TSV結(jié)構(gòu)及其制備方法與流程

TSV結(jié)構(gòu)及其制備方法與流程什么是TSV結(jié)構(gòu)？TSV（Through-SiliconVia）結(jié)構(gòu)是一種三維穿透式封裝技術(shù)，利用硅片的厚度來封裝集成電路。在TSV結(jié)構(gòu)中，通過在硅片上形成垂直連接孔，將芯片上下兩側(cè)的電路通信，從而實(shí)現(xiàn)更高的芯片功能密度和性能。TSV的尺寸通常在1-100微米之間，其結(jié)構(gòu)通過將連接孔填充導(dǎo)電材料形成，如銅，金或銀等。TSV結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢(shì)TSV結(jié)構(gòu)有以下的優(yōu)勢(shì)：提高了密度：利用TSV結(jié)構(gòu)，芯片的各種功能單元之間可以更緊密地組合在一起，從而增加芯片的功能密度。提高了性能與速度：通過TSV結(jié)構(gòu)，各個(gè)模塊之間能夠更快的相互通信，從而提高芯片性能和速度。節(jié)省空間：由于TSV結(jié)構(gòu)是一種垂直連接方式，因此能夠在芯片的橫向面積不變的情況下，增加芯片的數(shù)量，從而節(jié)省空間。提高了可靠性：TSV結(jié)構(gòu)提高了芯片各單元之間的連通性，從而提高了芯片的可靠性。TSV結(jié)構(gòu)的不足之處：制造過程復(fù)雜：TSV結(jié)構(gòu)需要通過多道刻蝕、化學(xué)機(jī)械拋光、物理氣相沉積等工藝，因此制造過程非常復(fù)雜。成本較高：由于制造工藝復(fù)雜，導(dǎo)致TSV結(jié)構(gòu)的成本較高，對(duì)于高性能芯片來說，TSV結(jié)構(gòu)的制造成本相當(dāng)昂貴。TSV結(jié)構(gòu)的制備方法TSV結(jié)構(gòu)的制備方法主要包括以下幾個(gè)步驟：1.硅片薄化將硅片切割成薄片，一般為幾百微米到幾十微米不等。這時(shí)硅片的正反面已經(jīng)平整，可以用來制作TSV結(jié)構(gòu)。2.通過刻蝕形成垂直連接孔通過蝕刻法在硅片上形成鉆孔，一般采用的是干法、濕法或者復(fù)合法?？涛g深度大概是硅片厚度的一半。3.進(jìn)行導(dǎo)電填充材料將銅材料填充到孔中，形成導(dǎo)電通路。填充銅材料主要采用物理氣相沉積與化學(xué)氣相沉積。4.進(jìn)行銅平拋和化學(xué)機(jī)械拋光通過銅平拋和化學(xué)機(jī)械拋光等技術(shù)對(duì)填充的銅材料進(jìn)行形成，而這些技術(shù)也能幫助我們確保最終的TSV結(jié)構(gòu)達(dá)到產(chǎn)品要求。5.結(jié)束如此一來TSV結(jié)構(gòu)的制備步驟就大功告成了。最終形成的TSV結(jié)構(gòu)會(huì)具有基本無限的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槲覀兲峁┖芏嘤杏玫墓δ堋SV制備流程1.截止硅片先從硅塊中截取出一塊希望制備TSV結(jié)構(gòu)的圓片。這個(gè)圓片需要經(jīng)過拋光、酸洗和堿洗等前處理才能干凈。2.三明治制備然后將兩片硅片貼合在一起，中間夾一層聚酰亞胺（PI）膜形成三明治。這個(gè)過程需要非常小心，因?yàn)檫@三層膜都非常脆弱，會(huì)非常容易破裂。3.熱處理在加熱的情況下，經(jīng)過特殊的改變，硅板的表面就會(huì)形成一些垂直的孔。4.形成導(dǎo)電填充接下來需要把鉆好的小孔里面填上導(dǎo)電的銅材料。5.然后進(jìn)行銅平拋和化學(xué)機(jī)械拋光能夠?qū)@孔的周圍的任何不平滑表面削平。6.最后檢驗(yàn)最后就是對(duì)這個(gè)TSV進(jìn)行一份全面的機(jī)器測(cè)試，確保它的每個(gè)部分都是完美的。綜上所述，上述制備流程的大體思路就是硅片薄化，形成孔洞，進(jìn)行導(dǎo)電填充、銅平拋和化學(xué)機(jī)械拋光等等。在TSV技術(shù)的制備過程中，還有很多細(xì)化的技術(shù)細(xì)節(jié)需要精確地掌握，同時(shí)還要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，才能最終生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品?？偨Y(jié)通過以上的介紹可以看出，TSV結(jié)構(gòu)是一種非常先進(jìn)的三維封裝工藝，它能夠?yàn)槲覀兲峁┓浅６嘤杏玫墓δ埽侵?/p>