ඇසුරුම් තාක්ෂණය අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ වැදගත්ම ක්‍රියාවලියකි. පැකේජයේ හැඩය අනුව, එය සොකට් පැකේජය, මතුපිට සවි කිරීමේ පැකේජය, BGA පැකේජය, චිප් ප්‍රමාණයේ පැකේජය (CSP), තනි චිප් මොඩියුල පැකේජය (SCM, මුද්‍රිත පරිපථ පුවරුවේ රැහැන් අතර පරතරය (PCB) ලෙස බෙදිය හැකිය. සහ ඒකාබද්ධ පරිපථ (IC) පුවරු පෑඩ් ගැලපීම්), බහු-චිප් මොඩියුල පැකේජය (විෂමජාතීය චිප්ස් ඒකාබද්ධ කළ හැකි MCM), වේෆර් මට්ටමේ පැකේජය (FOWLP, fan-out wafer level pack (FOWLP), micro surface mount components (microSMD) ආදිය), ත්‍රිමාන පැකේජය (මයික්‍රෝ බම්ප් අන්තර් සම්බන්ධතා පැකේජය, TSV අන්තර් සම්බන්ධතා පැකේජය, ආදිය), පද්ධති පැකේජය (SIP), චිප් පද්ධතිය (SOC).
ත්රිමාණ ඇසුරුම්වල ආකෘති ප්රධාන වශයෙන් කාණ්ඩ තුනකට බෙදා ඇත: වළලන ලද වර්ගය (උපාංගය බහු-ස්ථර රැහැන් වල වළලනු හෝ උපස්ථරයේ වළලනු ලැබේ), සක්‍රීය උපස්ථර වර්ගය (සිලිකන් වේෆර් අනුකලනය: පළමුව ක්රියාකාරී උපස්ථරයක් සෑදීම සඳහා සංරචක සහ වේෆර් උපස්ථරය ඒකාබද්ධ කරන්න. ඉන්පසු බහු ස්ථර අන්තර් සම්බන්ධතා රේඛා සකස් කර, ඉහළ ස්ථරයේ වෙනත් චිප්ස් හෝ සංරචක එකලස් කරන්න) සහ ගොඩගැසී ඇත. වර්ගය (සිලිකන් වේෆර් සමඟ ගොඩගැසූ සිලිකන් වේෆර්, සිලිකන් වේෆර් සමඟ ගොඩගැසූ චිප්ස් සහ චිප්ස් සමඟ ගොඩගැසූ චිප්ස්).
ත්රිමාණ අන්තර් සම්බන්ධතා ක්‍රම අතරට වයර් බන්ධන (WB), flip chip (FC), සිලිකන් හරහා (TSV), චිත්‍රපට සන්නායක ආදිය ඇතුළත් වේ.
TSV චිප්ස් අතර සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතාවය අවබෝධ කර ගනී. සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතා රේඛාවට කෙටිම දුරක් සහ වැඩි ශක්තියක් ඇති බැවින්, කුඩාකරණය, ඉහළ ඝනත්වය, ඉහළ කාර්ය සාධනය සහ බහුකාර්ය විෂමජාතීය ව්යුහය ඇසුරුම් කිරීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම පහසුය. ඒ අතරම, එය විවිධ ද්රව්යවල චිප්ස් ද අන්තර් සම්බන්ධ කළ හැකිය;
දැනට, TSV ක්රියාවලිය භාවිතා කරන ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික් නිෂ්පාදන තාක්ෂණයන් වර්ග දෙකක් තිබේ: ත්‍රිමාන පරිපථ ඇසුරුම් (3D IC ඒකාබද්ධ කිරීම) සහ ත්‍රිමාන සිලිකන් ඇසුරුම් (3D Si ඒකාබද්ධ කිරීම).
ආකෘති දෙක අතර වෙනස වන්නේ:
(1) ත්රිමාණ පරිපථ ඇසුරුම් සඳහා චිප් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ගැටිති බවට පත් කිරීම අවශ්ය වන අතර ගැටිති එකිනෙකට සම්බන්ධ වේ (බන්ධන, විලයනය, වෙල්ඩින් ආදිය මගින් බන්ධනය වේ), ත්රිමාණ සිලිකන් ඇසුරුම් යනු චිප්ස් (ඔක්සයිඩ් සහ Cu අතර බන්ධනය අතර බන්ධනය) සෘජු අන්තර් සම්බන්ධකයකි. -Cu බන්ධනය).
(2) ත්රිමාණ පරිපථ ඒකාබද්ධතා තාක්ෂණය ෙව්ෆර් (ත්රිමාණ පරිපථ ඇසුරුම්, ත්රිමාණ සිලිකන් ඇසුරුම්) අතර බන්ධනය මගින් සාක්ෂාත් කරගත හැකි අතර, චිප්-ටු-චිප් බන්ධනය සහ චිප්-ට-වේෆර් බන්ධනය ලබා ගත හැක්කේ ත්රිමාණ පරිපථ ඇසුරුම් මගින් පමණි.
(3) ත්රිමාණ පරිපථ ඇසුරුම් ක්රියාවලිය මගින් ඒකාබද්ධ කරන ලද චිප්ස් අතර හිඩැස් ඇති අතර, පද්ධතියේ යාන්ත්‍රික හා විද්යුත් ගුණාංගවල ස්ථායිතාව සහතික කිරීම සඳහා පද්ධතියේ තාප සන්නායකතාවය සහ තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය සකස් කිරීම සඳහා පාර විද්යුත් ද්‍රව්‍ය පිරවිය යුතුය; ත්රිමාණ සිලිකන් ඇසුරුම් ක්රියාවලිය මගින් ඒකාබද්ධ කරන ලද චිප්ස් අතර හිඩැස් නොමැති අතර චිපයේ බලශක්ති පරිභෝජනය, පරිමාව සහ බර කුඩා වන අතර විද්යුත් ක්‍රියාකාරිත්වය විශිෂ්ටයි.
TSV ක්‍රියාවලියට උපස්ථරය හරහා සිරස් සංඥා මාර්ගයක් සාදා උපස්ථරයේ ඉහළ සහ පහළ ඇති RDL සම්බන්ධ කර ත්‍රිමාන සන්නායක මාර්ගයක් සෑදිය හැක. එබැවින්, ටීඑස්වී ක්රියාවලිය ත්‍රිමාන නිෂ්ක්‍රීය උපාංග ව්‍යුහයක් තැනීම සඳහා වැදගත් මූලික ගලක් වේ.
රේඛාවේ ඉදිරිපස අන්තය (FEOL) සහ පේළියේ පසුපස අන්තය (BEOL) අතර අනුපිළිවෙල අනුව, TSV ක්රියාවලිය ප්රධාන ධාරාවේ නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් තුනකට බෙදිය හැකිය, එනම්, පළමු (ViaFirst හරහා), මැද (මැද හරහා) සහ රූපයේ දැක්වෙන පරිදි අවසාන (අවසාන හරහා) ක්රියාවලිය හරහා.
1. කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලිය හරහා
TSV ව්යුහය නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා යතුර එචිං ක්රියාවලියයි. සුදුසු කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලියක් තෝරා ගැනීමෙන් TSV හි යාන්ත්‍රික ශක්තිය සහ විද්යුත් ගුණාංග ඵලදායි ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකි අතර, TSV ත්රිමාණ උපාංගවල සමස්ත විශ්වසනීයත්වයට තවදුරටත් සම්බන්ධ වේ.
වර්තමානයේදී, ප්රධාන ධාරාවේ TSV කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලීන් හතරක් ඇත: ගැඹුරු ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් (DRIE), තෙත් කැටයම් කිරීම, ඡායාරූප ආධාරක විද්යුත් රසායනික කැටයම් (PAECE) සහ ලේසර් විදුම්.
(1) ගැඹුරු ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් (DRIE)
DRIE ක්රියාවලිය ලෙසද හැඳින්වෙන ගැඹුරු ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් කිරීම බහුලව භාවිතා වන TSV එතීමේ ක්රියාවලිය වන අතර එය ප්රධාන වශයෙන් ඉහළ දර්ශන අනුපාතයක් සහිත ව්‍යුහයන් හරහා TSV අවබෝධ කර ගැනීමට භාවිතා කරයි. සාම්ප්‍රදායික ප්ලාස්මා කැටයම් ක්‍රියාවලීන්ට සාමාන්‍යයෙන් ලබා ගත හැක්කේ මයික්‍රෝන කිහිපයක කැටයම් ගැඹුරක් පමණි, අඩු කැටීමේ අනුපාතයක් සහ එචිං මාස්ක් තෝරා ගැනීමේ හැකියාවක් නොමැතිකම සමඟ. Bosch විසින් මෙම පදනම මත අනුරූප ක්‍රියාවලි වැඩිදියුණු කිරීම් සිදු කර ඇත. SF6 ප්‍රතික්‍රියාශීලී වායුවක් ලෙස භාවිතා කිරීමෙන් සහ පැති බැමි සඳහා අක්‍රිය ආරක්ෂණයක් ලෙස කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලියේදී C4F8 වායුව මුදා හැරීමෙන්, වැඩිදියුණු කරන ලද DRIE ක්රියාවලිය ඉහළ දර්ශන අනුපාතය හරහා කැටයම් කිරීම සඳහා සුදුසු වේ. එබැවින්, එහි නව නිපැයුම්කරුට පසුව එය Bosch ක්රියාවලිය ලෙසද හැඳින්වේ.
පහත රූපය DRIE ක්රියාවලිය කැටයම් කිරීමෙන් සාදන ලද ඉහළ දර්ශන අනුපාතයක ඡායාරූපයකි.
DRIE ක්රියාවලිය TSV ක්රියාවලියේදී එහි මනා පාලනය නිසා බහුලව භාවිතා වුවද, එහි අවාසිය නම් පැති බැම්මෙහි සමතලා බව දුර්වල වීම සහ scallop-හැඩැති රැලි දෝෂ ඇති වීමයි. ඉහළ දර්ශන අනුපාතය හරහා කැටයම් කිරීමේදී මෙම දෝෂය වඩාත් වැදගත් වේ.
(2) තෙත් කැටයම් කිරීම
තෙත් කැටයම් කිරීම සිදුරු හරහා කැටයම් කිරීම සඳහා ආවරණ සහ රසායනික කැටයම් සංයෝජනයක් භාවිතා කරයි. වඩාත් බහුලව භාවිතා වන කැටයම් විසඳුම වන්නේ KOH වන අතර, එමඟින් සිලිකන් උපස්ථරය මත වෙස්මුහුණ මගින් ආරක්ෂා නොකරන ලද ස්ථාන කැටයම් කළ හැකි අතර එමඟින් අපේක්ෂිත හරහා සිදුරු ව්යුහය සාදයි. තෙත් කැටයම් කිරීම යනු සිදුරු හරහා සකස් කරන ලද මුල්ම ක්රියාවලියයි. එහි ක්‍රියාවලි පියවර සහ අවශ්ය උපකරණ සාපේක්ෂ වශයෙන් සරල බැවින්, අඩු වියදමකින් TSV මහා පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා සුදුසු වේ. කෙසේ වෙතත්, එහි රසායනික කැටයම් යාන්ත්‍රණය මගින් මෙම ක්රමය මගින් සාදනු ලබන හරහා සිදුර සිලිකන් වේෆරයේ ස්ඵටික දිශානතියට බලපානු ඇති බව තීරණය කරයි, එමඟින් සිදුරු හරහා සිරස් නොවන නමුත් පුළුල් ඉහළ සහ පටු පතුලේ පැහැදිලි සංසිද්ධියක් පෙන්වයි. මෙම දෝෂය TSV නිෂ්පාදනයේදී තෙත් කැටයම් යෙදීම සීමා කරයි.
(3) ඡායාරූප ආධාරක විද්යුත් රසායනික කැටයම් (PAECE)
ඡායාරූප ආධාරක විද්යුත් රසායනික කැටයම් කිරීමේ (PAECE) මූලික මූලධර්මය වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සිදුරු යුගල උත්පාදනය වේගවත් කිරීම සඳහා පාරජම්බුල කිරණ භාවිතා කිරීම, එමඟින් විද්යුත් රසායනික කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලිය වේගවත් කිරීමයි. බහුලව භාවිතා වන DRIE ක්රියාවලිය හා සසඳන විට, PAECE ක්රියාවලිය 100:1 ට වැඩි අති විශාල දර්ශන අනුපාතිකය හරහා සිදුරු ව්‍යුහයන් කැටයම් කිරීම සඳහා වඩාත් යෝග්‍ය වේ, නමුත් එහි අවාසිය නම් කැටයම් ගැඹුරේ පාලනය DRIE ට වඩා දුර්වල වීම සහ එහි තාක්ෂණය විය හැක. වැඩිදුර පර්යේෂණ සහ ක්‍රියාවලි වැඩිදියුණු කිරීම අවශ්ය වේ.
(4) ලේසර් විදුම්
ඉහත ක්‍රම තුනෙන් වෙනස් වේ. ලේසර් විදුම් ක්රමය සම්පූර්ණයෙන්ම භෞතික ක්‍රමයකි. එය ප්රධාන වශයෙන් TSV හි සිදුරු ඉදිකිරීම භෞතිකව අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා නිශ්චිත ප්‍රදේශයේ උපස්ථර ද්‍රව්‍ය උණු කිරීම සහ වාෂ්ප කිරීම සඳහා අධි ශක්ති ලේසර් විකිරණ භාවිතා කරයි.
ලේසර් විදුම් මගින් සාදනු ලබන කුහරය ඉහළ දර්ශන අනුපාතයක් ඇති අතර පැති බැම්ම මූලික වශයෙන් සිරස් වේ. කෙසේ වෙතත්, ලේසර් කැණීම මගින් සිදුරු සෑදීම සඳහා දේශීය උණුසුම භාවිතා කරන බැවින්, TSV හි සිදුරු බිත්තිය තාප හානියෙන් ඍණාත්මක ලෙස බලපාන අතර විශ්වසනීයත්වය අඩු කරයි.
2. ලයිනර් ස්ථර තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය
TSV නිෂ්පාදනය සඳහා තවත් ප්රධාන තාක්ෂණයක් වන්නේ ලයිනර් ස්ථර තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලියයි.
ලයිනර් ස්ථරයේ තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය සිදු කරනු ලබන්නේ කුහරය හරහා කැටයම් කිරීමෙන් පසුවය. තැන්පත් කරන ලද ලයිනර් ස්ථරය සාමාන්‍යයෙන් SiO2 වැනි ඔක්සයිඩ් වේ. ලයිනර් ස්තරය TSV සහ උපස්ථරයේ අභ්යන්තර සන්නායකය අතර පිහිටා ඇති අතර, ප්රධාන වශයෙන් DC ධාරාව කාන්දු වීම හුදකලා කිරීමේ කාර්යභාරය ඉටු කරයි. ඔක්සයිඩ් තැන්පත් කිරීමට අමතරව, ඊළඟ ක්රියාවලියේදී සන්නායක පිරවීම සඳහා බාධක සහ බීජ ස්ථර ද අවශ්ය වේ.
නිෂ්පාදිත ලයිනර් ස්ථරය පහත මූලික අවශ්යතා දෙක සපුරාලිය යුතුය:
(1) පරිවාරක තට්ටුවේ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය TSV හි සැබෑ වැඩ අවශ්යතා සපුරාලිය යුතුය;
(2) තැන්පත් කරන ලද ස්ථර ඉතා අනුකූල වන අතර එකිනෙකාට හොඳ ඇලීමක් ඇත.
පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ ප්ලාස්මා වැඩිදියුණු කරන ලද රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (PECVD) මගින් තැන්පත් කරන ලද ලයිනර් ස්ථරයේ ඡායාරූපයකි.
විවිධ TSV නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් සඳහා තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය ඒ අනුව සකස් කළ යුතුය. ඉදිරිපස හරහා සිදුරු ක්රියාවලිය සඳහා, ඔක්සයිඩ් ස්ථරයේ ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලියක් භාවිතා කළ හැකිය.
සාමාන්‍ය අධි-උෂ්ණත්ව තැන්පතු ටෙට්‍රාඑතිල් ඕතොසිලිකේට් (TEOS) මත පදනම් විය හැකි අතර එය තාප ඔක්සිකරණ ක්රියාවලිය සමඟ ඒකාබද්ධ වී ඉතා ස්ථාවර උසස් තත්ත්වයේ SiO2 පරිවාරක තට්ටුවක් සෑදිය හැක. මැද හරහා සිදුරු සහ පසුපස සිදුරු ක්රියාවලිය සඳහා, තැන්පත් කිරීමේදී BEOL ක්රියාවලිය අවසන් කර ඇති බැවින්, BEOL ද්‍රව්‍ය සමඟ ගැළපීම සහතික කිරීම සඳහා අඩු උෂ්ණත්ව ක්රමයක් අවශ්ය වේ.
මෙම කොන්දේසිය යටතේ, පරිවාරක තට්ටුවක් ලෙස SiO2 හෝ SiNx තැන්පත් කිරීම සඳහා PECVD භාවිතා කිරීම ඇතුළුව තැන්පත් වීමේ උෂ්ණත්වය 450°කට සීමා කළ යුතුය.
තවත් පොදු ක්රමයක් නම් ඝන පරිවාරක තට්ටුවක් ලබා ගැනීම සඳහා Al2O3 තැන්පත් කිරීම සඳහා පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් කිරීම (ALD) භාවිතා කිරීමයි.
3. ලෝහ පිරවීමේ ක්රියාවලිය
TSV පිරවීමේ ක්රියාවලිය ලයිනර් තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියෙන් පසු වහාම සිදු කරනු ලැබේ, එය TSV හි ගුණාත්මකභාවය තීරණය කරන තවත් ප්රධාන තාක්‍ෂණයකි.
පිරවිය හැකි ද්‍රව්‍යවලට මාත්‍රණය කළ පොලිසිලිකන්, ටංස්ටන්, කාබන් නැනෝ ටියුබ් යනාදිය ඇතුළත් වේ, නමුත් ප්රධාන ධාරාව තවමත් විද්යුත් තැටි තඹ වේ, මන්ද එහි ක්රියාවලිය පරිණත වන අතර එහි විද්යුත් හා තාප සන්නායකතාවය සාපේක්ෂව ඉහළ ය.
හරහා සිදුර තුළ එහි විද්යුත් ආලේපන අනුපාතයේ බෙදා හැරීමේ වෙනස අනුව, එය ප්රධාන වශයෙන් රූපයේ දැක්වෙන පරිදි උප-අනුකූල, අනුරූප, සුපිරි සහ පහළ-ඉහළ විද්යුත් ආලේපන ක්‍රම ලෙස බෙදිය හැකිය.
TSV පර්යේෂණයේ මුල් අවධියේදී උප කොන්ෆෝමල් විද්යුත් ආලේපනය ප්රධාන වශයෙන් භාවිතා කරන ලදී. රූප සටහන (a) හි පෙන්වා ඇති පරිදි, විද්යුත් විච්ඡේදනය මගින් සපයන ලද Cu අයන ඉහළට සාන්ද්‍රණය වී ඇති අතර, පතුල ප්‍රමාණවත් ලෙස පරිපූරණය කර නොමැති අතර, එමඟින් සිදුරෙහි මුදුනේ ඇති විද්යුත් ආලේපන වේගය ඉහළට වඩා ඉහළ අගයක් ගනී. එමනිසා, කුහරයේ මුදුන සම්පූර්ණයෙන්ම පිරවීමට පෙර කල්තියා වසා දමනු ඇත, සහ ඇතුළත විශාල හිස්කමක් සාදනු ඇත.
අනුකූල විද්යුත් ආලේපන ක්‍රමයේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහන සහ ඡායාරූපය රූපයේ (b) දක්වා ඇත. Cu අයනවල ඒකාකාර පරිපූරකය සහතික කිරීමෙන්, හරහා සිදුරෙහි එක් එක් ස්ථානයෙහි විද්යුත් ආලේපන අනුපාතය මූලික වශයෙන් සමාන වේ, එබැවින් ඇතුළත මැහුම් පමණක් ඉතිරි වනු ඇත, සහ හිස් පරිමාව උප අනුකූල විද්යුත් ආලේපන ක්‍රමයට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වේ. එය බහුලව භාවිතා වේ.
ශුන්‍ය-නිදහස් පිරවුම් බලපෑමක් තවදුරටත් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, අනුරූප විද්යුත් ආලේපන ක්රමය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා සුපිරි අනුකූල විද්යුත් ආලේපන ක්රමය යෝජනා කරන ලදී. රූප සටහන (c) හි පෙන්වා ඇති පරිදි, Cu අයන සැපයුම පාලනය කිරීම මගින්, පතුලේ පිරවුම් අනුපාතය අනෙකුත් ස්ථානවලට වඩා තරමක් වැඩි වන අතර, එමඟින් වමේ ඇති මැහුම් සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කිරීම සඳහා පිරවුම් අනුපාතයේ පියවර අනුක්‍රමය පහළ සිට ඉහළට ප්‍රශස්ත කරයි. සම්පුර්ණයෙන්ම ශූන්‍ය නොවන ලෝහ තඹ පිරවීමක් ලබා ගැනීම සඳහා අනුකූල විද්යුත් ආලේපන ක්රමය මගින්.
සුපිරි-අනුකූල ක්‍රමයේ විශේෂ අවස්ථාවක් ලෙස පහළ සිට ඉහළට විද්යුත් ආලේපන ක්රමය සැලකිය හැකිය. මෙම අවස්ථාවේ දී, පතුල හැර විද්යුත් ආලේපන අනුපාතය ශුන්යයට යටපත් කර ඇති අතර, විද්යුත් ආලේපනය පමණක් ක්රමයෙන් පහළ සිට ඉහළට සිදු කරනු ලැබේ. අනුකූල විද්යුත් ආලේපන ක්‍රමයේ ශුන්‍ය-නිදහස් වාසියට අමතරව, මෙම ක්රමය මඟින් සමස්ත විද්යුත් ආලේපන කාලය ඵලදායි ලෙස අඩු කළ හැකි බැවින් මෑත වසරවලදී එය පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කර ඇත.
4. RDL ක්‍රියාවලි තාක්ෂණය
RDL ක්රියාවලිය ත්රිමාණ ඇසුරුම් ක්රියාවලියේ අත්‍යවශ්‍ය මූලික තාක්‍ෂණයකි. මෙම ක්රියාවලිය හරහා, වරාය යලි බෙදා හැරීමේ හෝ පැකේජ අතර අන්තර් සම්බන්ධකයේ අරමුණ සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා උපස්ථරයේ දෙපස ලෝහ අන්තර් සම්බන්ධතා නිෂ්පාදනය කළ හැකිය. එබැවින්, RDL ක්රියාවලිය fan-in-Fan-out හෝ 2.5D/3D ඇසුරුම් පද්ධතිවල බහුලව භාවිතා වේ.
ත්රිමාණ උපාංග තැනීමේ ක්රියාවලියේදී, RDL ක්රියාවලිය සාමාන්‍යයෙන් විවිධ ත්‍රිමාන උපාංග ව්‍යුහයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා TSV එකිනෙක සම්බන්ධ කිරීමට භාවිතා කරයි.
දැනට ප්රධාන ධාරාවේ RDL ක්‍රියාවලි දෙකක් ඇත. පළමුවැන්න ඡායාරූප සංවේදී බහු අවයවක මත පදනම් වන අතර තඹ විද්යුත් ආලේපන සහ කැටයම් ක්රියාවලීන් සමඟ ඒකාබද්ධ වේ; අනෙක Cu Damascus ක්රියාවලිය PECVD සහ රසායනික යාන්ත්‍රික ඔප දැමීමේ (CMP) ක්රියාවලිය සමඟ ඒකාබද්ධව ක්‍රියාත්මක වේ.
පහත දැක්වෙන්නේ මෙම RDL දෙකෙහි ප්රධාන ක්‍රියාවලි මාර්ග පිළිවෙලින් හඳුන්වා දෙනු ඇත.
ඡායාරූප සංවේදී බහු අවයවකය මත පදනම් වූ RDL ක්රියාවලිය ඉහත රූපයේ දැක්වේ.
පළමුව, PI හෝ BCB මැලියම් තට්ටුවක් භ්‍රමණයෙන් වේෆරයේ මතුපිටට ආලේප කර, රත් කිරීමෙන් සහ සුව කිරීමෙන් පසු, අපේක්ෂිත ස්ථානයේ සිදුරු විවෘත කිරීමට ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි ක්රියාවලියක් භාවිතා කරනු ලැබේ, පසුව කැටයම් කිරීම සිදු කෙරේ. මීළඟට, ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධකය ඉවත් කිරීමෙන් පසු, Ti සහ Cu පිළිවෙළින් බාධක ස්ථරයක් සහ බීජ ස්ථරයක් ලෙස භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලියක් (PVD) හරහා වේෆරය මත ඉසිනු ලැබේ. මීළඟට, ඡායාරූප ශිලා ලේඛන සහ විද්යුත් ආලේපන Cu ක්රියාවලීන් ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් RDL හි පළමු ස්ථරය නිරාවරණ Ti/Cu ස්තරය මත නිපදවනු ලැබේ, පසුව ප්‍රකාශනකාරකය ඉවත් කර අතිරික්ත Ti සහ Cu ඉවත් කරනු ලැබේ. බහු ස්ථර RDL ව්‍යුහයක් සෑදීමට ඉහත පියවර නැවත කරන්න. මෙම ක්රමය වර්තමානයේ කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වේ.
RDL නිෂ්පාදනය සඳහා තවත් ක්රමයක් PECVD සහ CMP ක්රියාවලීන් ඒකාබද්ධ කරන Cu Damascus ක්රියාවලිය මත ප්රධාන වශයෙන් පදනම් වේ.
මෙම ක්රමය සහ ප්‍රභාසංවේදී බහුඅවයව මත පදනම් වූ RDL ක්රියාවලිය අතර ඇති වෙනස නම්, එක් එක් ස්ථරයක් නිෂ්පාදනය කිරීමේ පළමු පියවරේදී, PECVD මඟින් SiO2 හෝ Si3N4 පරිවාරක තට්ටුවක් ලෙස තැන්පත් කිරීමට භාවිතා කරන අතර, පසුව ඡායාශිලාකරණය මගින් පරිවාරක ස්තරය මත කවුළුවක් සාදනු ලැබේ. ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් කිරීම, සහ Ti/Cu බාධක/බීජ ස්ථරය සහ සන්නායක තඹ පිළිවෙලින් ඉසිනු ලැබේ, පසුව සන්නායක ස්ථරය CMP ක්රියාවලිය මගින් අවශ්ය ඝනකමට තුනී කර ඇත, එනම් RDL ස්ථරයක් හෝ සිදුරු ස්ථරයක් සෑදේ.
පහත රූපය Cu Damascus ක්රියාවලිය මත පදනම්ව ගොඩනගා ඇති බහු-ස්ථර RDL හි හරස්කඩේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහනක් සහ ඡායාරූපයකි. TSV ප්‍රථමයෙන් V01 හරහා සිදුරු ස්ථරයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර, පසුව RDL1, හරහා-සිදුරු ස්ථරය V12 සහ RDL2 අනුපිළිවෙලට පහළ සිට ඉහළට ගොඩගසා ඇති බව නිරීක්ෂණය කළ හැක.
RDL හෝ හරහා සිදුරු ස්ථරයේ සෑම ස්ථරයක්ම ඉහත ක්‍රමයට අනුව අනුපිළිවෙලින් නිෂ්පාදනය කෙරේ.RDL ක්‍රියාවලියට CMP ක්රියාවලිය භාවිතා කිරීම අවශ්ය වන බැවින්, එහි නිෂ්පාදන පිරිවැය ප්‍රභාසංවේදි බහුඅවයව මත පදනම් වූ RDL ක්‍රියාවලියට වඩා වැඩි බැවින් එහි යෙදුම සාපේක්ෂව අඩුය.
5. IPD ක්‍රියාවලි තාක්ෂණය
ත්රිමාණ උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා, MMIC මත සෘජු චිප අනුකලනයට අමතරව, IPD ක්රියාවලිය තවත් නම්‍යශීලී තාක්ෂණික මාර්ගයක් සපයයි.
IPD ක්රියාවලිය ලෙසද හැඳින්වෙන ඒකාබද්ධ නිෂ්ක්‍රීය උපාංග, මාරු පුවරුවක ස්වරූපයෙන් නිෂ්ක්‍රීය උපාංග පුස්තකාලයක් සෑදීමට වෙනම උපස්ථරයක් මත ඔන්-චිප් ප්‍රේරක, ධාරිත්‍රක, ප්‍රතිරෝධක, බැලුන් පරිවර්තක යනාදිය ඇතුළු ඕනෑම නිෂ්ක්‍රීය උපාංග එකතුවක් ඒකාබද්ධ කරයි. සැලසුම් අවශ්යතා අනුව නම්‍යශීලී ලෙස හැඳින්විය හැක.
IPD ක්රියාවලියේදී, නිෂ්ක්‍රීය උපාංග නිෂ්පාදනය කර මාරු පුවරුවේ සෘජුවම ඒකාබද්ධ කර ඇති බැවින්, එහි ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහය IC වල චිප අනුකලනයට වඩා සරල සහ මිලෙන් අඩු වන අතර, උදාසීන උපාංග පුස්තකාලයක් ලෙස කල්තියා විශාල වශයෙන් නිෂ්පාදනය කළ හැක.
TSV ත්රිමාණ නිෂ්ක්‍රීය උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා, IPD හට TSV සහ RDL ඇතුළු ත්‍රිමාන ඇසුරුම් ක්‍රියාවලීන්හි පිරිවැය බර ඵලදායී ලෙස පියවා ගත හැක.
පිරිවැය වාසි වලට අමතරව, IPD හි තවත් වාසියක් වන්නේ එහි ඉහළ නම්‍යශීලීභාවයයි. IPD හි එක් නම්‍යශීලී බවක් පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි විවිධ ඒකාබද්ධ කිරීමේ ක්‍රමවලින් පිළිබිඹු වේ. රූපය (a) හි පෙන්වා ඇති පරිදි flip-chip ක්රියාවලිය හරහා IPD සෘජුවම ඇසුරුම් උපස්ථරයට අනුකලනය කිරීමේ මූලික ක්‍රම දෙකට අමතරව හෝ රූපයේ (b) දැක්වෙන පරිදි බන්ධන ක්‍රියාවලියට අමතරව, IPD හි තවත් ස්ථරයක් එක් ස්ථරයක් මත ඒකාබද්ධ කළ හැක. පුළුල් පරාසයක නිෂ්ක්‍රීය උපාංග සංයෝජන සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා රූප (c)-(e) හි පෙන්වා ඇති පරිදි IPD හි.
ඒ අතරම, රූප සටහන (f) හි පෙන්වා ඇති පරිදි, IPD ඉහළ ඝනත්ව ඇසුරුම් පද්ධතියක් සෘජුවම ගොඩ නැගීම සඳහා ඒකාබද්ධ චිපය සෘජුවම වළලන්නට ඇඩප්ටර පුවරුවක් ලෙස තවදුරටත් භාවිතා කළ හැක.
ත්‍රිමාන නිෂ්ක්‍රීය උපාංග තැනීමට IPD භාවිතා කරන විට, TSV ක්රියාවලිය සහ RDL ක්රියාවලිය ද භාවිතා කළ හැක. ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහය මූලික වශයෙන් ඉහත සඳහන් කළ ඔන්-චිප් අනුකලනය සැකසුම් ක්‍රමයට සමාන වන අතර නැවත නැවත සිදු නොවේ; වෙනස වන්නේ ඒකාබද්ධ කිරීමේ වස්තුව චිපයේ සිට ඇඩැප්ටර පුවරුව දක්වා වෙනස් කර ඇති බැවින්, ක්රියාකාරී ප්රදේශය සහ අන්තර් සම්බන්ධතා ස්ථරය මත ත්රිමාණ ඇසුරුම් ක්රියාවලියේ බලපෑම සලකා බැලීම අවශ්ය නොවේ. මෙය තවදුරටත් IPD හි තවත් ප්රධාන නම්‍යශීලීභාවයකට මග පාදයි: උදාසීන උපාංගවල සැලසුම් අවශ්යතා අනුව විවිධ උපස්ථර ද්‍රව්‍ය නම්‍යශීලීව තෝරා ගත හැක.
IPD සඳහා පවතින උපස්ථර ද්‍රව්‍ය Si සහ GaN වැනි සාමාන්‍ය අර්ධ සන්නායක උපස්ථර ද්‍රව්‍ය පමණක් නොව Al2O3 පිඟන් මැටි, අඩු-උෂ්ණත්ව/අධි-උෂ්ණත්ව සම-උෂ්ණත්ව පිඟන් මැටි, වීදුරු උපස්ථර යනාදිය ද වේ. IPD මගින් ඒකාබද්ධ කරන ලද උපාංග.
උදාහරණයක් ලෙස, IPD මගින් ඒකාබද්ධ කරන ලද ත්රිමාණ නිෂ්ක්‍රීය ප්‍රේරක ව්‍යුහයට ප්‍රේරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය ඵලදායි ලෙස වැඩිදියුණු කිරීමට වීදුරු උපස්ථරයක් භාවිතා කළ හැක. TSV සංකල්පයට ප්‍රතිවිරුද්ධව, වීදුරු උපස්ථරය මත සාදන ලද හරහා සිදුරු වීදුරු හරහා (TGV) ලෙසද හැඳින්වේ. IPD සහ TGV ක්‍රියාවලි මත පදනම්ව නිෂ්පාදනය කරන ලද ත්රිමාණ ප්‍රේරකයේ ඡායාරූපය පහත රූපයේ දැක්වේ. වීදුරු උපස්ථරයේ ප්‍රතිරෝධය Si වැනි සාම්ප්‍රදායික අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි බැවින්, TGV ත්‍රිමාන ප්‍රේරකයට වඩා හොඳ පරිවාරක ගුණ ඇති අතර, ඉහළ සංඛ්‍යාතවලදී උපස්ථර පරපෝෂිත බලපෑම නිසා ඇති වන ඇතුළු කිරීමේ පාඩුව ඊට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වේ. සාම්ප්‍රදායික TSV ත්‍රිමාන ප්‍රේරකය.
අනෙක් අතට, තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලියක් හරහා වීදුරු උපස්ථරය IPD මත ලෝහ-පරිවාරක-ලෝහ (MIM) ධාරිත්‍රක නිෂ්පාදනය කළ හැකි අතර, TGV ත්රිමාණ ප්‍රේරකය සමඟ අන්තර් සම්බන්ධිත කර ත්‍රිමාන නිෂ්ක්‍රීය පෙරහන් ව්‍යුහයක් සෑදිය හැක. එබැවින්, IPD ක්‍රියාවලියට නව ත්‍රිමාන නිෂ්ක්‍රීය උපාංග සංවර්ධනය සඳහා පුළුල් යෙදුම් විභවයක් ඇත.
පසු කාලය: නොවැම්බර්-12-2024