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系统级封装中穿透性硅通孔建模及分析 被引量：1
1
作者 缪旻 梁磊 +2 位作者 李振松 许淑芳 张月霞 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2011年第3期15-19,共5页
针对系统级封装技术(SIP,system in package)详细分析了穿透性硅通孔(TSV,through silicon via)的半径、高度和绝缘层厚度等物理结构对于三维系统级封装传输性能的影响,提出了TSV吉赫兹带宽等效电路模型,并提取出其电阻、电容、电感等... 针对系统级封装技术(SIP,system in package)详细分析了穿透性硅通孔(TSV,through silicon via)的半径、高度和绝缘层厚度等物理结构对于三维系统级封装传输性能的影响,提出了TSV吉赫兹带宽等效电路模型,并提取出其电阻、电容、电感等无源元件值,对于所提出的电路模型进行了时域分析,仿真给出了眼图。 展开更多
关键词 系统级封装 穿透性硅通孔 等效电路 参数提取 眼图
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硅通孔(TSV)转接板微组装技术研究进展 被引量：10
2
作者 刘晓阳 刘海燕 +2 位作者 于大全 吴小龙 陈文录 《电子与封装》 2015年第8期1-8,共8页
以硅通孔(TSV)为核心的三维集成技术是半导体工业界近几年的研发热点,特别是2.5D TSV转接板技术的出现,为实现低成本小尺寸芯片系统封装替代高成本系统芯片(So C)提供了解决方案。转接板作为中介层,实现芯片和芯片、芯片与基板之间的三... 以硅通孔(TSV)为核心的三维集成技术是半导体工业界近几年的研发热点,特别是2.5D TSV转接板技术的出现,为实现低成本小尺寸芯片系统封装替代高成本系统芯片(So C)提供了解决方案。转接板作为中介层,实现芯片和芯片、芯片与基板之间的三维互连,降低了系统芯片制作成本和功耗。在基于TSV转接板的三维封装结构中,新型封装结构及封装材料的引入,大尺寸、高功率芯片和小尺寸、细节距微凸点的应用,都为转接板的微组装工艺及其可靠性带来了巨大挑战。综述了TSV转接板微组装的研究现状,及在转接板翘曲、芯片与转接板的精确对准、微组装相关材料、工艺选择等方面面临的关键问题和研究进展。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 转接板 微组装技术 基板 2.5D/3D集成
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3D IC集成与硅通孔(TSV)互连 被引量：28
3
作者 童志义 《电子工业专用设备》 2009年第3期27-34,共8页
介绍了3维封装及其互连技术的研究与开发现状,重点讨论了垂直互连的硅通孔(TSV)互连工艺的关键技术及其加工设备面临的挑战,提出了工艺和设备开发商的应对措施并探讨了3DTSV封装技术的应用前景。
关键词 3D封装 芯片互连 深硅刻蚀 硅通孔(tsv) tsv刻蚀系统
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博世扇贝纹对亚微米硅通孔中应力的影响
4
作者 费思量 王珺 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第7期666-673,共8页
硅通孔(TSV)是三维(3D)集成中的关键互连技术。采用博世(Bosch)工艺刻蚀TSV,尤其是亚微米直径的TSV时,侧壁产生的扇贝纹会引起TSV中的应力集中。利用有限元单元生死技术分析亚微米TSV制备过程中的应力变化,并对应力的影响因素进行了分... 硅通孔(TSV)是三维(3D)集成中的关键互连技术。采用博世(Bosch)工艺刻蚀TSV,尤其是亚微米直径的TSV时,侧壁产生的扇贝纹会引起TSV中的应力集中。利用有限元单元生死技术分析亚微米TSV制备过程中的应力变化,并对应力的影响因素进行了分析。研究了TSV节距、扇贝纹高度和宽度、阻挡层材料参数、工艺温度和工作温度等因素对TSV内部应力的影响,并选择了4个主要因素进行正交实验分析。研究结果表明,减小扇贝纹宽度、增大扇贝纹高度、降低工艺温度均能有效缓解扇贝纹附近的应力波动幅度,其中扇贝纹宽度对应力波动的影响最大。通过上述分析,对影响亚微米TSV应力的主要因素进行了排序,从而为TSV制备过程中的参数优化提供了指导。 展开更多
关键词 扇贝纹 亚微米硅通孔(tsv) 有限元分析 正交实验 单元生死技术 博世(Bosch)工艺
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硅通孔转接板关键工艺技术研究——TSV成孔及其填充技术 被引量：1
5
作者 刘晓阳 陈文录 《印制电路信息》 2019年第11期35-40,共6页
硅通孔(TSV)转接板的2.5D封装是目前产业界和学术界研究的热点技术,而TSV技术是TSV转接板制造的关键。本文研究了TSV转接板制备工艺,设计了工艺试验并进行了试验研究,对TSV孔刻蚀、阻挡层沉积、电镀填孔、CMP等关键工艺进行了试验研究... 硅通孔(TSV)转接板的2.5D封装是目前产业界和学术界研究的热点技术,而TSV技术是TSV转接板制造的关键。本文研究了TSV转接板制备工艺,设计了工艺试验并进行了试验研究,对TSV孔刻蚀、阻挡层沉积、电镀填孔、CMP等关键工艺进行了试验研究和讨论,将所有工艺流程整合,完成了TSV转接板样品制备。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 转接板 刻蚀 填充
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穿透硅通孔:兼顾技术与成本的考虑 被引量：1
6
作者 Jan Provoost Eric Beyne 《集成电路应用》 2009年第6期36-38,共3页
采用3维（3D）芯片层叠的生产技术用于制造更复杂、性能更强大、更具成本效率的系统，是一个具有前景的方向。采用穿透硅通孔（Thmugh Silicon Via，TSV）的连接技术可以有效地实现这种3D芯片层叠。这个技术很快已经初具雏形：公司和研... 采用3维（3D）芯片层叠的生产技术用于制造更复杂、性能更强大、更具成本效率的系统，是一个具有前景的方向。采用穿透硅通孔（Thmugh Silicon Via，TSV）的连接技术可以有效地实现这种3D芯片层叠。这个技术很快已经初具雏形：公司和研究中心已经找到许多可能的方法实现TSV，并与3D模块集成。 展开更多
关键词 生产技术 成本效率 通孔 穿透 SILICON 3D芯片 硅 连接技术
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用于3D WLP和3D SIC的穿透硅通孔技术
7
作者 Jan Provoost Deniz Sabuncuoglu Tezcan +1 位作者 Bart Swinnen Eric Beyne 《集成电路应用》 2008年第7期45-47,共3页
数家研究小组和公司已经展示了通过芯片叠层和穿透硅通孔（TSV）互连来实现复杂3D芯片的可行性。
关键词 3D芯片 通孔 穿透 WLP SIC 技术 硅
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应用材料公司改进刻蚀技术，降低TSV（硅通孔）制造成本
8
《电子工业专用设备》 2010年第12期56-57,共2页
日前，应用材料公司发布了基于Applied Centura Silvia^TM刻蚀系统的最新硅通孔刻蚀技术。新的等离子源可将硅刻蚀速率提高40％，快速形成平滑、垂直且具有高深宽比的通孔结构。
关键词 应用材料公司 刻蚀技术 制造成本 通孔 tsv 硅 刻蚀速率 等离子源
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TSV封装通孔形态参数对焊点热疲劳寿命的影响 被引量：2
9
作者 张翼 薛齐文 刘旭东 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期684-691,共8页
使用ANSYS有限元软件建立简化的基于硅通孔技术互连的二维结构模型,用粘塑性本构Anand方程来描述Sn Pb钎料焊点的力学行为,针对模型中的焊球进行热力耦合计算,研究热循环过程中的热失效问题。根据模拟的温度场、应力应变场找到危险焊点... 使用ANSYS有限元软件建立简化的基于硅通孔技术互连的二维结构模型,用粘塑性本构Anand方程来描述Sn Pb钎料焊点的力学行为,针对模型中的焊球进行热力耦合计算,研究热循环过程中的热失效问题。根据模拟的温度场、应力应变场找到危险焊点位置,利用修正Coffin-Manson经验方程估算危险焊点的热疲劳寿命,并且讨论了模型中通孔直径、深度和间距等参数对焊点热疲劳寿命的影响。结果表明,在只改变单一参数的情况下,焊点疲劳失效周期通孔各参量值的增加均呈现出下降的趋势,其中通孔直径和通孔间距的大小对焊点的使用寿命影响较大。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 通孔参数 热疲劳寿命 焊点 热失效
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三维集成电路中硅通孔复合故障的检测与诊断 被引量：5
10
作者 尚玉玲 谭伟鹏 李春泉 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第12期976-982,共7页
在硅通孔(TSV)制造工艺中,TSV不可避免会出现电阻开路和电流泄漏同时存在的复合故障,且相比TSV单一故障,复合故障会大大降低三维集成电路的可靠性。以TSV作为环形振荡器的负载,以环形振荡器的振荡周期与占空比为测试参数,提出了一种基... 在硅通孔(TSV)制造工艺中,TSV不可避免会出现电阻开路和电流泄漏同时存在的复合故障,且相比TSV单一故障,复合故障会大大降低三维集成电路的可靠性。以TSV作为环形振荡器的负载,以环形振荡器的振荡周期与占空比为测试参数,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的最小二乘支持向量机(LSSVM)的故障诊断模型。利用不同故障类型的振荡周期与占空比的数据来训练LSSVM,采用PSO优化LSSVM的结构参数,提高了模型诊断的效率与正确率。仿真结果表明,该方法不仅能够检测出故障,还可以将故障进行分类,即开路故障、泄漏故障以及不同程度的复合故障。采用LSSVM的平均故障诊断正确率为95.17%,而采用PSO优化后的LSSVM,平均故障诊断正确率达到97.17%。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) tsv复合故障 集成电路 粒子群优化(PSO) 最小二乘支持向量机(LSSVM) 环形振荡器
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TSV硅衬底CMP后表面微粗糙度分析与优化 被引量：1
11
作者 杨昊鹍 刘玉岭 +2 位作者 王辰伟 孙鸣 张宏远 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第8期523-527,共5页
为实现TSV硅衬底表面微粗糙度及去除速率的优化,对影响TSV硅衬底精抛后表面微粗糙度的关键因素——抛光液组分的作用进行分析。采用正交实验方法进行精抛液组分(包括有机胺碱、螯合剂、磨料和活性剂)配比控制的组合实验。实验结果表明,... 为实现TSV硅衬底表面微粗糙度及去除速率的优化,对影响TSV硅衬底精抛后表面微粗糙度的关键因素——抛光液组分的作用进行分析。采用正交实验方法进行精抛液组分(包括有机胺碱、螯合剂、磨料和活性剂)配比控制的组合实验。实验结果表明,抛光液组分中活性剂体积分数对CMP过程中硅衬底片表面微粗糙度及去除速率的影响最为显著。优化抛光液组分配比条件下,CMP后硅衬底表面微粗糙度可有效降到0.272 nm(10μm×10μm),去除速率仍可达到0.538μm/min。将优化后的抛光液与生产线上普遍采用的某国际商用抛光液进行对比,在抛光速率基本一致的条件下,粗糙度有效降低50%。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 抛光液 活性剂 抛光速率 表面粗糙度
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新型同轴型混合碳纳米管填充的硅通孔
12
作者 王兴君 史凌峰 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期294-301,共8页
针对碳纳米管填充的硅通孔（TSV）的信号传输性能优化问题,提出一种新型的基于同轴型混合碳纳米管填充的硅通孔结构。在内外层管束交界处的耦合电容的基础上,提出新型TSV结构的可变参数等效电路模型,并基于TSV在三种不同应用层次上的尺... 针对碳纳米管填充的硅通孔（TSV）的信号传输性能优化问题,提出一种新型的基于同轴型混合碳纳米管填充的硅通孔结构。在内外层管束交界处的耦合电容的基础上,提出新型TSV结构的可变参数等效电路模型,并基于TSV在三种不同应用层次上的尺寸参数,通过此电路模型分析新型TSV中的信号传输性能。分析结果表明,在0~40 GHz内与单一类型碳纳米管填充的TSV相比,所提出TSV结构具有更小的插入损耗与更短的上升时延,并随TSV的尺寸增大优势更加显著。最后,对所提出TSV结构进行时域眼图仿真,仿真结果表明其在高速集成电路中可以满足对信号完整性的要求。 展开更多
关键词 碳纳米管(CNT) 硅通孔(tsv) 可变参数电路模型 信号传输性能 信号完整性
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空心硅通孔的设计及其传输性能
13
作者 郭育华 王强文 +1 位作者 甘雨辰 刘建军 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第12期999-1004,1009,共7页
硅通孔(TSV)能够实现信号的垂直传输,是微系统三维集成中的关键技术,在微波毫米波领域,硅通孔的高频传输特性成为研究的重点。针对微系统三维集成中,无源集成的硅基转接板的空心TSV垂直传输结构低损耗的传输要求,进行硅通孔的互连设计... 硅通孔(TSV)能够实现信号的垂直传输,是微系统三维集成中的关键技术,在微波毫米波领域,硅通孔的高频传输特性成为研究的重点。针对微系统三维集成中,无源集成的硅基转接板的空心TSV垂直传输结构低损耗的传输要求,进行硅通孔的互连设计和传输性能分析。采用传输线校准方式,首先在硅基转接板上设计TSV阵列接地的共面波导(CPW)传输线和带TSV过孔的传输结构,并分别进行仿真分析,计算得出带TSV过孔的传输结构的插入损耗;然后通过后道TSV工艺,在硅基转接板上制作传输线和带TSV过孔的传输结构,用矢量网络分析仪法测试传输线和带TSV过孔的传输结构的插入损耗;最后计算得到单个TSV过孔的插入损耗,结果显示在0.1~30 GHz频段内其插入损耗S21≤0.1 dB,实现了基于TSV的低损耗信号传输。 展开更多
关键词 微系统 三维集成 硅通孔(tsv) 射频(RF)传输 低插入损耗
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超宽带硅基射频微系统设计
14
作者 张先荣 钟丽 《电讯技术》 北大核心 2024年第9期1507-1515,共9页
针对超宽带硅基射频模块的微系统化问题,采用硅基板作为转接板设计了一款具备收发功能的超宽带系统级封装(System in Package,SiP)射频微系统。各层硅基转接板之间的射频信号传输、控制和供电等均采用低损耗的硅通孔(Through Silicon Vi... 针对超宽带硅基射频模块的微系统化问题,采用硅基板作为转接板设计了一款具备收发功能的超宽带系统级封装(System in Package,SiP)射频微系统。各层硅基转接板之间的射频信号传输、控制和供电等均采用低损耗的硅通孔(Through Silicon Via,TSV)结构来实现。为了减小封装对射频性能的影响,整个超宽带射频微系统采用5层硅基封装结构,与传统二维封装结构相比,其体积减少95%以上。射频微系统封装完成后,对其电气性能指标进行了测试。在整个超宽带频带内,其接收噪声系数小于2.6 dB,增益大于35 dB,发射功率大于等于34 dBm,端口驻波小于2。该封装结构实现了硅基超宽带射频模块的微系统化,可广泛适用于各类超宽带射频系统。 展开更多
关键词 超宽带射频微系统 硅基转接板 硅通孔(tsv) 系统级封装(SiP)
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硅通孔互连技术的可靠性研究 被引量：4
15
作者 侯珏 陈栋 肖斐 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期684-688,共5页
随着电子封装持续向小型化、高性能的方向发展,基于硅通孔的三维互连技术已经开始应用到闪存、图像传感器的制造中,硅通孔互连技术的可靠性问题越来越受到人们的关注。将硅通孔互连器件组装到PCB基板上,参照JEDEC电子封装可靠性试验的... 随着电子封装持续向小型化、高性能的方向发展,基于硅通孔的三维互连技术已经开始应用到闪存、图像传感器的制造中,硅通孔互连技术的可靠性问题越来越受到人们的关注。将硅通孔互连器件组装到PCB基板上,参照JEDEC电子封装可靠性试验的相关标准,通过温度循环试验、跌落试验和三个不同等级的湿度敏感性测试研究了硅通孔互连器件的可靠性。互连器件在温度循环试验和二、三级湿度敏感试验中表现出很好的可靠性,但部分样品在跌落试验和一级湿度敏感性测试中出现了失效。通过切片试验和扫描电子显微镜分析了器件失效机理并讨论了底部填充料对硅通孔互连器件可靠性的影响。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 温度循环试验(TCT) 跌落试验 湿度敏感性测试 失效分析
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基于双面TSV互连技术的超厚硅转接板制备 被引量：3
16
作者 杨海博 戴风伟 +1 位作者 王启东 曹立强 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第7期580-585,592,共7页
为了满足异质集成应用中对转接板机械性能方面的需求,提出了一种基于双面硅通孔(TSV)互连技术的超厚硅转接板的制备工艺方案。该方案采用Bosch工艺在转接板正面形成300μm深的TSV,通过结合保型性电镀工艺和底部填充电镀工艺进行TSV填充... 为了满足异质集成应用中对转接板机械性能方面的需求,提出了一种基于双面硅通孔(TSV)互连技术的超厚硅转接板的制备工艺方案。该方案采用Bosch工艺在转接板正面形成300μm深的TSV,通过结合保型性电镀工艺和底部填充电镀工艺进行TSV填充。在转接板背面工艺中首先通过光刻将双面TSV的重叠部分控制在一个理想的范围内,然后经深反应离子刻蚀(DRIE)工艺形成深度为20μm的TSV并完成绝缘层开窗,最后使用保型性电镀完成TSV互连。通过解决TSV刻蚀中侧壁形貌粗糙、TSV底部金属层过薄和光刻胶显影不洁等关键问题,最终得到了双面互连电阻约为20Ω、厚度约为323μm的硅转接板。 展开更多
关键词 转接板 异质集成 硅通孔(tsv) 先进封装 深反应离子刻蚀(DRIE) 保型性电镀
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3D堆叠芯片硅通孔的电-热-力耦合构形设计 被引量：4
17
作者 关潇男 谢志辉 +2 位作者 南刚 冯辉君 戈延林 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第8期650-657,共8页
建立了3D堆叠芯片硅通孔(TSV)单元体模型,在单元体总体积和TSV体积占比给定时,考虑电-热-力耦合效应,以最高温度、[火积]耗散率、最大应力和最大形变为性能指标,对TSV横截面长宽比和单元体横截面长宽比进行双自由度构形设计优化。结果表... 建立了3D堆叠芯片硅通孔(TSV)单元体模型,在单元体总体积和TSV体积占比给定时,考虑电-热-力耦合效应,以最高温度、[火积]耗散率、最大应力和最大形变为性能指标,对TSV横截面长宽比和单元体横截面长宽比进行双自由度构形设计优化。结果表明,存在最佳的TSV横截面长宽比使得单元体的最高温度、[火积]耗散率和最大应力取得极小值,但对应不同优化目标的最优构形各有不同,且TSV两端电压和芯片发热功率越大,其横截面长宽比对各性能指标的影响越大。铜、铝、钨3种材料中,钨填充TSV的热学和力学性能最优,但其电阻率较大。铜填充时,4个指标中最大应力最敏感,优先考虑最大应力最小化设计需求以确定TSV几何参数,可以较好兼顾其他性能指标。 展开更多
关键词 构形理论 [火积]理论 3D堆叠芯片 多物理场耦合 硅通孔(tsv)
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高深宽比硅通孔的SAPS兆声波清洗技术 被引量：1
18
作者 薛恺 陈福平 +3 位作者 张晓燕 张明川 王晖 于大全 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期377-382,共6页
硅通孔(TSV)是三维系统集成的关键技术和发展趋势,目前已经可以实现深宽比为10∶1的TSV结构,且向着更高深宽比方向发展。在TSV制造工艺中,硅通孔刻蚀后的清洗是目前的关键技术难点之一。针对TSV刻蚀的工艺特点和TSV结构的特点,基于气体... 硅通孔(TSV)是三维系统集成的关键技术和发展趋势,目前已经可以实现深宽比为10∶1的TSV结构,且向着更高深宽比方向发展。在TSV制造工艺中,硅通孔刻蚀后的清洗是目前的关键技术难点之一。针对TSV刻蚀的工艺特点和TSV结构的特点,基于气体交替技术的硅刻蚀反应副产物种类以及清洗过程清洗液在TSV孔内的流体特性进行分析,探讨了一种基于现有清洗液,利用空间交变相位移(SAPS)兆声波技术进行TSV刻蚀后的清洗方法,并阐述了该清洗工艺的特点及前后工艺间的相互影响。研究结果表明,SAPS兆声波清洗能高效去除深孔内刻蚀残余产物,在TSV工艺集成中有较好的应用前景。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) SAPS兆声波清洗 3D IC 盲孔清洗 清洗技术
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基于通孔双面分步填充的TSV制备方法 被引量：3
19
作者 田苗 栾振兴 +3 位作者 陈舒静 刘民 王凤丹 程秀兰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第8期636-641,共6页
以硅通孔(TSV)为核心的2.5D/3D集成技术是未来高密度封装的主导技术,但是现有的TSV制备技术需依赖高难度的技术和昂贵的设备。提出了一种通孔双面分步填充工艺,先将通孔的一端电镀封口,然后再从另外一端进行电镀填充。此方法避免了难度... 以硅通孔(TSV)为核心的2.5D/3D集成技术是未来高密度封装的主导技术,但是现有的TSV制备技术需依赖高难度的技术和昂贵的设备。提出了一种通孔双面分步填充工艺,先将通孔的一端电镀封口,然后再从另外一端进行电镀填充。此方法避免了难度很高的大深宽比孔中的种子层制备和自底向上的电镀工艺,降低了加工难度。通过工艺改进解决了狭缝缺陷和凸起/空洞缺陷问题,得到了无孔隙的填充孔径为30μm、孔深为300μm、深宽比为10∶1的TSV阵列。通过电学实验测量了所得TSV的电阻。实验结果证明了其填充效果和导电能力,为实现超小型化封装提供了新的技术思路。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 通孔双面分步填充 电镀 缺陷 电阻率
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胺结构调控硅通孔电镀铜单组分添加剂的性能 被引量：1
20
作者 张媛 鲁冠斌 +2 位作者 王旭东 程元荣 肖斐 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第10期796-803,共8页
通过季铵化反应对硅通孔(TSV)铜互连单组分电镀添加剂Tetronic 701(TE701)中乙二胺结构进行了电荷与空间位阻调控,获得两种甲基化季铵盐和两种磺酸丙基化季铵盐衍生物。采用恒电流测试和循环伏安法分析了衍生物的电化学性能,通过TSV芯... 通过季铵化反应对硅通孔(TSV)铜互连单组分电镀添加剂Tetronic 701(TE701)中乙二胺结构进行了电荷与空间位阻调控,获得两种甲基化季铵盐和两种磺酸丙基化季铵盐衍生物。采用恒电流测试和循环伏安法分析了衍生物的电化学性能,通过TSV芯片电镀铜研究了不同衍生物的电镀性能。结果表明,季铵盐衍生化虽未改变TE701作为添加剂的作用机制,但乙二胺结构上正电荷增加会导致TE701衍生物在阴极表面的吸附增强,从而减少脱附位点,并减缓TSV上部侧壁的铜沉积;而乙二胺连接带负电的磺酸丙基则会显著降低TE701衍生物的吸附强度,使其失去超填充性能。 展开更多
关键词 铜互连 电镀 硅通孔(tsv) 添加剂 Tetronic 701(TE701)
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