შეფუთვის ტექნოლოგია ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პროცესია ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში. პაკეტის ფორმის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს სოკეტის პაკეტად, ზედაპირზე დასამაგრებელ პაკეტად, BGA პაკეტად, ჩიპის ზომის პაკეტად (CSP), ერთი ჩიპის მოდულის პაკეტად (SCM, გაყვანილობა ბეჭდურ მიკროსქემის დაფაზე (PCB) და ინტეგრირებული მიკროსქემის (IC) დაფის ბალიშები ემთხვევა), მრავალჩიპიანი მოდულის პაკეტი (MCM, რომელსაც შეუძლია ჰეტეროგენული ჩიპების ინტეგრირება), ვაფლის დონის პაკეტი (WLP, მათ შორის, ვაფლის დონის ამოღება). პაკეტი (FOWLP), მიკრო ზედაპირზე დამაგრების კომპონენტები (microSMD) და ა.შ.), სამგანზომილებიანი პაკეტი (micro bump interconnect პაკეტი, TSV interconnect პაკეტი და ა.შ.), სისტემის პაკეტი (SIP), ჩიპური სისტემა (SOC).
3D შეფუთვის ფორმები ძირითადად იყოფა სამ კატეგორიად: ჩამარხული ტიპი (მოწყობილობის დამარხვა მრავალშრიანი გაყვანილობაში ან ჩაფლული სუბსტრატში), აქტიური სუბსტრატის ტიპი (სილიკონის ვაფლის ინტეგრაცია: ჯერ კომპონენტების ინტეგრირება და ვაფლის სუბსტრატი აქტიური სუბსტრატის შესაქმნელად. შემდეგ მოაწყეთ მრავალშრიანი ურთიერთდაკავშირების ხაზები და აკრიფეთ სხვა ჩიპები ან კომპონენტები ზედა ფენაზე) და დაწყობილი ტიპის (სილიკონი); სილიკონის ვაფლებით დაწყობილი ვაფლები, სილიკონის ვაფლებით დაწყობილი ჩიპები და ჩიპებით დაწყობილი ჩიპები).
3D ურთიერთდაკავშირების მეთოდები მოიცავს მავთულის შემაკავშირებელს (WB), ამობრუნებულ ჩიპს (FC), სილიკონის მეშვეობით (TSV), ფირის გამტარს და ა.შ.
TSV ახორციელებს ვერტიკალურ ურთიერთკავშირს ჩიპებს შორის. ვინაიდან ვერტიკალური ურთიერთდაკავშირების ხაზს აქვს უმოკლესი მანძილი და უფრო მაღალი სიმტკიცე, უფრო ადვილია მინიატურიზაციის, მაღალი სიმკვრივის, მაღალი წარმადობის და მრავალფუნქციური ჰეტეროგენული სტრუქტურის შეფუთვა. ამავდროულად, მას ასევე შეუძლია სხვადასხვა მასალის ჩიპების ერთმანეთთან დაკავშირება;
ამჟამად, არსებობს ორი ტიპის მიკროელექტრონული წარმოების ტექნოლოგია TSV პროცესის გამოყენებით: სამგანზომილებიანი მიკროსქემის შეფუთვა (3D IC ინტეგრაცია) და სამგანზომილებიანი სილიკონის შეფუთვა (3D Si ინტეგრაცია).
განსხვავება ორ ფორმას შორის არის ის, რომ:
(1) 3D მიკროსქემის შეფუთვა მოითხოვს ჩიპის ელექტროდების მომზადებას მუწუკებად, ხოლო მუწუკები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული (შეკრული შემაერთებელი, შერწყმა, შედუღება და ა. - Cu კავშირი).
(2) 3D მიკროსქემის ინტეგრაციის ტექნოლოგიის მიღწევა შესაძლებელია ვაფლებს შორის შეერთებით (3D მიკროსქემის შეფუთვა, 3D სილიკონის შეფუთვა), ხოლო ჩიპ-ჩიპთან შეკავშირება და ჩიპი-ვაფერთან შეკავშირება შესაძლებელია მხოლოდ 3D მიკროსქემის შეფუთვით.
(3) 3D მიკროსქემის შეფუთვის პროცესით ინტეგრირებულ ჩიპებს შორის არის ხარვეზები და საჭიროა დიელექტრიკული მასალების შევსება სისტემის თბოგამტარობისა და თერმული გაფართოების კოეფიციენტის დასარეგულირებლად, სისტემის მექანიკური და ელექტრული თვისებების სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად; 3D სილიკონის შეფუთვის პროცესით ინტეგრირებულ ჩიპებს შორის ხარვეზები არ არის და ჩიპის ენერგიის მოხმარება, მოცულობა და წონა მცირეა, ხოლო ელექტრო შესრულება შესანიშნავია.
TSV პროცესს შეუძლია შექმნას ვერტიკალური სიგნალის ბილიკი სუბსტრატის გავლით და დააკავშიროს RDL სუბსტრატის ზედა და ქვედა ნაწილში სამგანზომილებიანი გამტარის ბილიკის შესაქმნელად. აქედან გამომდინარე, TSV პროცესი არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ქვაკუთხედი სამგანზომილებიანი პასიური მოწყობილობის სტრუქტურის ასაგებად.
ხაზის წინა ბოლოს (FEOL) და ხაზის უკანა ბოლოს (BEOL) შორის რიგის მიხედვით, TSV პროცესი შეიძლება დაიყოს სამ ძირითად წარმოების პროცესად, კერძოდ, via first (ViaFirst), via შუა (Via Middle) და ბოლო (Via Last) პროცესის მეშვეობით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე.
1. გრავირების პროცესის მეშვეობით
via etching პროცესი არის TSV სტრუქტურის წარმოების გასაღები. შესაფერისი ოქროვის პროცესის არჩევამ შეიძლება ეფექტურად გააუმჯობესოს TSV-ის მექანიკური სიძლიერე და ელექტრული თვისებები და შემდგომში დაკავშირებული იყოს TSV სამგანზომილებიანი მოწყობილობების საერთო საიმედოობასთან.
ამჟამად, არსებობს ოთხი ძირითადი TSV ოქროვის პროცესების მეშვეობით: ღრმა რეაქტიული იონური ოქროვება (DRIE), სველი ოქროვება, ფოტო-დახმარებით ელექტროქიმიური ოქროვება (PAECE) და ლაზერული ბურღვა.
(1) ღრმა რეაქტიული იონის გრავირება (DRIE)
ღრმა რეაქტიული იონური გრავირება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც DRIE პროცესი, არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული TSV ოქროვის პროცესი, რომელიც ძირითადად გამოიყენება TSV-ის რეალიზებისთვის მაღალი ასპექტის თანაფარდობის მქონე სტრუქტურების მეშვეობით. პლაზმური ოქროვის ტრადიციული პროცესები, როგორც წესი, შეიძლება მიაღწიონ მხოლოდ რამდენიმე მიკრონის სიღრმეს, დაბალი ოქროვის სიჩქარითა და ოქროვის ნიღბის სელექციურობის ნაკლებობით. Bosch-მა განხორციელდა შესაბამისი პროცესის გაუმჯობესება ამის საფუძველზე. SF6-ის, როგორც რეაქტიული აირის გამოყენებით და აკრიფის პროცესის დროს C4F8 გაზის გამოთავისუფლებით, როგორც გვერდითი კედლების პასივაციისგან დამცავი, გაუმჯობესებული DRIE პროცესი შესაფერისია მაღალი ასპექტის თანაფარდობის გაფორმებისთვის. აქედან გამომდინარე, მას ასევე უწოდებენ ბოშის პროცესს მისი გამომგონებლის სახელით.
ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა არის მაღალი ასპექტის თანაფარდობის ფოტო, რომელიც ჩამოყალიბებულია DRIE პროცესის ოქროვით.
მიუხედავად იმისა, რომ DRIE პროცესი ფართოდ გამოიყენება TSV პროცესში მისი კარგი კონტროლირებადობის გამო, მისი მინუსი არის ის, რომ გვერდითი კედლის სიბრტყე ცუდია და წარმოიქმნება სკალოპის ფორმის ნაოჭების დეფექტები. ეს დეფექტი უფრო მნიშვნელოვანია ასპექტის მაღალი თანაფარდობის ვიზების აკრეფისას.
(2) სველი გრავირება
სველი გრავიტაცია იყენებს ნიღბისა და ქიმიურ გრავიურას კომბინაციას ხვრელების მეშვეობით. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ოხური ხსნარი არის KOH, რომელსაც შეუძლია სილიკონის სუბსტრატზე პოზიციების ამოკვეთა, რომლებიც არ არის დაცული ნიღბით, რითაც ქმნის სასურველ ხვრელ სტრუქტურას. სველი გრავიტაცია არის ყველაზე ადრეული ხვრელების ამოღების პროცესი, რომელიც განვითარდა. ვინაიდან მისი პროცესის საფეხურები და საჭირო აღჭურვილობა შედარებით მარტივია, იგი შესაფერისია TSV-ის მასიური წარმოებისთვის დაბალ ფასად. თუმცა, მისი ქიმიური ჭრის მექანიზმი განსაზღვრავს, რომ ამ მეთოდით წარმოქმნილ ხვრელზე გავლენას მოახდენს სილიკონის ვაფლის კრისტალური ორიენტაცია, რაც ხვრელს ხდის არავერტიკალურს, მაგრამ აჩვენებს ფართო ზედა და ვიწრო ქვედა ფენომენს. ეს დეფექტი ზღუდავს სველი გრავიურის გამოყენებას TSV წარმოებაში.
(3) ფოტო-დახმარებით ელექტროქიმიური გრავირება (PAECE)
ფოტო-დახმარებით ელექტროქიმიური გრავირების (PAECE) ძირითადი პრინციპი არის ულტრაიისფერი შუქის გამოყენება ელექტრონულ-ხვრელების წყვილების წარმოქმნის დასაჩქარებლად, რითაც აჩქარებს ელექტროქიმიური გრავირების პროცესს. ფართოდ გავრცელებულ DRIE პროცესთან შედარებით, PAECE პროცესი უფრო შესაფერისია 100:1-ზე მეტი სტრუქტურების ულტრა დიდი ასპექტის თანაფარდობის ამოსაჭრელად, მაგრამ მისი მინუსი ის არის, რომ დრაჟის სიღრმის კონტროლირებადი სუსტია ვიდრე DRIE და მისი ტექნოლოგია შესაძლოა. საჭიროებს შემდგომ კვლევას და პროცესის გაუმჯობესებას.
(4) ლაზერული ბურღვა
განსხვავდება ზემოთ ჩამოთვლილი სამი მეთოდისგან. ლაზერული ბურღვის მეთოდი არის წმინდა ფიზიკური მეთოდი. იგი ძირითადად იყენებს მაღალი ენერგიის ლაზერულ დასხივებას სუბსტრატის მასალის დნობისა და აორთქლების მიზნით მითითებულ არეალში, რათა ფიზიკურად გააცნობიეროს TSV-ის ხვრელების კონსტრუქცია.
ლაზერული ბურღვის შედეგად წარმოქმნილ ხვრელს აქვს მაღალი ასპექტის თანაფარდობა და გვერდითი კედელი ძირითადად ვერტიკალურია. თუმცა, ვინაიდან ლაზერული ბურღვა რეალურად იყენებს ადგილობრივ გათბობას გამტარი ხვრელის ფორმირებისთვის, TSV ხვრელის კედელზე უარყოფითად იმოქმედებს თერმული დაზიანება და შეამცირებს საიმედოობას.
2. ლაინერის ფენის დეპონირების პროცესი
TSV-ს წარმოების კიდევ ერთი ძირითადი ტექნოლოგია არის ლაინერის ფენის დეპონირების პროცესი.
ლაინერის ფენის დეპონირების პროცესი ხორციელდება ნახვრეტის ამოკვეთის შემდეგ. დეპონირებული ლაინერის ფენა ზოგადად არის ოქსიდი, როგორიცაა SiO2. ლაინერის ფენა განლაგებულია TSV-ის შიდა გამტარსა და სუბსტრატს შორის და ძირითადად ასრულებს DC დენის გაჟონვის იზოლირების როლს. ოქსიდის დეპონირების გარდა, ბარიერი და თესლის ფენები ასევე საჭიროა დირიჟორის შევსების შემდეგ პროცესში.
წარმოებული ლაინერის ფენა უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგ ორ ძირითად მოთხოვნას:
(1) საიზოლაციო ფენის დაშლის ძაბვა უნდა აკმაყოფილებდეს TSV-ის ფაქტობრივ სამუშაო მოთხოვნებს;
(2) დეპონირებული ფენები უაღრესად თანმიმდევრულია და აქვთ კარგი ადჰეზია ერთმანეთთან.
შემდეგი სურათი გვიჩვენებს ლაინერის ფენის ფოტოს, რომელიც დეპონირებულია პლაზმური გაძლიერებული ქიმიური ორთქლის დეპონირების შედეგად (PECVD).
დეპონირების პროცესი შესაბამისად უნდა იყოს მორგებული TSV წარმოების სხვადასხვა პროცესებისთვის. წინა ხვრელის პროცესისთვის, მაღალი ტემპერატურის დეპონირების პროცესი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოქსიდის ფენის ხარისხის გასაუმჯობესებლად.
ტიპიური მაღალტემპერატურული დეპონირება შეიძლება დაფუძნდეს ტეტრაეთილის ორთოსილიკატზე (TEOS) კომბინირებული თერმული დაჟანგვის პროცესთან, რათა შექმნას მაღალი ხარისხის SiO2 საიზოლაციო ფენა. შუა ხვრელის და უკანა ხვრელის პროცესისთვის, რადგან BEOL პროცესი დასრულდა დეპონირების დროს, საჭიროა დაბალი ტემპერატურის მეთოდი BEOL მასალებთან თავსებადობის უზრუნველსაყოფად.
ამ პირობით, დეპონირების ტემპერატურა უნდა შემოიფარგლოს 450°-მდე, მათ შორის PECVD-ის გამოყენება SiO2 ან SiNx საიზოლაციო ფენად დასაფენად.
კიდევ ერთი გავრცელებული მეთოდია ატომური ფენის დეპონირების (ALD) გამოყენება Al2O3-ის შესანახად უფრო მკვრივი საიზოლაციო ფენის მისაღებად.
3. ლითონის შევსების პროცესი
TSV შევსების პროცესი ხორციელდება ლაინერის დეპონირების პროცესისთანავე, რაც კიდევ ერთი საკვანძო ტექნოლოგიაა, რომელიც განსაზღვრავს TSV-ის ხარისხს.
მასალები, რომელთა შევსება შესაძლებელია, მოიცავს დოპირებული პოლისილიციუმის, ვოლფრამის, ნახშირბადის ნანომილებს და ა.შ. გამოყენებული პროცესის მიხედვით, მაგრამ ყველაზე მთავარი მაინც ელექტრომოოქროვილი სპილენძია, რადგან მისი პროცესი მომწიფებულია და მისი ელექტრული და თბოგამტარობა შედარებით მაღალია.
მისი ელექტრული დაფარვის სიჩქარის განაწილების სხვაობის მიხედვით გავლებულ ხვრელში, იგი ძირითადად შეიძლება დაიყოს სუბკონფორმულ, კონფორმალურ, სუპერკონფორმულ და ქვემოდან ზევით ელექტრომოლევის მეთოდებად, როგორც ნაჩვენებია სურათზე.
სუბკონფორმული ელექტრომოლევა ძირითადად გამოიყენებოდა TSV კვლევის ადრეულ ეტაპზე. როგორც ნაჩვენებია სურათზე (a), ელექტროლიზით მოწოდებული Cu იონები კონცენტრირებულია ზევით, ხოლო ქვედა არასაკმარისად არის შევსებული, რაც იწვევს გამავალი ხვრელის ზედა ნაწილში ელექტრული დაფარვის სიჩქარეს უფრო მაღალი ვიდრე ზედა ქვემოთ. ამიტომ, ნახვრეტის ზედა ნაწილი წინასწარ დაიხურება, სანამ იგი მთლიანად შეივსება და შიგნით დიდი სიცარიელე წარმოიქმნება.
სქემატური დიაგრამა და ფოტო კონფორმული ელექტრული საფარის მეთოდის ნაჩვენებია სურათზე (ბ). Cu-ის იონების ერთგვაროვანი შევსების უზრუნველსაყოფად, ელექტრული დაფარვის სიჩქარე ღრმული ხვრელის თითოეულ პოზიციაზე ძირითადად ერთნაირია, ამიტომ შიგნით მხოლოდ ნაკერი დარჩება, ხოლო სიცარიელის მოცულობა გაცილებით მცირეა, ვიდრე სუბკონფორმული ელექტრული დამუშავების მეთოდი. იგი ფართოდ გამოიყენება.
სიცარიელის გარეშე შევსების ეფექტის შემდგომი მიღწევის მიზნით, შემოთავაზებული იყო სუპერკონფორმული ელექტრული დაფარვის მეთოდი კონფორმული ელექტრული დაფარვის მეთოდის ოპტიმიზაციისთვის. როგორც ნაჩვენებია სურათზე (c), Cu იონების მიწოდების კონტროლით, ქვედა ნაწილში შევსების სიჩქარე ოდნავ უფრო მაღალია, ვიდრე სხვა პოზიციებზე, რითაც ოპტიმიზაციას უწევს შევსების სიჩქარის საფეხურების გრადიენტს ქვემოდან ზემოდან, რათა მთლიანად აღმოიფხვრას მარცხენა ნაკერი. კონფორმული ელექტრული საფარის მეთოდით, რათა მივაღწიოთ ლითონის სპილენძის სრულყოფილად უფერო შევსებას.
ქვემოდან ზევით ელექტრული საფარის მეთოდი შეიძლება ჩაითვალოს სუპერკონფორმული მეთოდის განსაკუთრებულ შემთხვევად. ამ შემთხვევაში, დალუქვის სიჩქარე, გარდა ქვედა ნაწილისა, ითრგუნება ნულამდე და მხოლოდ ელექტრომოლევა ხდება თანდათანობით ქვემოდან ზევით. გარდა კონფორმული ელექტრული დალაგების მეთოდის სიცარიელე უპირატესობისა, ამ მეთოდს ასევე შეუძლია ეფექტურად შეამციროს დალუქვის მთლიანი დრო, ამიტომ იგი ფართოდ იქნა შესწავლილი ბოლო წლებში.
4. RDL პროცესის ტექნოლოგია
RDL პროცესი შეუცვლელი ძირითადი ტექნოლოგიაა სამგანზომილებიანი შეფუთვის პროცესში. ამ პროცესის მეშვეობით, ლითონის ურთიერთკავშირი შეიძლება დამზადდეს სუბსტრატის ორივე მხარეს, რათა მიაღწიოს პორტის გადანაწილებას ან პაკეტებს შორის ურთიერთკავშირს. ამიტომ, RDL პროცესი ფართოდ გამოიყენება fan-in-fan-out ან 2.5D/3D შეფუთვის სისტემებში.
სამგანზომილებიანი მოწყობილობების აგების პროცესში, RDL პროცესი ჩვეულებრივ გამოიყენება TSV-ს ურთიერთდაკავშირებისთვის, რათა განხორციელდეს სხვადასხვა სამგანზომილებიანი მოწყობილობის სტრუქტურები.
ამჟამად არსებობს ორი ძირითადი RDL პროცესი. პირველი დაფუძნებულია ფოტომგრძნობიარე პოლიმერებზე და შერწყმულია სპილენძის ელექტრული და დამუშავების პროცესებთან; მეორე ხორციელდება Cu Damascus პროცესის გამოყენებით PECVD და ქიმიური მექანიკური პოლირების (CMP) პროცესთან ერთად.
ქვემოთ წარმოგიდგენთ ამ ორი RDL-ის ძირითადი პროცესის ბილიკებს, შესაბამისად.
ფოტომგრძნობიარე პოლიმერზე დაფუძნებული RDL პროცესი ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ ფიგურაში.
ჯერ ვაფლის ზედაპირზე ბრუნვით იფარება PI ან BCB წებოს ფენა, გახურებისა და გამაგრების შემდეგ გამოიყენება ფოტოლითოგრაფიული პროცესი, ხვრელების გასახსნელად სასურველ პოზიციაზე, შემდეგ კი კეთდება ატრაქცია. შემდეგ, ფოტორეზისტის მოხსნის შემდეგ, Ti და Cu იშლება ვაფლზე ფიზიკური ორთქლის დეპონირების პროცესის (PVD) მეშვეობით, როგორც ბარიერი და თესლის ფენა, შესაბამისად. შემდეგ, RDL-ის პირველი ფენა იწარმოება დაუცველ Ti/Cu ფენაზე ფოტოლითოგრაფიისა და ელექტრული კუმშვის პროცესების კომბინაციით, შემდეგ კი ფოტორეზისტი ამოღებულია და ჭარბი Ti და Cu იჭრება. გაიმეორეთ ზემოაღნიშნული ნაბიჯები მრავალშრიანი RDL სტრუქტურის შესაქმნელად. ეს მეთოდი ამჟამად უფრო ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში.
RDL-ის წარმოების კიდევ ერთი მეთოდი ძირითადად დაფუძნებულია Cu Damascus პროცესზე, რომელიც აერთიანებს PECVD და CMP პროცესებს.
განსხვავება ამ მეთოდსა და ფოტომგრძნობიარე პოლიმერზე დაფუძნებულ RDL პროცესს შორის არის ის, რომ თითოეული ფენის წარმოების პირველ ეტაპზე PECVD გამოიყენება SiO2 ან Si3N4 საიზოლაციო ფენის შესანახად, შემდეგ კი საიზოლაციო ფენაზე ყალიბდება ფანჯარა ფოტოლითოგრაფიით და რეაქტიული იონური გრავირება, და Ti/Cu ბარიერი/თესლის ფენა და გამტარი სპილენძი იშლება შესაბამისად, შემდეგ კი გამტარის ფენა თხელდება საჭირო სისქემდე CMP პროცესით, ანუ წარმოიქმნება RDL ფენა ან ხვრელის ფენა.
ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა წარმოადგენს Cu Damascus პროცესის საფუძველზე აგებული მრავალშრიანი RDL-ის განივი კვეთის სქემატურ დიაგრამას და ფოტოს. შეიძლება დაფიქსირდეს, რომ TSV ჯერ უკავშირდება ხვრელების ფენას V01, შემდეგ კი დაწყობილია ქვემოდან ზემოდან RDL1, ნახვრეტის ფენის V12 და RDL2 თანმიმდევრობით.
RDL ან ნახვრეტიანი ფენის თითოეული ფენა მზადდება თანმიმდევრობით ზემოთ აღნიშნული მეთოდის მიხედვით.ვინაიდან RDL პროცესი მოითხოვს CMP პროცესის გამოყენებას, მისი წარმოების ღირებულება უფრო მაღალია, ვიდრე ფოტომგრძნობიარე პოლიმერზე დაფუძნებული RDL პროცესი, ამიტომ მისი გამოყენება შედარებით დაბალია.
5. IPD პროცესის ტექნოლოგია
სამგანზომილებიანი მოწყობილობების წარმოებისთვის, MMIC-ზე ჩიპზე პირდაპირი ინტეგრაციის გარდა, IPD პროცესი უზრუნველყოფს სხვა უფრო მოქნილ ტექნიკურ გზას.
ინტეგრირებული პასიური მოწყობილობები, ასევე ცნობილი როგორც IPD პროცესი, აერთიანებს პასიური მოწყობილობების ნებისმიერ კომბინაციას, მათ შორის ჩიპზე ინდუქტორებს, კონდენსატორების, რეზისტორებს, ბალუნის გადამყვანებს და ა.შ. ცალკეულ სუბსტრატზე, რათა შექმნას პასიური მოწყობილობების ბიბლიოთეკა გადაცემის დაფის სახით მოქნილად გამოიძახოს დიზაინის მოთხოვნების შესაბამისად.
ვინაიდან IPD პროცესში, პასიური მოწყობილობები იწარმოება და უშუალოდ ინტეგრირდება გადაცემის დაფაზე, მისი პროცესის ნაკადი უფრო მარტივი და იაფია, ვიდრე IC-ების ჩიპზე ინტეგრაცია და შეიძლება წინასწარ მოხდეს მასობრივი წარმოება, როგორც პასიური მოწყობილობის ბიბლიოთეკა.
TSV სამგანზომილებიანი პასიური მოწყობილობის წარმოებისთვის, IPD-ს შეუძლია ეფექტურად აანაზღაუროს სამგანზომილებიანი შეფუთვის პროცესების ხარჯების ტვირთი TSV და RDL ჩათვლით.
ფასის უპირატესობების გარდა, IPD-ის კიდევ ერთი უპირატესობა მისი მაღალი მოქნილობაა. IPD-ის ერთ-ერთი მოქნილობა აისახება ინტეგრაციის მრავალფეროვან მეთოდებში, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. IPD-ის შეფუთვის სუბსტრატში პირდაპირი ინტეგრაციის ორი ძირითადი მეთოდის გარდა, ჩიპ-ჩიპის პროცესის მეშვეობით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე (ა) ან შემაკავშირებელ პროცესზე, როგორც ნაჩვენებია სურათზე (ბ), IPD-ის კიდევ ერთი ფენა შეიძლება ინტეგრირებული იყოს ერთ ფენაზე. IPD-ის, როგორც ნაჩვენებია სურათებში (c)-(e) პასიური მოწყობილობების კომბინაციების უფრო ფართო დიაპაზონის მისაღწევად.
ამავდროულად, როგორც ნაჩვენებია სურათზე (ვ), IPD შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც ადაპტერის დაფა, მასზე ინტეგრირებული ჩიპის პირდაპირ დასამარხად, რათა პირდაპირ ააშენოს მაღალი სიმკვრივის შეფუთვის სისტემა.
სამგანზომილებიანი პასიური მოწყობილობების ასაშენებლად IPD-ის გამოყენებისას ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას TSV პროცესი და RDL პროცესი. პროცესის ნაკადი ძირითადად იგივეა, რაც ზემოაღნიშნული ჩიპზე ინტეგრაციის დამუშავების მეთოდი და არ განმეორდება; განსხვავება ისაა, რომ მას შემდეგ, რაც ინტეგრაციის ობიექტი იცვლება ჩიპიდან ადაპტერულ დაფაზე, არ არის საჭირო სამგანზომილებიანი შეფუთვის პროცესის გავლენის გათვალისწინება აქტიურ ზონაზე და ურთიერთდაკავშირების ფენაზე. ეს შემდგომში იწვევს IPD-ის კიდევ ერთ მთავარ მოქნილობას: სხვადასხვა სუბსტრატის მასალები შეიძლება მოქნილად შეირჩეს პასიური მოწყობილობების დიზაინის მოთხოვნების შესაბამისად.
IPD-სთვის ხელმისაწვდომი სუბსტრატის მასალები არის არა მხოლოდ ჩვეულებრივი ნახევარგამტარული სუბსტრატის მასალები, როგორიცაა Si და GaN, არამედ Al2O3 კერამიკა, დაბალი ტემპერატურის/მაღალი ტემპერატურის თანაგამომწვარი კერამიკა, მინის სუბსტრატები და ა.შ. ეს ფუნქცია ეფექტურად აფართოებს პასიური დიზაინის მოქნილობას. მოწყობილობები ინტეგრირებული IPD-ით.
მაგალითად, სამგანზომილებიანი პასიური ინდუქტორის სტრუქტურას ინტეგრირებული IPD შეუძლია გამოიყენოს შუშის სუბსტრატი ინდუქტორის მუშაობის ეფექტურად გასაუმჯობესებლად. TSV-ის კონცეფციისგან განსხვავებით, შუშის სუბსტრატზე გაკეთებულ ნახვრეტებს ასევე უწოდებენ შუშის შუშის ხაზებს (TGV). IPD და TGV პროცესების საფუძველზე წარმოებული სამგანზომილებიანი ინდუქტორის ფოტო ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. ვინაიდან შუშის სუბსტრატის წინაღობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე ჩვეულებრივი ნახევარგამტარული მასალების, როგორიცაა Si, TGV სამგანზომილებიან ინდუქტორს აქვს უკეთესი საიზოლაციო თვისებები და მაღალი სიხშირეზე სუბსტრატის პარაზიტული ეფექტით გამოწვეული დანაკარგი გაცილებით მცირეა, ვიდრე ჩვეულებრივი TSV სამგანზომილებიანი ინდუქტორი.
მეორეს მხრივ, მეტალ-იზოლატორ-ლითონის კონდენსატორები (MIM) ასევე შეიძლება დამზადდეს შუშის სუბსტრატზე IPD თხელი ფირის დეპონირების პროცესის მეშვეობით და ერთმანეთთან დაკავშირებული TGV სამგანზომილებიან ინდუქტორთან სამგანზომილებიანი პასიური ფილტრის სტრუქტურის შესაქმნელად. ამიტომ, IPD პროცესს აქვს ფართო გამოყენების პოტენციალი ახალი სამგანზომილებიანი პასიური მოწყობილობების შესაქმნელად.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-12-2024