聊一聊TSV技术的主要工艺及难点——苏州TSV通孔

TSV全称为：Through -Silicon-Via，中文译为：硅通孔技术。

它是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂直导通；TSV技术通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现硅通孔的垂直电气互连，实现芯片之间互连的***技术。

TSV也是继线键合（Wire Bonding）、TAB和倒装芯片（FC）之后的第四代封装技术。

TSV技术的主要工艺及难点：

***个工艺及难点是：通孔的形成。

由参与器件（如MOSFET器件）结构制造的先后时间的不同，大致可以分为四种：先通孔（via-first）、中通孔（via-middle）、后通孔（via-last）及从晶圆背后的后通孔技术（backside via-last））。晶片上的通孔加工是TSV技术的核心，目前通孔加工的技术主要有三种，一种是干法刻蚀，一种是湿法刻蚀，还有一种是激光打孔。（其中因为干法刻蚀具有速率高、方向性好，操控性强等优点成为通孔制造的***常用方法；虽然激光打孔速率更高，但因为热损伤将导致精度降低，所以现行并未常用）。第二个主要工艺及难点是：相关特殊晶片的制作。

如果不用于3D封装，目前0.3～0.4mm的晶片厚度没有问题。但如果晶片用于3D封装则需要减薄，以保证形成通孔的孔径与厚度比例在合理范围，并且***终封装的厚度可以接受。即使不考虑层堆叠的要求，单是芯片间的通孔互连技术就要求上层芯片的厚度在20～30μm，这是现有等离子开孔及金属沉积技术比较适用的厚度。晶片减薄技术中需要解决磨削过程晶片始终保持平整状态，减薄后不发生翘曲、下垂、表面损伤扩大、晶片破裂等问题。第三个主要工艺及难点则为：通孔的金属化。

目前TSV通孔金属化所用的主要还是Cu。在通常芯片制造中，金属导体层通常使用物理气象沉淀法（PVD）制备。与几十纳米的导线相比，若TSV通孔也使用PVD来制备，这将花费大量的时间。所以，TSV的通孔金属化，通常是以电镀的方法进行的。但又由于Si基板本身基体的导电性较差，不能直接进行电沉淀；所以，其金属化将首先使用PVD沉淀出厚度为数个纳米的电子层，使得Si基板有导电性之后，再进行电镀。

编辑：www.szjtnano.com  苏州TSV通孔