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词条创建者 风中追风

硅穿通电极

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硅直通电极(硅直通硅通孔,TSV)是半导体的安装技术之一,是作为电子组件的半导体,并且是垂直穿透半导体芯片内部的电极。 当将多个芯片堆叠并容纳在一个封装中时,上芯片和下芯片通常通过该通电极连接,这通过引线键合进行

这些电极,在结构方面的现有的印刷电路板的通孔是除了那些有鳞片类似被调用时,“通孔的硅”或“TSV”是“的TSV”也称为“ TSS”(直通硅堆叠,直通硅堆叠)。TSV是用于创建3D封装和3D 集成电路的重要技术。

硅穿通电极

3D封装中的TSV技术

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诸如SiP,MCM和MCP的3D封装中,多个IC芯片垂直堆叠在单个封装中,以减少电子板上的“占用空间”(占用的面积)。

使用这种堆叠的常规三维包装封装通常通过沿着堆叠芯片的边缘进行引线键合来确保彼此的信号连接。在这种方法中,由于连接空间的原因,封装必须稍大一些,并且通常必须在管芯之间添加一个“中介层”。另一方面,在使用TSV的三维安装封装中,代替常规连接,在厚度方向上穿透诸如硅晶片或管芯的芯片的通孔被用于在垂直方向上连接晶片和管芯。这样,如果采用TSV,则无需扩大用于连接空间的封装或在裸片之间提供中介层,因此与传统方法相比,减小了3D安装封装的面积和厚度可以

采用TSV技术(尽管与每个通孔,晶圆或裸片的尺寸有关),连接可以以几微米至200微米间距的间隔进行排列,因此实际上提供了数千个连接。您需要的一切都可以连接。在常规的引线键合中,连接的数量被限制为大约100-200。TSV技术的连接距离也很短,因此不易受到噪声的影响,并减少了寄生电容和电阻。结果,延迟,衰减和波形劣化小,并且可以省略用于放大和静电击穿保护的额外电路。这些效果实现了所安装的封装中的电路的高速操作,简化和低功耗。

以这种方式,如果通过堆叠多个硅晶片和管芯并垂直互连它们来创建单个集成电路,则使用TSV技术的3D集成电路(3D IC)可以用作单个电子组件。变成这样。使用3D集成电路,可以将大量功能打包到一个小的“占地面积”(占用区域)中。另外,可以大大缩短元件之间的重要电气路径,从而加快处理速度。

TSV技术在其他工业方面也很有用。常规上,在技​​术上可以在单个硅芯片上形成模拟数字电路,但是通常没有工业优势。这是因为由于工艺的复杂性导致成本增加并且产率降低。通过TSV技术使用堆叠层的连接是不同类型的电路,例如数字和模拟电路,存储电路(例如DRAM),逻辑电路(例如CPU),模拟高频电路以及低频和低功耗电路。也可以组合使用。与通过以晶片级安装而获得低成品率的情况相比,如果能够通过适合于该电路类型的晶片工艺仅有效地制造相同类型的电路,并且通过在检查之后组合并连接无缺陷的裸片来安装该电路,则可以实现该目的。完整的电子组件总体上可以很便宜。这是因为,即使由于TSV技术而导致成本增加,通过适合于TSV技术的工艺也可以更有效地生产单个管芯,并且降低了成本。

基板电容耦合

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TSV的行为就像电容耦合到衬底,因为金属触点将硅触点与硅衬底分开。将来,高速运行(例如GHz或更高)将大大降低此电容耦合阻抗,从而导致相邻TSV之间的有害串扰。

创建高AR

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各种器件用于在硅层中嵌入高AR(长宽比)金属电极孔。通过以下方法将金属填充到深孔的底部。

中性原子回流

将硅衬底加热到​​大约200-400°C,并使靠近孔口的溅射铜原子回流以流向孔的背面。

长距离溅射

通过分离溅射靶和基板,形成了很好地到达深孔的底部的平行角。

离子溅射

铜原子被衬底的负电位离子化并吸引到孔的底部。

用氮气润滑层

将少量氮气放入氩气中,在孔口附近形成一层薄的N 2润滑层,然后将铜原子和铜离子滑入孔中。

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