硅通孔三维封装技术
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2.5 其他TSV技术路线

除了以上提到的两类主要TSV集成方案,还有一些其他方案,主要针对特殊应用进行特殊的TSV形状和流程设计。面向背照式图像传感器(BSI CIS)使用永久键合搭配TSV实现处理电路与CIS芯片的堆叠和互连。图2-13所示的是日本SONY公司针对图像传感器产品开发的三层堆叠产品剖面照片,三层分别是处理电路、存储层和传感层,层间通过穿透键合层的TSV实现互连[51]。通过图2-13可以推断,在加工过程中,底层逻辑电路作为永久衬底,通过氧化硅永久键合叠加DRAM或传感层之后,首先将衬底减薄,然后采用改进的大马士革工艺,实现两种深度TSV的加工。由于TSV可以穿透键合层,所以可以实现三层的有效通信。

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图2-13 日本SONY公司开发的三层堆叠产品剖面照片[51]

另外一类特殊应用,采用双面刻蚀获得X形TSV,典型工艺流程如图2-14所示[52]。首先,通过刻蚀获得大尺寸深孔;然后,第二次刻蚀获得小尺寸深孔;进一步刻蚀,使得小尺寸一面的孔变成倾斜状;在衬底双面进行绝缘层、扩散阻挡层、种子层沉积,并进行双面铜电镀;最后,去除光刻胶并刻蚀种子层,实现X形TSV的制造。X形TSV加工结果如图2-15所示[52]

针对不同的应用需求,新的材料和工艺在不断开发,未来还会出现更多的TSV集成方案,具体的TSV制造工艺也会有很多选择。

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图2-14 X形TSV典型工艺流程[52]

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图2-15 X形TSV加工结果[52]