சிலிக்கான் வழியாக (TSV) மற்றும் கண்ணாடி வழியாக (TGV) தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றி ஒரு கட்டுரையில் அறிக

பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பம் குறைக்கடத்தி துறையில் மிக முக்கியமான செயல்முறைகளில் ஒன்றாகும். தொகுப்பின் வடிவத்தின் படி, அதை சாக்கெட் தொகுப்பு, மேற்பரப்பு ஏற்ற தொகுப்பு, BGA தொகுப்பு, சிப் அளவு தொகுப்பு (CSP), ஒற்றை சிப் தொகுதி தொகுப்பு (SCM, அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டில் (PCB) வயரிங் இடையே உள்ள இடைவெளி) என பிரிக்கலாம். மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சர்க்யூட் (ஐசி) போர்டு பேட் மேட்ச்கள்), மல்டி-சிப் மாட்யூல் பேக்கேஜ் (எம்சிஎம், இது பன்முக சில்லுகளை ஒருங்கிணைக்கக்கூடியது), செதில் நிலை தொகுப்பு (WLP, ஃபேன்-அவுட் வேஃபர் லெவல் பேக்கேஜ் (FOWLP), மைக்ரோ சர்ஃபேஸ் மவுண்ட் பாகங்கள் (மைக்ரோஎஸ்எம்டி) போன்றவை), முப்பரிமாண தொகுப்பு (மைக்ரோ பம்ப் இன்டர்கனெக்ட் பேக்கேஜ், டிஎஸ்வி இன்டர்கனெக்ட் பேக்கேஜ் போன்றவை), சிஸ்டம் பேக்கேஜ் (எஸ்ஐபி), சிப் அமைப்பு (SOC).

3D பேக்கேஜிங்கின் வடிவங்கள் முக்கியமாக மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: புதைக்கப்பட்ட வகை (சாதனத்தை பல அடுக்கு வயரிங் அல்லது அடி மூலக்கூறில் புதைத்தல்), செயலில் உள்ள அடி மூலக்கூறு வகை (சிலிக்கான் வேஃபர் ஒருங்கிணைப்பு: முதலில் கூறுகள் மற்றும் செதில் அடி மூலக்கூறை ஒருங்கிணைத்து செயலில் உள்ள அடி மூலக்கூறை உருவாக்கவும். பின்னர் பல அடுக்கு இணைப்புக் கோடுகளை ஏற்பாடு செய்து, மேல் அடுக்கில் மற்ற சில்லுகள் அல்லது கூறுகளை இணைக்கவும். வகை (சிலிக்கான் செதில்களுடன் அடுக்கப்பட்ட சிலிக்கான் செதில்கள், சிலிக்கான் செதில்களால் அடுக்கப்பட்ட சில்லுகள் மற்றும் சிப்ஸுடன் அடுக்கப்பட்ட சில்லுகள்).

3D இன்டர்கனெக்ஷன் முறைகளில் கம்பி பிணைப்பு (WB), ஃபிளிப் சிப் (FC), சிலிக்கான் வழியாக (TSV), ஃபிலிம் கண்டக்டர் போன்றவை அடங்கும்.

TSV சில்லுகளுக்கு இடையே உள்ள செங்குத்து ஒன்றோடொன்று தொடர்பை உணர்த்துகிறது. செங்குத்து ஒன்றோடொன்று இணைப்புக் கோடு மிகக் குறுகிய தூரம் மற்றும் அதிக வலிமையைக் கொண்டிருப்பதால், மினியேட்டரைசேஷன், அதிக அடர்த்தி, அதிக செயல்திறன் மற்றும் மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் பன்முக அமைப்பு பேக்கேஜிங் ஆகியவற்றை உணர எளிதானது. அதே நேரத்தில், இது வெவ்வேறு பொருட்களின் சில்லுகளை ஒன்றோடொன்று இணைக்க முடியும்;

தற்போது, ​​TSV செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி இரண்டு வகையான மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்கள் உள்ளன: முப்பரிமாண சர்க்யூட் பேக்கேஜிங் (3D IC ஒருங்கிணைப்பு) மற்றும் முப்பரிமாண சிலிக்கான் பேக்கேஜிங் (3D Si ஒருங்கிணைப்பு).

இரண்டு வடிவங்களுக்கிடையிலான வேறுபாடு என்னவென்றால்:

(1) 3D சர்க்யூட் பேக்கேஜிங்கிற்கு சிப் மின்முனைகள் புடைப்புகளாகத் தயாரிக்கப்பட வேண்டும், மேலும் புடைப்புகள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டிருக்கும் (பிணைப்பு, இணைவு, வெல்டிங் போன்றவற்றால் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது), அதே சமயம் 3D சிலிக்கான் பேக்கேஜிங் என்பது சில்லுகள் (ஆக்சைடுகள் மற்றும் Cu இடையேயான பிணைப்பு) இடையே நேரடித் தொடர்பாகும். -Cu பிணைப்பு).

(2) 3D சர்க்யூட் ஒருங்கிணைப்பு தொழில்நுட்பத்தை செதில்களுக்கு இடையே பிணைப்பதன் மூலம் அடைய முடியும் (3D சர்க்யூட் பேக்கேஜிங், 3D சிலிக்கான் பேக்கேஜிங்), சிப்-டு-சிப் பிணைப்பு மற்றும் சிப்-டு-வேஃபர் பிணைப்பு ஆகியவை 3D சர்க்யூட் பேக்கேஜிங்கால் மட்டுமே அடைய முடியும்.

(3) 3D சர்க்யூட் பேக்கேஜிங் செயல்முறையால் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சில்லுகளுக்கு இடையில் இடைவெளிகள் உள்ளன, மேலும் கணினியின் இயந்திர மற்றும் மின் பண்புகளின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக கணினியின் வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்ப விரிவாக்க குணகத்தை சரிசெய்ய மின்கடத்தா பொருட்கள் நிரப்பப்பட வேண்டும்; 3D சிலிக்கான் பேக்கேஜிங் செயல்முறையால் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சில்லுகளுக்கு இடையில் எந்த இடைவெளியும் இல்லை, மேலும் சிப்பின் மின் நுகர்வு, அளவு மற்றும் எடை சிறியது மற்றும் மின் செயல்திறன் சிறப்பாக உள்ளது.

TSV செயல்முறையானது அடி மூலக்கூறு வழியாக ஒரு செங்குத்து சமிக்ஞை பாதையை உருவாக்கி, அடி மூலக்கூறின் மேல் மற்றும் கீழ் பகுதியில் உள்ள RDL ஐ இணைத்து முப்பரிமாண கடத்தி பாதையை உருவாக்க முடியும். எனவே, TSV செயல்முறையானது முப்பரிமாண செயலற்ற சாதனக் கட்டமைப்பை உருவாக்குவதற்கான முக்கியமான அடிப்படைக் கற்களில் ஒன்றாகும்.

வரியின் முன் முனைக்கும் (FEOL) மற்றும் கோட்டின் பின் முனைக்கும் (BEOL) இடையே உள்ள வரிசையின் படி, TSV செயல்முறையை மூன்று முக்கிய உற்பத்தி செயல்முறைகளாகப் பிரிக்கலாம், அதாவது முதல் (ViaFirst) வழியாக, நடுத்தர வழியாக (நடுத்தர வழியாக) மற்றும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கடைசி (கடைசி வழியாக) செயல்முறை வழியாக.

1. பொறித்தல் செயல்முறை வழியாக

TSV கட்டமைப்பை தயாரிப்பதற்கு வழி பொறித்தல் செயல்முறை முக்கியமாகும். பொருத்தமான பொறித்தல் செயல்முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பது TSV இன் இயந்திர வலிமை மற்றும் மின் பண்புகளை திறம்பட மேம்படுத்தலாம், மேலும் TSV முப்பரிமாண சாதனங்களின் ஒட்டுமொத்த நம்பகத்தன்மையுடன் தொடர்புடையது.

தற்போது, ​​பொறித்தல் செயல்முறைகள் வழியாக நான்கு முக்கிய TSV உள்ளன: ஆழமான எதிர்வினை அயன் பொறித்தல் (DRIE), ஈரமான பொறித்தல், புகைப்படம்-உதவி மின்வேதியியல் பொறித்தல் (PAECE) மற்றும் லேசர் துளையிடுதல்.

(1) ஆழமான எதிர்வினை அயன் பொறித்தல் (DRIE)

டீப் ரியாக்டிவ் அயன் செதுக்கல், DRIE செயல்முறை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் TSV பொறித்தல் செயல்முறையாகும், இது முக்கியமாக உயர் விகிதத்துடன் கூடிய கட்டமைப்புகள் வழியாக TSV ஐ உணரப் பயன்படுகிறது. பாரம்பரிய பிளாஸ்மா பொறித்தல் செயல்முறைகள் பொதுவாக பல மைக்ரான்களின் செதுக்குதல் ஆழத்தை மட்டுமே அடைய முடியும், குறைந்த பொறித்தல் வீதம் மற்றும் பொறித்தல் முகமூடித் தேர்வு இல்லாதது. Bosch இந்த அடிப்படையில் தொடர்புடைய செயல்முறை மேம்பாடுகளை செய்துள்ளது. SF6 ஐ எதிர்வினை வாயுவாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், பக்கச்சுவர்களுக்கான செயலற்ற பாதுகாப்பாக பொறிக்கும் செயல்பாட்டின் போது C4F8 வாயுவை வெளியிடுவதன் மூலமும், மேம்படுத்தப்பட்ட DRIE செயல்முறையானது உயர் விகித விகிதத்தை பொறிப்பதற்கு ஏற்றது. எனவே, அதன் கண்டுபிடிப்பாளரின் பெயரால் இது போஷ் செயல்முறை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

கீழே உள்ள படம் DRIE செயல்முறையை பொறிப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட உயர் விகிதத்தின் புகைப்படமாகும்.

DRIE செயல்முறையானது அதன் நல்ல கட்டுப்பாட்டின் காரணமாக TSV செயல்பாட்டில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், அதன் குறைபாடு என்னவென்றால், பக்கச்சுவர் தட்டையானது மோசமாக உள்ளது மற்றும் ஸ்கால்ப் வடிவ சுருக்க குறைபாடுகள் உருவாகும். உயர் விகித விகிதத்தை பொறிக்கும்போது இந்த குறைபாடு மிகவும் முக்கியமானது.

(2) ஈரமான பொறித்தல்

வெட் எச்சிங் என்பது துளைகள் வழியாக பொறிக்க முகமூடி மற்றும் இரசாயன பொறித்தல் ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்துகிறது. மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பொறித்தல் தீர்வு KOH ஆகும், இது முகமூடியால் பாதுகாக்கப்படாத சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறின் நிலைகளை பொறிக்க முடியும், இதன் மூலம் விரும்பிய வழியாக துளை அமைப்பை உருவாக்குகிறது. ஈரமான பொறிப்பு என்பது துளை-துளை பொறித்தல் செயல்முறையாகும். அதன் செயல்முறை படிகள் மற்றும் தேவையான உபகரணங்கள் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானவை என்பதால், குறைந்த செலவில் TSV வெகுஜன உற்பத்திக்கு ஏற்றது. இருப்பினும், அதன் இரசாயன பொறித்தல் பொறிமுறையானது, இந்த முறையால் உருவாகும் துளை சிலிக்கான் செதில்களின் படிக நோக்குநிலையால் பாதிக்கப்படும் என்று தீர்மானிக்கிறது, இது பொறிக்கப்பட்ட துளை செங்குத்தாக அல்ல, ஆனால் பரந்த மேல் மற்றும் குறுகிய அடிப்பகுதியின் தெளிவான நிகழ்வைக் காட்டுகிறது. இந்த குறைபாடு TSV உற்பத்தியில் ஈரமான செதுக்குதலைப் பயன்படுத்துவதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

(3) புகைப்பட-உதவி எலக்ட்ரோகெமிக்கல் எச்சிங் (PAECE)

ஃபோட்டோ-அசிஸ்டெட் எலக்ட்ரோகெமிக்கல் செதுக்கலின் (PAECE) அடிப்படைக் கொள்கையானது, எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளின் உருவாக்கத்தை துரிதப்படுத்த புற ஊதா ஒளியைப் பயன்படுத்துவதாகும், இதன் மூலம் மின்வேதியியல் பொறித்தல் செயல்முறையை துரிதப்படுத்துகிறது. பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் DRIE செயல்முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​PAECE செயல்முறையானது 100:1 க்கும் அதிகமான துளை கட்டமைப்புகள் மூலம் அதி-பெரிய விகிதத்தை பொறிப்பதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது, ஆனால் அதன் குறைபாடு என்னவென்றால், DRIE ஐ விட பொறித்தல் ஆழத்தின் கட்டுப்பாடு பலவீனமாக உள்ளது, மேலும் அதன் தொழில்நுட்பம் இருக்கலாம். மேலும் ஆராய்ச்சி மற்றும் செயல்முறை மேம்பாடு தேவை.

(4) லேசர் துளையிடுதல்

மேலே உள்ள மூன்று முறைகளிலிருந்து வேறுபட்டது. லேசர் துளையிடும் முறை முற்றிலும் இயற்பியல் முறையாகும். இது முக்கியமாக உயர் ஆற்றல் கொண்ட லேசர் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி, TSVயின் துளை-துளைக் கட்டமைப்பை உடல் ரீதியாக உணர, குறிப்பிட்ட பகுதியில் உள்ள அடி மூலக்கூறுப் பொருளை உருக்கி ஆவியாக்குகிறது.

லேசர் துளையிடுதலால் உருவாக்கப்பட்ட துளை அதிக விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பக்கச்சுவர் அடிப்படையில் செங்குத்தாக உள்ளது. இருப்பினும், லேசர் துளையிடல் உண்மையில் உள்ளூர் வெப்பத்தை பயன்படுத்தி துளை வழியாக உருவாக்குவதால், TSV இன் துளை சுவர் வெப்ப சேதத்தால் எதிர்மறையாக பாதிக்கப்பட்டு நம்பகத்தன்மையை குறைக்கும்.

2. லைனர் லேயர் படிவு செயல்முறை

டிஎஸ்வியை தயாரிப்பதற்கான மற்றொரு முக்கிய தொழில்நுட்பம் லைனர் லேயர் படிவு செயல்முறை ஆகும்.

துளை மூலம் பொறிக்கப்பட்ட பிறகு லைனர் லேயர் படிவு செயல்முறை செய்யப்படுகிறது. டெபாசிட் செய்யப்பட்ட லைனர் அடுக்கு பொதுவாக SiO2 போன்ற ஆக்சைடு ஆகும். லைனர் லேயர் TSV இன் உள் கடத்தி மற்றும் அடி மூலக்கூறுக்கு இடையில் அமைந்துள்ளது, மேலும் முக்கியமாக DC மின்னோட்டக் கசிவைத் தனிமைப்படுத்தும் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. அடுத்த செயல்பாட்டில் கடத்தி நிரப்புவதற்கு ஆக்சைடை வைப்பதோடு, தடுப்பு மற்றும் விதை அடுக்குகளும் தேவைப்படுகின்றன.

தயாரிக்கப்பட்ட லைனர் அடுக்கு பின்வரும் இரண்டு அடிப்படை தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்:

(1) இன்சுலேடிங் லேயரின் முறிவு மின்னழுத்தம் TSV இன் உண்மையான வேலைத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்;

(2) டெபாசிட் செய்யப்பட்ட அடுக்குகள் மிகவும் சீரானவை மற்றும் ஒன்றுக்கொன்று நல்ல ஒட்டுதலைக் கொண்டுள்ளன.

பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட இரசாயன நீராவி படிவு (PECVD) மூலம் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட லைனர் லேயரின் புகைப்படத்தை பின்வரும் படம் காட்டுகிறது.

வெவ்வேறு TSV உற்பத்தி செயல்முறைகளுக்கு ஏற்ப படிவு செயல்முறை சரிசெய்யப்பட வேண்டும். முன் துளை செயல்முறைக்கு, ஆக்சைடு அடுக்கின் தரத்தை மேம்படுத்த உயர் வெப்பநிலை படிவு செயல்முறை பயன்படுத்தப்படலாம்.

வழக்கமான உயர்-வெப்பநிலை படிவு டெட்ராஎத்தில் ஆர்த்தோசிலிகேட் (TEOS) ஐ அடிப்படையாகக் கொண்டு வெப்ப ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையுடன் இணைந்து உயர்தர உயர்தர SiO2 இன்சுலேடிங் லேயரை உருவாக்குகிறது. நடுத்தர வழியாக துளை மற்றும் பின் வழியாக துளை செயல்முறைக்கு, படிவின் போது BEOL செயல்முறை முடிந்துவிட்டதால், BEOL பொருட்களுடன் இணக்கத்தை உறுதிப்படுத்த குறைந்த வெப்பநிலை முறை தேவைப்படுகிறது.

இந்த நிபந்தனையின் கீழ், படிவு வெப்பநிலை 450°க்கு வரம்பிடப்பட வேண்டும், இதில் PECVD பயன்படுத்தி SiO2 அல்லது SiNx இன்சுலேடிங் லேயராக வைப்பது அடங்கும்.

மற்றொரு பொதுவான முறையானது அடர்த்தியான இன்சுலேடிங் லேயரைப் பெறுவதற்கு Al2O3 ஐ டெபாசிட் செய்ய அணு அடுக்கு படிவு (ALD) பயன்படுத்துவதாகும்.

3. உலோக நிரப்புதல் செயல்முறை

TSV நிரப்புதல் செயல்முறை லைனர் படிவு செயல்முறைக்குப் பிறகு உடனடியாக மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இது TSV இன் தரத்தை நிர்ணயிக்கும் மற்றொரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாகும்.

நிரப்பப்படக்கூடிய பொருட்களில் டோப் செய்யப்பட்ட பாலிசிலிகான், டங்ஸ்டன், கார்பன் நானோகுழாய்கள் போன்றவை பயன்படுத்தப்படும் செயல்முறையைப் பொறுத்து அடங்கும், ஆனால் மிக முக்கிய நீரோட்டமானது தாமிரமே இன்னும் எலக்ட்ரோலைட் செய்யப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் அதன் செயல்முறை முதிர்ச்சியடைந்தது மற்றும் அதன் மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது.

துளை வழியாக அதன் மின்முலாம் விகிதத்தின் விநியோக வேறுபாட்டின் படி, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அதை முக்கியமாக துணை அமைப்புமுறை, கன்பார்மல், சூப்பர் கன்ஃபார்மல் மற்றும் கீழ்-மேல் மின்முலாம் பூசுதல் முறைகள் எனப் பிரிக்கலாம்.

TSV ஆராய்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டத்தில் சப்கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. படம் (a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மின்னாற்பகுப்பு மூலம் வழங்கப்படும் Cu அயனிகள் மேலே செறிவூட்டப்படுகின்றன, அதே சமயம் கீழே போதுமான அளவு கூடுதலாக இல்லை, இதனால் துளையின் மேற்புறத்தில் உள்ள மின்முலாம் விகிதமானது மேலே உள்ளதை விட அதிகமாக இருக்கும். எனவே, துளையின் மேற்பகுதி முழுமையாக நிரப்பப்படுவதற்கு முன்பு முன்கூட்டியே மூடப்பட்டு, உள்ளே ஒரு பெரிய வெற்றிடத்தை உருவாக்கும்.

கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முறையின் திட்ட வரைபடம் மற்றும் புகைப்படம் படம் (பி) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. Cu அயனிகளின் சீரான கூடுதல் சேர்க்கையை உறுதி செய்வதன் மூலம், துளையின் ஒவ்வொரு நிலையிலும் மின்முலாம் பூசுதல் வீதம் அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், எனவே ஒரு மடிப்பு மட்டுமே உள்ளே விடப்படும், மேலும் வெற்றிட அளவு துணை கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முறையை விட மிகவும் சிறியதாக இருக்கும். இது பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வெற்றிடமில்லாத நிரப்புதல் விளைவை மேலும் அடைவதற்காக, கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முறையை மேம்படுத்த சூப்பர் கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முறை முன்மொழியப்பட்டது. படம் (c) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, Cu அயனிகளின் விநியோகத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், கீழே உள்ள நிரப்புதல் வீதம் மற்ற நிலைகளை விட சற்றே அதிகமாக உள்ளது, இதன் மூலம் மீதமுள்ள மடிப்புகளை முழுவதுமாக அகற்றுவதற்கு கீழே இருந்து மேலே நிரப்புதல் வீதத்தின் படி சாய்வை மேம்படுத்துகிறது. கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முறை மூலம், முற்றிலும் வெற்றிடமற்ற உலோக செப்பு நிரப்புதலை அடைய முடியும்.

கீழ்-மேல் மின்முலாம் பூசுதல் முறையானது சூப்பர்-கன்ஃபார்மல் முறையின் சிறப்பு நிகழ்வாகக் கருதப்படலாம். இந்த வழக்கில், கீழே தவிர மின்முலாம் விகிதம் பூஜ்ஜியத்திற்கு அடக்கப்படுகிறது, மேலும் மின்முலாம் மட்டுமே படிப்படியாக கீழே இருந்து மேல் வரை மேற்கொள்ளப்படுகிறது. கன்ஃபார்மல் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் முறையின் வெற்றிடமில்லாத நன்மைக்கு கூடுதலாக, இந்த முறை ஒட்டுமொத்த மின்முலாம் பூசும் நேரத்தையும் திறம்பட குறைக்கலாம், எனவே இது சமீபத்திய ஆண்டுகளில் பரவலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது.

4. RDL செயல்முறை தொழில்நுட்பம்

முப்பரிமாண பேக்கேஜிங் செயல்பாட்டில் RDL செயல்முறை ஒரு தவிர்க்க முடியாத அடிப்படை தொழில்நுட்பமாகும். இந்த செயல்முறையின் மூலம், போர்ட் மறுபகிர்வு அல்லது தொகுப்புகளுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பு ஆகியவற்றின் நோக்கத்தை அடைய அடி மூலக்கூறின் இருபுறமும் உலோக இணைப்புகளை உருவாக்க முடியும். எனவே, RDL செயல்முறையானது ஃபேன்-இன்-ஃபேன்-அவுட் அல்லது 2.5D/3D பேக்கேஜிங் அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

முப்பரிமாண சாதனங்களை உருவாக்கும் செயல்பாட்டில், பல்வேறு முப்பரிமாண சாதன கட்டமைப்புகளை உணர TSV ஐ ஒன்றோடொன்று இணைக்க RDL செயல்முறை பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தற்போது இரண்டு முக்கிய RDL செயல்முறைகள் உள்ளன. முதலாவது ஒளிச்சேர்க்கை பாலிமர்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் செப்பு மின்முலாம் மற்றும் பொறித்தல் செயல்முறைகளுடன் இணைக்கப்பட்டது; மற்றொன்று PECVD மற்றும் கெமிக்கல் மெக்கானிக்கல் பாலிஷ் (CMP) செயல்முறையுடன் இணைந்து Cu டமாஸ்கஸ் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி செயல்படுத்தப்படுகிறது.

பின்வருபவை இந்த இரண்டு RDLகளின் பிரதான செயல்முறை பாதைகளை முறையே அறிமுகப்படுத்தும்.

ஃபோட்டோசென்சிட்டிவ் பாலிமரை அடிப்படையாகக் கொண்ட RDL செயல்முறை மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

முதலில், பிஐ அல்லது பிசிபி பசையின் ஒரு அடுக்கு சுழற்சியின் மூலம் செதில்களின் மேற்பரப்பில் பூசப்படுகிறது, மேலும் சூடாக்கி குணப்படுத்திய பிறகு, விரும்பிய நிலையில் துளைகளைத் திறக்க ஃபோட்டோலித்தோகிராபி செயல்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது, பின்னர் பொறித்தல் செய்யப்படுகிறது. அடுத்து, ஃபோட்டோரெசிஸ்ட்டை அகற்றிய பிறகு, Ti மற்றும் Cu ஆகியவை இயற்பியல் நீராவி படிவு செயல்முறையின் (PVD) மூலம் முறையே தடுப்பு அடுக்கு மற்றும் விதை அடுக்கின் மூலம் செதில் மீது தெளிக்கப்படுகின்றன. அடுத்து, RDL இன் முதல் அடுக்கு வெளிப்படும் Ti/Cu லேயரில் ஃபோட்டோலித்தோகிராபி மற்றும் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் Cu செயல்முறைகளை இணைப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது, பின்னர் ஒளிச்சேர்க்கை அகற்றப்பட்டு அதிகப்படியான Ti மற்றும் Cu ஆகியவை பொறிக்கப்படுகின்றன. பல அடுக்கு RDL கட்டமைப்பை உருவாக்க மேலே உள்ள படிகளை மீண்டும் செய்யவும். இந்த முறை தற்போது தொழில்துறையில் மிகவும் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

RDL ஐ உற்பத்தி செய்வதற்கான மற்றொரு முறை முக்கியமாக Cu டமாஸ்கஸ் செயல்முறையை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது PECVD மற்றும் CMP செயல்முறைகளை இணைக்கிறது.

இந்த முறைக்கும் ஃபோட்டோசென்சிட்டிவ் பாலிமரை அடிப்படையாகக் கொண்ட RDL செயல்முறைக்கும் உள்ள வித்தியாசம் என்னவென்றால், ஒவ்வொரு அடுக்கையும் உற்பத்தி செய்யும் முதல் கட்டத்தில், PECVD ஆனது SiO2 அல்லது Si3N4 இன்சுலேடிங் லேயராக டெபாசிட் செய்யப் பயன்படுகிறது, பின்னர் ஃபோட்டோலித்தோகிராஃபி மூலம் இன்சுலேடிங் லேயரில் ஒரு சாளரம் உருவாகிறது. எதிர்வினை அயனி பொறித்தல், மற்றும் Ti/Cu தடை/விதை அடுக்கு மற்றும் கடத்தி செம்பு முறையே தூவப்பட்டு, பின்னர் கடத்தி அடுக்கு CMP செயல்முறை மூலம் தேவையான தடிமனாக மெல்லியதாக உள்ளது, அதாவது, RDL அல்லது துளை வழியாக அடுக்கு உருவாகிறது.

பின்வரும் படம் Cu டமாஸ்கஸ் செயல்முறையின் அடிப்படையில் கட்டப்பட்ட பல அடுக்கு RDL இன் குறுக்குவெட்டின் திட்ட வரைபடம் மற்றும் புகைப்படமாகும். TSV முதலில் துளை-துளை அடுக்கு V01 உடன் இணைக்கப்பட்டு, பின்னர் RDL1, த்ரூ-ஹோல் லேயர் V12 மற்றும் RDL2 வரிசையில் கீழிருந்து மேல் வரை அடுக்கப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம்.

RDL இன் ஒவ்வொரு அடுக்கு அல்லது துளை வழியாகவும் மேலே உள்ள முறையின்படி வரிசையாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.RDL செயல்முறைக்கு CMP செயல்முறையின் பயன்பாடு தேவைப்படுவதால், அதன் உற்பத்திச் செலவு ஒளிச்சேர்க்கை பாலிமரை அடிப்படையாகக் கொண்ட RDL செயல்முறையை விட அதிகமாக உள்ளது, எனவே அதன் பயன்பாடு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது.

5. IPD செயல்முறை தொழில்நுட்பம்

முப்பரிமாண சாதனங்களை தயாரிப்பதற்கு, MMIC இல் நேரடி ஆன்-சிப் ஒருங்கிணைப்புடன் கூடுதலாக, IPD செயல்முறை மற்றொரு நெகிழ்வான தொழில்நுட்ப பாதையை வழங்குகிறது.

IPD செயல்முறை என்றும் அழைக்கப்படும் ஒருங்கிணைந்த செயலற்ற சாதனங்கள், ஆன்-சிப் இண்டக்டர்கள், மின்தேக்கிகள், மின்தடையங்கள், பலூன் மாற்றிகள் போன்ற செயலற்ற சாதனங்களின் கலவையை ஒரு தனி அடி மூலக்கூறில் ஒருங்கிணைத்து, பரிமாற்ற பலகை வடிவத்தில் செயலற்ற சாதன நூலகத்தை உருவாக்கலாம். வடிவமைப்பு தேவைகளுக்கு ஏற்ப நெகிழ்வாக அழைக்கப்படும்.

IPD செயல்பாட்டில், செயலற்ற சாதனங்கள் தயாரிக்கப்பட்டு நேரடியாக பரிமாற்றப் பலகையில் ஒருங்கிணைக்கப்படுவதால், அதன் செயல்முறை ஓட்டமானது ICகளின் ஆன்-சிப் ஒருங்கிணைப்பை விட எளிமையானது மற்றும் குறைந்த விலை கொண்டது, மேலும் ஒரு செயலற்ற சாதன நூலகமாக முன்கூட்டியே பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்படலாம்.

TSV முப்பரிமாண செயலற்ற சாதன உற்பத்திக்கு, TSV மற்றும் RDL உள்ளிட்ட முப்பரிமாண பேக்கேஜிங் செயல்முறைகளின் செலவுச் சுமையை IPD திறம்பட ஈடுசெய்யும்.

செலவு நன்மைகள் கூடுதலாக, IPD இன் மற்றொரு நன்மை அதன் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை ஆகும். IPD இன் நெகிழ்வுத்தன்மையானது கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பல்வேறு ஒருங்கிணைப்பு முறைகளில் பிரதிபலிக்கிறது. படம் (a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஃபிளிப்-சிப் செயல்முறையின் மூலம் IPD ஐ நேரடியாக தொகுப்பு அடி மூலக்கூறில் ஒருங்கிணைக்கும் இரண்டு அடிப்படை முறைகள் அல்லது படம் (b) இல் காட்டப்பட்டுள்ள பிணைப்பு செயல்முறைக்கு கூடுதலாக, IPD இன் மற்றொரு அடுக்கு ஒரு அடுக்கில் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். பரந்த அளவிலான செயலற்ற சாதன சேர்க்கைகளை அடைய, புள்ளிவிவரங்கள் (c)-(e) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி IPD.

அதே நேரத்தில், படம் (f) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, IPD ஆனது ஒரு அடாப்டர் போர்டாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு, ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சிப்பை நேரடியாகப் புதைத்து, அதிக அடர்த்தி கொண்ட பேக்கேஜிங் அமைப்பை நேரடியாக உருவாக்கலாம்.

முப்பரிமாண செயலற்ற சாதனங்களை உருவாக்க IPD ஐப் பயன்படுத்தும் போது, ​​TSV செயல்முறை மற்றும் RDL செயல்முறையையும் பயன்படுத்தலாம். செயல்முறை ஓட்டமானது மேலே குறிப்பிட்டுள்ள ஆன்-சிப் ஒருங்கிணைப்பு செயலாக்க முறையைப் போலவே உள்ளது, மேலும் இது மீண்டும் செய்யப்படாது; வித்தியாசம் என்னவென்றால், ஒருங்கிணைப்பின் பொருள் சிப்பில் இருந்து அடாப்டர் போர்டுக்கு மாற்றப்பட்டதால், முப்பரிமாண பேக்கேஜிங் செயல்முறையின் செயலில் உள்ள பகுதி மற்றும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கும் அடுக்கின் தாக்கத்தை கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய அவசியமில்லை. இது மேலும் IPD இன் மற்றொரு முக்கிய நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு வழிவகுக்கிறது: செயலற்ற சாதனங்களின் வடிவமைப்புத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப பல்வேறு அடி மூலக்கூறு பொருட்களை நெகிழ்வாகத் தேர்ந்தெடுக்கலாம்.

IPDக்கு கிடைக்கும் அடி மூலக்கூறு பொருட்கள் Si மற்றும் GaN போன்ற பொதுவான குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறு பொருட்கள் மட்டுமல்ல, Al2O3 மட்பாண்டங்கள், குறைந்த-வெப்பநிலை/உயர்-வெப்பநிலை இணைந்து எரியும் மட்பாண்டங்கள், கண்ணாடி அடி மூலக்கூறுகள் போன்றவையும் ஆகும். இந்த அம்சம் செயலற்ற வடிவமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மையை திறம்பட விரிவுபடுத்துகிறது. IPD மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சாதனங்கள்.

எடுத்துக்காட்டாக, IPD ஆல் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட முப்பரிமாண செயலற்ற தூண்டல் அமைப்பு, தூண்டியின் செயல்திறனை திறம்பட மேம்படுத்த கண்ணாடி அடி மூலக்கூறைப் பயன்படுத்தலாம். TSV கருத்துக்கு மாறாக, கண்ணாடி அடி மூலக்கூறில் செய்யப்பட்ட துளைகள் கண்ணாடி வழியாக (TGV) என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. IPD மற்றும் TGV செயல்முறைகளின் அடிப்படையில் தயாரிக்கப்பட்ட முப்பரிமாண தூண்டியின் புகைப்படம் கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. Si போன்ற வழக்கமான செமிகண்டக்டர் பொருட்களை விட கண்ணாடி அடி மூலக்கூறின் எதிர்ப்பாற்றல் அதிகமாக இருப்பதால், TGV முப்பரிமாண தூண்டி சிறந்த காப்புப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதிக அதிர்வெண்களில் அடி மூலக்கூறு ஒட்டுண்ணி விளைவால் ஏற்படும் செருகும் இழப்பு வழக்கமான TSV முப்பரிமாண தூண்டி.

மறுபுறம், மெட்டல்-இன்சுலேட்டர்-மெட்டல் (எம்ஐஎம்) மின்தேக்கிகள் கண்ணாடி அடி மூலக்கூறு ஐபிடியில் ஒரு மெல்லிய பட படிவு செயல்முறை மூலம் தயாரிக்கப்படலாம், மேலும் டிஜிவி முப்பரிமாண தூண்டியுடன் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டு முப்பரிமாண செயலற்ற வடிகட்டி கட்டமைப்பை உருவாக்கலாம். எனவே, IPD செயல்முறையானது புதிய முப்பரிமாண செயலற்ற சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கான பரந்த பயன்பாட்டு திறனைக் கொண்டுள்ளது.