硅通孔(TSV)技术是一种通过在硅片上垂直刻孔并填充导电物质来构建芯片内部或芯片间垂直电气连接的新型封装技术。该技术赋予3D封装更出色的电气互连性能、更高的互联密度、更低的功耗以及更紧凑的尺寸结构。硅通孔技术设计相当复杂,制造过程涉及多种精细微加工步骤,行业门槛相对较高。目前国内先进工艺能够实现最大深宽比达到10:1,最小孔径5-10μm,这种高深宽比和小孔径的实现有助于硅通孔的性能和应用范围。在上述TSV制造中通过电镀的方式填充金属实现金属化电气互连的工艺是TSV技术的关键。
相比目前已知的国内先进TSV芯片尺寸,本工艺通过改良型三步“Bosch刻蚀工艺”,有效减少刻蚀过程中孔侧壁产生的扇贝效应,并优化孔的陡直度。引入原子层沉积技术,替代传统的磁控溅射工艺,确保孔侧壁各薄膜层能够实现高保形沉积。最终实现最大深宽比15:1,最小孔径5μm尺寸的TSV模拟芯片制备。此外本工艺还自研TSV电镀配方,通过精确调整添加剂中加速剂、抑制剂及整平剂的种类、成分和浓度,实现了上述尺寸TSV的无缺陷完美填充。
本工艺生产的电镀模拟芯片不仅可用于大规模生产以验证电镀液填充效果,而且本工艺自研的电子电镀液配方也可以直接应用于相应尺寸高深宽比硅通孔产品的生产制造中。
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