硅通孔發(fā)展現(xiàn)狀分析課件

硅通孔技術(shù)（TSV）的發(fā)展現(xiàn)狀匯報人：張恒組員：楊祖華，韋啟欽，韋華宏趙必鑫，吳天宇，徐宇豐，肖瑤

。硅通孔技術(shù)（TSV）的發(fā)展現(xiàn)狀匯報人：張恒TSV專利技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢2007年至2012年，TSV專利數(shù)量持續(xù)穩(wěn)步增長，TSV越來越受到關(guān)注。注：美國（US）、中國（CN）、中國臺灣（TW）、韓國（KR）、日本（JP）、歐洲聯(lián)盟（EP）、新加坡（SG）、德國（DE）、英國（GB）。

TSV專利技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢2007年至20122硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔技術(shù)(Through-SiliconVia)：通過在芯片之間、晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實現(xiàn)芯片之間互連的技術(shù)。優(yōu)點：使芯片在z軸方向堆疊的密度最大；芯片之間的互連線最短；外形尺寸最??；并具有縮小封裝尺寸；高頻特性出色；降低芯片功耗；熱膨脹可靠性高等。

TSV成為目前電子封裝技術(shù)中最引人注目的一種技術(shù)。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔技術(shù)(Through-3硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀減?。╰hinning）、鍵合（bonding）、孔的形成（TSVFormation）、填孔材料（viafiling）和工藝都是目前工藝研究的主要熱點。TSV互連尚待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題和挑戰(zhàn)：通孔的刻蝕通孔的填充通孔的工藝流程（先通孔和后通孔）晶圓減薄堆疊形式鍵合方式通孔熱應(yīng)力硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀減?。╰hinning）、鍵合4硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀通孔的刻蝕技術(shù)通孔的材料填充技術(shù)通孔熱應(yīng)力分析目錄硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目錄5硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀通孔制造技術(shù)——刻蝕硅通孔技術(shù)中孔的形成通常是由刻蝕工藝來完成。孔質(zhì)量的好壞直接決定了封裝的效果。

半導(dǎo)體行業(yè)中大量使用刻蝕技術(shù)來制作集成電路，目前己經(jīng)發(fā)展了諸多刻蝕技術(shù)，比如：濕法刻蝕，干法刻蝕，深反應(yīng)離子刻蝕，激光刻蝕。

反應(yīng)離子刻蝕(RIE,ReactiveIonEtching)工藝，是通過活性離子對襯底的物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)雙重作用的一種刻蝕方式，同時兼有各向異性和選擇性好的優(yōu)點。2011東電電子(TEL)一舉投產(chǎn)了5款用于三維封裝的TSV(硅通孔，throughsiliconvia)制造裝置，投產(chǎn)的5款三維TSV裝置分別是硅深刻蝕裝置、聚酰亞胺成膜裝置以及3款晶圓鍵合關(guān)聯(lián)裝置。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀通孔制造技術(shù)——刻蝕6硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

激光刻蝕是選擇一種單頻率或多頻率的光波，利用高能量的激光束進行刻蝕鉆孔，是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)。如下圖所示。該芯片由8張晶圓疊層而成，芯片厚度僅為560um。三星公司宣稱TSV的制作是由激光鉆孔完成。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀激光刻蝕是選擇一7硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年12月，應(yīng)用材料公司發(fā)布了基于AppliedCenturaSilvia刻蝕系統(tǒng)的最新硅通孔刻蝕技術(shù)。新的等離子源可將硅刻蝕速率提高40%，快速形成平滑、垂直且具有高深寬比的通孔結(jié)構(gòu)。新系統(tǒng)首次將每片硅片的通孔刻蝕成本降低到10美元以下，同時保持系統(tǒng)標(biāo)志性的精確輪廓控制和平滑垂直的通孔側(cè)壁。2012年3月，中微半導(dǎo)體設(shè)備公司生產(chǎn)的8英寸硅通孔（TSV）刻蝕設(shè)備PrimoTSV200E具有極高的生產(chǎn)率，它擁有雙反應(yīng)臺的反應(yīng)器，最多可以同時加工兩個晶圓片。此刻蝕設(shè)備的單位投資產(chǎn)出率比市場上其他同類設(shè)備提高了30%。（如下圖）2012年10月，新設(shè)備PrimoSSCAD-RIE（“單反應(yīng)器甚高頻去耦合反應(yīng)離子介質(zhì)刻蝕機”）是中微公司用于流程前端（FEOL）及后端（BEOL）關(guān)鍵刻蝕應(yīng)用的第二代電介質(zhì)刻蝕設(shè)備，主要用于22納米及以下的芯片刻蝕加工。（如下圖）硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2010年128硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀填充材料硅通孔填充技術(shù)填充方法硅通孔填充材料：銅，多晶硅，鎢。主要是銅。目前影響銅填充的主要問題包括：硅通孔內(nèi)側(cè)壁種子層的覆蓋、硅通孔內(nèi)氣泡的排除、電鍍液質(zhì)量以及電鍍電流密度等.主要的填充方法：電鍍化學(xué)氣相沉積高分子涂布Cu電鍍填充工藝流程

2010諾發(fā)系統(tǒng)宣布開發(fā)出一套全新先進的銅阻障底層物理氣相沉積（PVD）制程，其將用于新興的貫穿硅晶硅通孔（TSV）封裝市場，該制程使用諾發(fā)INOVA平臺，并搭配特有的中空陰極電磁管（HCM）技術(shù)制造出高貼附性的銅底層，該HCMTSV制程提供卓越的側(cè)壁及底部覆蓋，能使后續(xù)的TSV電鍍達成無洞填銅。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀填充材料硅通孔填充方法硅通孔填9硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2011年,飛利浦公司研發(fā)人員利用自制電鍍藥水實現(xiàn)了三維互連中寬5um,深寬比為8的TSV銅柱無空洞填充,效果良好。2012年,電化學(xué)協(xié)會D.Josell等人針對其實驗室研究人員在僅含抑制劑的條件下實現(xiàn)TSV‘U’型自底向上的電鍍銅填充情況,建立了TSV電鍍銅仿真模型。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2011年,飛利10硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔熱應(yīng)力分析

微系統(tǒng)封裝中，封裝后產(chǎn)品的可靠性是其關(guān)鍵考核因素。而對于三維封裝硅通孔技術(shù)，工藝過程中應(yīng)力直接影響產(chǎn)品壽命，硅通孔的填充材料以及硅通孔相鄰材料的熱不匹配性等都會造成通孔上的熱應(yīng)力，導(dǎo)致通孔界面的開裂、分層現(xiàn)象、失效等情況。因此，對硅通孔應(yīng)力的分析，可以有效的提高產(chǎn)品的可靠性。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔熱應(yīng)力分析微系統(tǒng)11硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔相鄰材料界面的力學(xué)分析

刻蝕后的扇貝形通孔界面

單個孔分析完全粘接界面模型有限元分析

完全粘接界面：理想界面，面上的面力和位移都連續(xù)。可以看到通孔邊界上應(yīng)力明顯大于通孔內(nèi)部應(yīng)力，每個扇貝形小弧段邊界的下部分應(yīng)力較大，在每個扇貝形狀的末端部位會發(fā)生塑性應(yīng)變。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔相鄰材料界面的力學(xué)分析12硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔填充材料的應(yīng)力分析

完全填充Cu的TSV

和填充聚合物的TSV兩種結(jié)構(gòu)模型的研究分析

兩種TSV結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)失效區(qū)域均集中在Cu材料與其它材料端部界面處，熱應(yīng)力將超過銅的屈服強度，出現(xiàn)屈服變形.

而在填充聚合物TSV結(jié)構(gòu)中，Cu

層在Polymer/Cu界面中間區(qū)域也將出現(xiàn)塑性變形.綜合考慮，完全填充Cu的TSV可靠性更好。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔填充材料的應(yīng)力分析完全13硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

上海交通大學(xué)學(xué)者用常用材料的組合進行了仿真分析,發(fā)現(xiàn)以二氧化硅為隔離層，鎢為填充金屬，錫為鍵合層的模型具有最理想的熱應(yīng)力特性，銅、ＡＢＦ以及錫的組合也表現(xiàn)出良好的熱應(yīng)力特性。(袁琰紅，高立明，吳昊,李明《硅通孔尺寸與材料對熱應(yīng)力的影響》２０１３年４月)

中國科學(xué)院微電子研究所學(xué)者，北京工業(yè)大學(xué)機械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院及復(fù)旦大學(xué)材料系學(xué)者共同對硅通孔全部填充Cu（圓柱）和部分填充Cu（圓柱環(huán)）帶來的應(yīng)力進行了解析法分析，得出隨著鍍銅層的減薄，硅中徑向正應(yīng)力和環(huán)向正應(yīng)力均減小，銅中徑向正應(yīng)力減小，而環(huán)向正應(yīng)力始終大于完全填充銅情況，因此應(yīng)綜合各方面因素謹(jǐn)慎選擇合理的鍍銅厚度。（安彤，秦飛，武偉，于大全，萬里兮，王珺，《TSV轉(zhuǎn)接板硅通孔的熱應(yīng)力分析》，2013年7月。）

硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上海交通大學(xué)學(xué)者14硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上海交通大學(xué)學(xué)者采用有限元分析單個圓柱型硅通孔和單個圓臺型硅通孔應(yīng)力，在通孔深度逐漸變大的過程中，圓柱型與圓臺型硅通孔的應(yīng)力變化趨勢相反，圓臺型硅通孔更適用于高深寬比，且上下直徑差較大的模型中。（袁琰紅，《硅通孔三維封裝的熱力學(xué)分析》，2013年1月）

南昌航空大學(xué)學(xué)者建立了熱力耦合的塑性應(yīng)變梯度的本構(gòu)關(guān)系，并通過用戶子程序UMAT嵌入到ABAQUS中進行互連結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析。得出在不同通孔半徑和通孔結(jié)構(gòu)整體縮小的條件下，銅互連中心和頂部界面處均出現(xiàn)顯著的尺寸效應(yīng)，即在互連尺寸接近亞微米時，熱應(yīng)力隨著半徑減小而急劇增加的現(xiàn)象。(徐成,《硅通孔互連熱應(yīng)力的數(shù)值模擬及仿真試驗設(shè)計》，

2012年5月)硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上海交通大學(xué)學(xué)者15硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年半導(dǎo)體龍頭大廠聯(lián)華電子，爾必達，力成科技宣布共同開發(fā)硅通孔（TSV）3DIC制造。

2011年三星電子宣布推出一款全新的單條8GB容量DDR3RDIMM服務(wù)器專用內(nèi)存，這款產(chǎn)品率先采用三維芯片堆疊技術(shù)TSV，而且這款產(chǎn)品已經(jīng)成功通過客戶的測試。通過三維TSV封裝技術(shù)，這類8GBRDIMM內(nèi)存可以比傳統(tǒng)產(chǎn)品節(jié)省40％的能耗，而且利用這種技術(shù)，可以大幅度提升內(nèi)存芯片的容量密度，正如這次采用的GreenDDR3DRAM芯片一樣，它的密度提升有望突破50％。TSV是解決服務(wù)器既需要大容量內(nèi)存。2011高通已經(jīng)設(shè)計出一款28nmTSV元件的原型.硅通孔技術(shù)在各公司發(fā)展現(xiàn)狀：硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2010年半導(dǎo)體龍16硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2011年臺積電(TSMC)該年度在VL—SISymposium上報告已建構(gòu)出一種更好的TSV介電質(zhì)襯底(dielectricliner)。工程師展示了高度深寬比(aspectratios)為10：l的試制過孔，并減輕了外部銅材料擠壓過孔的問題。

2012年聯(lián)華電子與新加坡科技研究局旗下的微電子研究院宣布，合作進行應(yīng)用在背面照度式CMOS影像感測器的TSV技術(shù)開發(fā)。通過這項技術(shù)，包括智能手機、數(shù)碼相機與個人平板電腦等移動電子產(chǎn)品，里面所采用的數(shù)百萬像素影像感測器，都可大幅提升產(chǎn)品效能、降低成本、減少體積。

2012年東芝的TSV相機模塊已用在諾基亞的一些最新款手機當(dāng)中。圖像傳感器和微機電系統(tǒng)(MEMS)等應(yīng)用已率先導(dǎo)入TSV工藝技術(shù)。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2011年臺積17硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展趨勢

TSV技術(shù)將在垂直方向堆疊層數(shù)、硅片減薄、硅通孔直徑、填充材料、通孔刻蝕等方面繼續(xù)向微細化方向發(fā)展。在垂直方向上堆疊層數(shù)將由2007年的3-7層裸芯片發(fā)展到2015年的5～14層裸芯片的堆疊。為使堆疊14層裸芯片的封裝仍能符合封裝總厚度小于lmm的要求，在硅片減薄上，將由2007年的20um~50um的厚度減低至2015年的8um厚度。在硅通孔的直徑上，將由2007年的4.0um縮小至2015年的1.6um。TSV技術(shù)發(fā)展重點還包括工藝開發(fā)、三維Ic設(shè)計測試、多尺寸通孔技術(shù)以及靜電保護等。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展趨勢TSV技術(shù)將在垂18ThankYou!ThankYou!硅通孔技術(shù)（TSV）的發(fā)展現(xiàn)狀匯報人：張恒組員：楊祖華，韋啟欽，韋華宏趙必鑫，吳天宇，徐宇豐，肖瑤

。硅通孔技術(shù)（TSV）的發(fā)展現(xiàn)狀匯報人：張恒TSV專利技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢2007年至2012年，TSV專利數(shù)量持續(xù)穩(wěn)步增長，TSV越來越受到關(guān)注。注：美國（US）、中國（CN）、中國臺灣（TW）、韓國（KR）、日本（JP）、歐洲聯(lián)盟（EP）、新加坡（SG）、德國（DE）、英國（GB）。

TSV專利技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢2007年至201221硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔技術(shù)(Through-SiliconVia)：通過在芯片之間、晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實現(xiàn)芯片之間互連的技術(shù)。優(yōu)點：使芯片在z軸方向堆疊的密度最大；芯片之間的互連線最短；外形尺寸最?。徊⒕哂锌s小封裝尺寸；高頻特性出色；降低芯片功耗；熱膨脹可靠性高等。

TSV成為目前電子封裝技術(shù)中最引人注目的一種技術(shù)。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔技術(shù)(Through-22硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀減薄（thinning）、鍵合（bonding）、孔的形成（TSVFormation）、填孔材料（viafiling）和工藝都是目前工藝研究的主要熱點。TSV互連尚待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題和挑戰(zhàn)：通孔的刻蝕通孔的填充通孔的工藝流程（先通孔和后通孔）晶圓減薄堆疊形式鍵合方式通孔熱應(yīng)力硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀減薄（thinning）、鍵合23硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀通孔的刻蝕技術(shù)通孔的材料填充技術(shù)通孔熱應(yīng)力分析目錄硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目錄24硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀通孔制造技術(shù)——刻蝕硅通孔技術(shù)中孔的形成通常是由刻蝕工藝來完成?？踪|(zhì)量的好壞直接決定了封裝的效果。

半導(dǎo)體行業(yè)中大量使用刻蝕技術(shù)來制作集成電路，目前己經(jīng)發(fā)展了諸多刻蝕技術(shù)，比如：濕法刻蝕，干法刻蝕，深反應(yīng)離子刻蝕，激光刻蝕。

反應(yīng)離子刻蝕(RIE,ReactiveIonEtching)工藝，是通過活性離子對襯底的物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)雙重作用的一種刻蝕方式，同時兼有各向異性和選擇性好的優(yōu)點。2011東電電子(TEL)一舉投產(chǎn)了5款用于三維封裝的TSV(硅通孔，throughsiliconvia)制造裝置，投產(chǎn)的5款三維TSV裝置分別是硅深刻蝕裝置、聚酰亞胺成膜裝置以及3款晶圓鍵合關(guān)聯(lián)裝置。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀通孔制造技術(shù)——刻蝕25硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

激光刻蝕是選擇一種單頻率或多頻率的光波，利用高能量的激光束進行刻蝕鉆孔，是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)。如下圖所示。該芯片由8張晶圓疊層而成，芯片厚度僅為560um。三星公司宣稱TSV的制作是由激光鉆孔完成。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀激光刻蝕是選擇一26硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年12月，應(yīng)用材料公司發(fā)布了基于AppliedCenturaSilvia刻蝕系統(tǒng)的最新硅通孔刻蝕技術(shù)。新的等離子源可將硅刻蝕速率提高40%，快速形成平滑、垂直且具有高深寬比的通孔結(jié)構(gòu)。新系統(tǒng)首次將每片硅片的通孔刻蝕成本降低到10美元以下，同時保持系統(tǒng)標(biāo)志性的精確輪廓控制和平滑垂直的通孔側(cè)壁。2012年3月，中微半導(dǎo)體設(shè)備公司生產(chǎn)的8英寸硅通孔（TSV）刻蝕設(shè)備PrimoTSV200E具有極高的生產(chǎn)率，它擁有雙反應(yīng)臺的反應(yīng)器，最多可以同時加工兩個晶圓片。此刻蝕設(shè)備的單位投資產(chǎn)出率比市場上其他同類設(shè)備提高了30%。（如下圖）2012年10月，新設(shè)備PrimoSSCAD-RIE（“單反應(yīng)器甚高頻去耦合反應(yīng)離子介質(zhì)刻蝕機”）是中微公司用于流程前端（FEOL）及后端（BEOL）關(guān)鍵刻蝕應(yīng)用的第二代電介質(zhì)刻蝕設(shè)備，主要用于22納米及以下的芯片刻蝕加工。（如下圖）硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2010年1227硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀填充材料硅通孔填充技術(shù)填充方法硅通孔填充材料：銅，多晶硅，鎢。主要是銅。目前影響銅填充的主要問題包括：硅通孔內(nèi)側(cè)壁種子層的覆蓋、硅通孔內(nèi)氣泡的排除、電鍍液質(zhì)量以及電鍍電流密度等.主要的填充方法：電鍍化學(xué)氣相沉積高分子涂布Cu電鍍填充工藝流程

2010諾發(fā)系統(tǒng)宣布開發(fā)出一套全新先進的銅阻障底層物理氣相沉積（PVD）制程，其將用于新興的貫穿硅晶硅通孔（TSV）封裝市場，該制程使用諾發(fā)INOVA平臺，并搭配特有的中空陰極電磁管（HCM）技術(shù)制造出高貼附性的銅底層，該HCMTSV制程提供卓越的側(cè)壁及底部覆蓋，能使后續(xù)的TSV電鍍達成無洞填銅。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀填充材料硅通孔填充方法硅通孔填28硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2011年,飛利浦公司研發(fā)人員利用自制電鍍藥水實現(xiàn)了三維互連中寬5um,深寬比為8的TSV銅柱無空洞填充,效果良好。2012年,電化學(xué)協(xié)會D.Josell等人針對其實驗室研究人員在僅含抑制劑的條件下實現(xiàn)TSV‘U’型自底向上的電鍍銅填充情況,建立了TSV電鍍銅仿真模型。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2011年,飛利29硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔熱應(yīng)力分析

微系統(tǒng)封裝中，封裝后產(chǎn)品的可靠性是其關(guān)鍵考核因素。而對于三維封裝硅通孔技術(shù)，工藝過程中應(yīng)力直接影響產(chǎn)品壽命，硅通孔的填充材料以及硅通孔相鄰材料的熱不匹配性等都會造成通孔上的熱應(yīng)力，導(dǎo)致通孔界面的開裂、分層現(xiàn)象、失效等情況。因此，對硅通孔應(yīng)力的分析，可以有效的提高產(chǎn)品的可靠性。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔熱應(yīng)力分析微系統(tǒng)30硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔相鄰材料界面的力學(xué)分析

刻蝕后的扇貝形通孔界面

單個孔分析完全粘接界面模型有限元分析

完全粘接界面：理想界面，面上的面力和位移都連續(xù)?？梢钥吹酵走吔缟蠎?yīng)力明顯大于通孔內(nèi)部應(yīng)力，每個扇貝形小弧段邊界的下部分應(yīng)力較大，在每個扇貝形狀的末端部位會發(fā)生塑性應(yīng)變。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔相鄰材料界面的力學(xué)分析31硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔填充材料的應(yīng)力分析

完全填充Cu的TSV

和填充聚合物的TSV兩種結(jié)構(gòu)模型的研究分析

兩種TSV結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)失效區(qū)域均集中在Cu材料與其它材料端部界面處，熱應(yīng)力將超過銅的屈服強度，出現(xiàn)屈服變形.

而在填充聚合物TSV結(jié)構(gòu)中，Cu

層在Polymer/Cu界面中間區(qū)域也將出現(xiàn)塑性變形.綜合考慮，完全填充Cu的TSV可靠性更好。硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀硅通孔填充材料的應(yīng)力分析完全32硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

上海交通大學(xué)學(xué)者用常用材料的組合進行了仿真分析,發(fā)現(xiàn)以二氧化硅為隔離層，鎢為填充金屬，錫為鍵合層的模型具有最理想的熱應(yīng)力特性，銅、ＡＢＦ以及錫的組合也表現(xiàn)出良好的熱應(yīng)力特性。(袁琰紅，高立明，吳昊,李明《硅通孔尺寸與材料對熱應(yīng)力的影響》２０１３年４月)

中國科學(xué)院微電子研究所學(xué)者，北京工業(yè)大學(xué)機械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院及復(fù)旦大學(xué)材料系學(xué)者共同對硅通孔全部填充Cu（圓柱）和部分填充Cu（圓柱環(huán)）帶來的應(yīng)力進行了解析法分析，得出隨著鍍銅層的減薄，硅中徑向正應(yīng)力和環(huán)向正應(yīng)力均減小，銅中徑向正應(yīng)力減小，而環(huán)向正應(yīng)力始終大于完全填充銅情況，因此應(yīng)綜合各方面因素謹(jǐn)慎選擇合理的鍍銅厚度。（安彤，秦飛，武偉，于大全，萬里兮，王珺，《TSV轉(zhuǎn)接板硅通孔的熱應(yīng)力分析》，2013年7月。）

硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上海交通大學(xué)學(xué)者33硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上海交通大學(xué)學(xué)者采用有限元分析單個圓柱型硅通孔和單個圓臺型硅通孔應(yīng)力，在通孔深度逐漸變大的過程中，圓柱型與圓臺型硅通孔的應(yīng)力變化趨勢相反，圓臺型硅通孔更適用于高深寬比，且上下直徑差較大的模型中。（袁琰紅，《硅通孔三維封裝的熱力學(xué)分析》，2013年1月）

南昌航空大學(xué)學(xué)者建立了熱力耦合的塑性應(yīng)變梯度的本構(gòu)關(guān)系，并通過用戶子程序UMAT嵌入到ABAQUS中進行互連結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析。得出在不同通孔半徑和通孔結(jié)構(gòu)整體縮小的條件下，銅互連中心和頂部界面處均出現(xiàn)顯著的尺寸效應(yīng)，即在互連尺寸接近亞微米時，熱應(yīng)力隨著半徑減小而急劇增加的現(xiàn)象。(徐成,《硅通孔互連熱應(yīng)力的數(shù)值模擬及仿真試驗設(shè)計》，

2012年5月)硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上海交通大學(xué)學(xué)者34硅通孔（TSV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年半導(dǎo)體龍頭大廠聯(lián)華電子，爾必達，力成科技宣布共同開發(fā)硅通孔（TSV）3DIC制造。

2011年三星電子宣布推出一款全新的單條8GB容量D