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。
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。
深硅刻蚀设备
通常情况下,制造硅通孔(经常穿透多层⾦属和绝缘材料)采用深反 应离⼦刻蚀
技术(DRIE),常用的深硅刻蚀技术又称为“Bosch(博⽒)” ⼯艺,有初发明该项
技术的公司命名。 如下图所示,⼀个标准Bosch⼯艺循环包括选择性刻蚀和钝
化两个步 骤,其中选择性刻蚀过程采用的是SF6和O2两种⽓体,钝化过程采用
的是 C4F8⽓体。在Bosch⼯艺过程中,利用SF6等离⼦体刻蚀硅衬底,接
着利用C4F8等离⼦体作为钝化物沉积在硅衬底上,在这些⽓体中加⼊O2 等离
⼦体,能够有效控制刻蚀速率与选择性。因此,在Bosch刻蚀过程中 很自然地
形成了⻉壳状的刻蚀侧壁。
电镀铜填充设备
很多成本模型显示,TSV填充⼯艺是整个⼯艺流程中昂贵的步骤之⼀。 TSV
的主要成品率损耗之⼀是未填满的空洞。电镀铜⼯艺作为合适的硅 通孔填充
技术受到业内的普遍关注,其关键技术在于TSV⾼深宽比(通常 ⼤于10:1)通孔的
全填充电镀技术。
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。
国内外研究现状
2011年,瑞⼠的微纳系统研究部提出了如下图所示的基于TSV技术圆片级 真空
封装⽅案。该⽅案由TSV封帽与器件层两部分构成,TSV封帽垂直导 通柱是填
充在硅通孔中的铜柱。器件层上制作有⾦锡电极与铜柱相连,从 ⽽把电信号从
空腔内部的引到空腔外部,后通过硅-硅直接键合实现密 封。该⽅案⽓密性
很好,但是TSV封帽制作⼯艺复杂,热应⼒⼤(铜柱与 硅热失配⼤),且硅硅键
合对键合表面要求质量很⾼,⼀般加⼯过的硅片 很难达到此要求。