在不同电流密度下的分阶段电沉积实验展示了动态的硅通孔
(TSV) 填充过程。通过控制外加电流密度,可以获得对应于
TSV填充结果的不同形貌。具体来说,低电流密度 (4 mA/
cm 2 ) 会导致接缝缺陷填充,中等电流密度 (7 mA/cm 2 ) 会导
致⽆缺陷填充,⽽⾼电流密度 (10 mA/cm 2 )) 导致空洞缺陷填
充。填充系数分析表明,电流密度对TSV填充模型的影响是
由添加剂和铜离⼦的消耗和扩散的耦合效应触发的。此外,
镀层的形态演变表明局部沉积速率受镀层⼏何特征的影响。
硅通孔 (TSV) 是⼀种很有前途的三维 (3D) 封装技术,具有
⾼性能、减小封装体积、低功耗和多功能等优点。在 TSV ⼯
艺中,通常使用铜电化学沉积 (ECD) 进⾏的通孔填充步骤占
总成本的近 40% 。作为 TSV 的核⼼和关键技术,以小化⼯
艺时间和成本的⽆缺陷填充备受关注。
目
前30 min顶部沉积速率的异常下降是由于预处理后时间过
长造成的。在电化学反应之前铜离⼦和添加剂分⼦的充分扩
散导致在初始阶段相对较快的沉积。随着反应的进⾏,电解
液中的铜离⼦从阴极接受电⼦并不断转化为铜。随着纵横比
的增加,铜离⼦向底部的扩散速率降低。铜离⼦的传质限制
降低了沉积到底部的速率。同时,铜离⼦在顶部的积累提⾼
了沉积速率。逐渐地,顶部的电沉积速率超过底部的电沉积
速率,终导致接缝缺陷。
在电沉积⼯艺之前,对 TSV 芯片进⾏预处理以排除通孔中的
空⽓并润湿种⼦层。,将 TSV 芯片放⼊吸瓶中并浸⼊去
离⼦⽔中。然后,使用⽔循环泵将抽吸瓶抽空⾄负⽓氛。在
负压下,通孔中的空⽓被推⼊样品片表面。此外,应用间歇
性超声振动去除表面⽓泡,直⾄⽆⽓泡出现,表明预处理完
成。因此,TSV芯片迅速移动到电镀槽中并保持静⽌⾜够长
的时间以确保电镀溶液在通孔内充分扩散。
电沉积程序
预处理后,在不同的电流密度(4 mA/cm 2、5 mA/cm 2、7
mA/cm 2、10 mA/cm 2和15 mA/cm 2 )下进⾏电化学沉积
(ECD)⼯艺) 在的时间段内。低电流密度条件(4 mA/cm 2)
和中等电流密度条件(7 mA/cm 2 )的电沉积间隔分别为30
min和10 min。
封装之TSV及TGV技术初探
其中,玻璃诱导刻蚀法如下:
1) 使用皮秒激光在玻璃上产⽣变性区域;2)将激光处理过的玻璃放在 氢氟酸溶液
中进⾏刻蚀。
玻璃通孔⾼密度布线
线路转移(CTT)和光敏介质嵌⼊法,是比较常用的⽅式。 CTT主要 包括两个过
程。⼀是精细RDL线预制,每⼀RDL层可以在可移动载体上单 制造⼀层薄导
电层,并在转移到基板上之前测试或检查细线成品率。精 细线路的形成采用细
线光刻和电解镀铜的⽅法,并且以薄铜箔作为镀层的 种⼦层