂ්පාදක ෂෙන්හුවා වැකුම් ක්ලීනර්
පළ කිරීමේ කාලය: ඔක්තෝබර්-16-2025