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基于TSV技术的Ka频段硅基天线设计 被引量:1
1
作者 贺鹏超 陈建忠 +2 位作者 王逸琳 边明明 张珂 《火控雷达技术》 2024年第2期84-89,共6页
TSV(Through-Silicon Via硅通孔)技术是现代集成电路设计的新型工艺。基于此工艺,针对射频通信系统小型化、高集成度的要求分别设计了工作于Ka频段的硅基多端口天线和单端口集成天线。整体结构采用CPW(Co-Planar Waveguide共面波导)和TS... TSV(Through-Silicon Via硅通孔)技术是现代集成电路设计的新型工艺。基于此工艺,针对射频通信系统小型化、高集成度的要求分别设计了工作于Ka频段的硅基多端口天线和单端口集成天线。整体结构采用CPW(Co-Planar Waveguide共面波导)和TSV结合的方式实现了对天线的馈电。在此基础上,分别设计了中心频率为35GHz的2X2四端口天线阵和中心频率为35.5GHz的单端口集成天线。仿真结果表明,天线阵列的相对带宽分别为2.88%和6.56%,增益约为4.57dBi和4.06dBi。 展开更多
关键词 tsv工艺 硅基天线 KA频段
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基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺研究 被引量:3
2
作者 董西英 徐成翔 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2011年第4期151-155,共5页
基于TSV技术的封装技术是目前MEMS产品、存储器、3D IC封装中的高端和热点技术.本文论述了在国内处于领先并正在量产化研究阶段的基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺流程.通过理论分析和实验,重点研究了在封装流程中将铝刻蚀、去胶提... 基于TSV技术的封装技术是目前MEMS产品、存储器、3D IC封装中的高端和热点技术.本文论述了在国内处于领先并正在量产化研究阶段的基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺流程.通过理论分析和实验,重点研究了在封装流程中将铝刻蚀、去胶提前到金属镀覆之前的意义和所出现的镍滋生问题.研究表明,将铝刻蚀、去胶提前到金属镀覆之前可以缩短去胶时间,减少光刻胶的残留和金属镀覆层数;通过延长金属镀覆过程中每次UPW冲洗时间,在EN Ni中防止镀液结镍,并在镀锌时降低锌液的粘附性和镀锌后增加硝酸清洗步骤,即可消除镍滋生.以上研究对于提高封装效率和合格芯片率,降低成本是很有意义的. 展开更多
关键词 3DIC CIS tsv 晶圆级封装工艺流程 化学镀 镍滋生
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应用于MEMS封装的TSV工艺研究 被引量:11
3
作者 王宇哲 汪学方 +5 位作者 徐明海 吕植成 徐春林 胡畅 王志勇 刘胜 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第1期62-67,共6页
开展了应用于微机电系统(MEMS)封装的硅通孔(TSV)工艺研究,分析了典型TSV的工艺,使用Bosch工艺干法刻蚀形成通孔,气体SF6和气体C4F8的流量分别为450和190 cm3/min,一个刻蚀周期内的刻蚀和保护时长分别为8和3 s;热氧化形成绝缘层;溅射50 ... 开展了应用于微机电系统(MEMS)封装的硅通孔(TSV)工艺研究,分析了典型TSV的工艺,使用Bosch工艺干法刻蚀形成通孔,气体SF6和气体C4F8的流量分别为450和190 cm3/min,一个刻蚀周期内的刻蚀和保护时长分别为8和3 s;热氧化形成绝缘层;溅射50 nm Ti黏附阻挡层和1μm Cu种子层;使用硫酸铜和甲基磺酸铜体系电镀液电镀填充通孔,比较了双面电镀和自下而上电镀工艺;最终获得了硅片厚度370μm、通孔直径60μm TSV加工工艺。测试结果证明:样品TSV无孔隙;其TSV电阻值小于0.01Ω;样品气密性良好。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 微机电系统(MEMS)封装 Bosch工艺 刻蚀 电镀
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TSV的工艺缺陷诊断与分析 被引量:5
4
作者 陈媛 张鹏 夏逵亮 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期473-479,共7页
随着3D集成封装的发展,硅通孔(TSV)成为实现3D堆叠中最有前景的技术之一。通过通孔和微凸点实现上下堆叠IC之间的垂直电连接,先进的TSV技术能够满足3D SIP异构集成、高速宽带、小尺寸及高性能等要求。然而,作为新型互连技术,TSV技术... 随着3D集成封装的发展,硅通孔(TSV)成为实现3D堆叠中最有前景的技术之一。通过通孔和微凸点实现上下堆叠IC之间的垂直电连接,先进的TSV技术能够满足3D SIP异构集成、高速宽带、小尺寸及高性能等要求。然而,作为新型互连技术,TSV技术面临许多工艺上的困难和挑战,其可靠性没有得到充分的研究和保证。识别缺陷、分析失效机理对TSV三维集成器件的设计、生产和使用等各环节的优化和改进具有重要作用。对不同形状、不同深宽比的TSV通孔边界层进行了微观物理分析,对通孔形状、边界层均匀性等方面进行了评价,分析了各种工艺缺陷形成的物理机制以及可能带来的失效影响。最后根据其产生的原因提出了相应的改进措施。 展开更多
关键词 硅通孔(tsv) 3D集成 边界层 工艺缺陷 失效分析
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先进封装中硅通孔(TSV)铜互连电镀研究进展 被引量:7
5
作者 谌可馨 高丽茵 +2 位作者 许增光 李哲 刘志权 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期15-26,共12页
随着摩尔定律接近极限,超摩尔定律的2.5D/3D封装登上历史舞台。硅通孔(through siliconvia,TSV)是实现多维封装纵向互连的关键技术,也是目前高端电子制造领域的重要代表之一。概述了TSV铜互连的关键技术,包括铜电镀液、电镀工艺和研究... 随着摩尔定律接近极限,超摩尔定律的2.5D/3D封装登上历史舞台。硅通孔(through siliconvia,TSV)是实现多维封装纵向互连的关键技术,也是目前高端电子制造领域的重要代表之一。概述了TSV铜互连的关键技术,包括铜电镀液、电镀工艺和研究方法。认为TSV电镀铜技术难点在于无缺陷填充,而添加剂是实现无缺陷填充的关键组分。归纳了TSV电镀铜的加速剂、抑制剂以及整平剂等多种添加剂,指出随着TSV深宽比的不断提高,对电镀工艺提出了更高的要求。介绍了仿真计算、电化学测试等电镀液添加剂作用机理的研究手段。随着研究手段的不断升级,对添加剂作用机理研究更加深入透彻,确保了高深宽比TSV镀铜的无缺陷填充,进一步促进了先进封装的发展。 展开更多
关键词 硅通孔 电镀铜 添加剂 填孔工艺 表征方法
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基于TSV技术的CMP工艺优化研究 被引量:5
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作者 张康 李婷 +2 位作者 刘小洁 高跃昕 刘宜霖 《电子工业专用设备》 2019年第4期1-4,64,共5页
TSV技术是实现集成电路3D封装互连、降低RC延迟和信号干扰、改善芯片传输速度及功耗的有效方法。基于TSV技术的CMP工艺主要用于通孔大马士革铜工艺淀积后的正面抛光和晶圆背面TSV结构的暴露及平坦化工艺,分步抛光工艺匹配技术具有去除... TSV技术是实现集成电路3D封装互连、降低RC延迟和信号干扰、改善芯片传输速度及功耗的有效方法。基于TSV技术的CMP工艺主要用于通孔大马士革铜工艺淀积后的正面抛光和晶圆背面TSV结构的暴露及平坦化工艺,分步抛光工艺匹配技术具有去除速率高、抛光时间可控、碎片风险小、选择比低、凹陷及凸起缺陷少等特点,铜的去除率大于1000nm/min,铜凹陷小于15nm,平坦化表面粗糙度小于1nm,表面不均匀度小于5%,可满足TSV工艺技术中晶圆表面的平坦化需求。 展开更多
关键词 硅通孔技术 化学机械平坦化 通孔 工艺匹配
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微模具重复利用的高深宽比铜微结构微电铸复制技术
7
作者 苏少雄 孙云娜 +3 位作者 宋嘉诚 吴永进 姚锦元 丁桂甫 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期162-169,共8页
针对紫外线光刻、电铸成型和注塑(UV-LIGA)工艺的去胶难题,提出了一种以脱模代替去胶的改良工艺,用于批量制造高深宽比铜微结构。该工艺以可重复利用的硅橡胶软模具代替传统的SU-8光刻微模具,采用硅通孔(TSV)镀铜技术进行微电铸填充,然... 针对紫外线光刻、电铸成型和注塑(UV-LIGA)工艺的去胶难题,提出了一种以脱模代替去胶的改良工艺,用于批量制造高深宽比铜微结构。该工艺以可重复利用的硅橡胶软模具代替传统的SU-8光刻微模具,采用硅通孔(TSV)镀铜技术进行微电铸填充,然后通过直接脱模实现金属微结构的完全释放,既解决了去胶难题,又能够解决高深宽比微模具电铸因侧壁金属化导致的空洞包夹问题,同时可以大幅降低成套工艺成本。仿真和实验结果显示,热处理可以改善脱模效果,显著降低脱模损伤,支持微模具重复利用。采用初步优化的改良工艺已成功实现深宽比约3∶1的铜微结构的高精度复制。 展开更多
关键词 紫外线光刻、电铸成型和注塑(UV-LIGA)工艺 硅橡胶模具 硅通孔(tsv)镀铜 脱模 模具重复利用
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硅MEMS器件加工技术及展望 被引量:24
8
作者 徐永青 杨拥军 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第7期425-431,共7页
介绍了几种典型的硅基MEMS加工技术以及应用,并简单展望了MEMS加工技术发展趋势。硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构,体... 介绍了几种典型的硅基MEMS加工技术以及应用,并简单展望了MEMS加工技术发展趋势。硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构,体硅工艺包括湿法SOG(玻璃上硅)工艺、干法SOG工艺、正面体硅工艺、SOI(绝缘体上硅)工艺。表面MEMS加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜来完成MEMS器件的制作,利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小,但与IC工艺的兼容性更好,易与电路实现单片集成。阐述了这些MEMS加工技术的工艺原理、优缺点、加工精度、应用等。提出了MEMS加工技术的发展趋势,包括MEMS器件圆片级封装(WLP)技术、MEMS工艺标准化、MEMS与CMOS单片平面集成、MEMS器件与其他芯片的3D封装集成技术等。 展开更多
关键词 微电子机械系统 体硅工艺 表面工艺 穿硅通孔 3D封装
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粗糙侧壁对硅通孔互连结构高频性能的影响(英文) 被引量:4
9
作者 王志 庞诚 +2 位作者 平野 任晓黎 于大全 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第18期5339-5344,共6页
详细分析了由Bosch刻蚀形成的侧壁形貌的粗糙度(Sidewall Roughness)对硅通孔(TSV)互连结构高频性能的影响,并通过全波电磁场仿真软件HFSS将粗糙侧壁TSV互连结构与平滑侧壁TSV互连结构的传输特性进行了详尽的对比。仿真结果显示,在相同... 详细分析了由Bosch刻蚀形成的侧壁形貌的粗糙度(Sidewall Roughness)对硅通孔(TSV)互连结构高频性能的影响,并通过全波电磁场仿真软件HFSS将粗糙侧壁TSV互连结构与平滑侧壁TSV互连结构的传输特性进行了详尽的对比。仿真结果显示,在相同的条件下,粗糙侧壁TSV结构的插入损耗比光滑侧壁TSV结构增加了15%,并且随着侧壁形貌粗糙度的增加,TSV互连结构的高频性能恶化更加严重。最后,通过对二氧化硅绝缘层厚度和TSV直径对TSV互连结构高频性能的影响,提出了补偿侧壁粗糙度对高频性能产生的不良影响的方法,为TSV电学设计提供参考依据。 展开更多
关键词 三维集成 硅通孔 全波电磁场仿真 插入损耗 Bosch刻蚀
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基于硅通孔的信息处理微系统关键技术研究 被引量:2
10
作者 唐磊 郭雁蓉 +2 位作者 赵超 匡乃亮 吴道伟 《遥测遥控》 2021年第5期55-62,共8页
研究依托硅通孔实现信息处理微系统的技术。概述了传统信息处理系统小型化集成实现方式及新需求下所面临的发展瓶颈,依托“拓展摩尔定律”(More than Moore)战略成为信息处理系统具备高密度、多功能、多工作模式能力的重要实现方式,硅通... 研究依托硅通孔实现信息处理微系统的技术。概述了传统信息处理系统小型化集成实现方式及新需求下所面临的发展瓶颈,依托“拓展摩尔定律”(More than Moore)战略成为信息处理系统具备高密度、多功能、多工作模式能力的重要实现方式,硅通孔TSV(Through Silicon Vias)为上述需求提供了重要的支撑手段;着重阐述了信息处理类微系统的优势和设计、实现、测试等方面的关键技术,并展示了已实现的多种信息处理微系统产品组成形态,最后对信息处理微系统产品的应用前景进行了展望,阐述了关键技术对信息处理微系统实现支撑的优越性。 展开更多
关键词 信息处理 微系统 硅通孔 微凸点
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高可靠先进微系统封装技术综述 被引量:8
11
作者 赵科 李茂松 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第1期115-120,共6页
在人工智能、航空航天、国防武器装备电子系统小型化、模块化、智能化需求驱动下,系统级封装设计及关键工艺技术取得了革命性突破。新型的系统封装方法可把不同功能器件集成在一起,并实现了相互间高速通讯功能。封装工艺与晶圆制造工艺... 在人工智能、航空航天、国防武器装备电子系统小型化、模块化、智能化需求驱动下,系统级封装设计及关键工艺技术取得了革命性突破。新型的系统封装方法可把不同功能器件集成在一起,并实现了相互间高速通讯功能。封装工艺与晶圆制造工艺的全面融合,使封装可靠性、封装效率得到极大的提升,封装寄生效应得到有效抑制。文章概述了微系统封装结构及类型,阐述了高可靠晶圆级芯片封装(WLP)、倒装焊封装(BGA)、系统级封装(SIP)、三维叠层封装、TSV通孔结构的实现原理、关键工艺技术及发展趋势。 展开更多
关键词 系统级封装 晶圆级封装 倒装焊BGA封装 2.5D/3D叠层封装 通孔技术
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硅DRIE刻蚀工艺模拟研究 被引量:4
12
作者 朱福运 于民 +1 位作者 金玉丰 张海霞 《中国电子科学研究院学报》 2011年第1期28-30,35,共4页
随着现代科技的发展,人们对微系统的小型化、高性能、多功能、低功耗和低成本的要求越来越高,基于硅通孔技术技术的三维系统封装技术(3D SiP,three dimensional dystem in packaging)愈发显现出其重要的研究价值。硅通孔技术将集成电路... 随着现代科技的发展,人们对微系统的小型化、高性能、多功能、低功耗和低成本的要求越来越高,基于硅通孔技术技术的三维系统封装技术(3D SiP,three dimensional dystem in packaging)愈发显现出其重要的研究价值。硅通孔技术将集成电路垂直堆叠,在更小的面积上大幅地提升芯片性能并增加芯片功能。为帮助工艺人员更好地开展硅通孔技术工艺实验,开展了硅通孔技术关键工艺深反应离子刻蚀工艺模拟研究工作及开展这一工作所采用的物理模型和模拟方法,并将模拟结果与实验结果进行了对比。 展开更多
关键词 硅通孔技术 深反应离子刻蚀 工艺模拟
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一种改进的穿硅电容三维互连技术 被引量:1
13
作者 刘松 单光宝 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第8期558-564,共7页
针对硅通孔(through-silicon via,TSV)背面通孔外露工艺复杂度与成本较高、易遗留工艺隐患的问题,提出一种改进的穿硅电容(through-silicon capacitor,TSC)三维互连技术。首先,介绍TSC结构特点与工艺制作方法。其次,通过电磁仿真分析TS... 针对硅通孔(through-silicon via,TSV)背面通孔外露工艺复杂度与成本较高、易遗留工艺隐患的问题,提出一种改进的穿硅电容(through-silicon capacitor,TSC)三维互连技术。首先,介绍TSC结构特点与工艺制作方法。其次,通过电磁仿真分析TSC互连电容耦合特性,结合传统收发电路与HSPICE仿真验证TSC互连在高频信号传输应用中的可行性。分析与仿真结果显示:TSC省去TSV背面通孔外露工艺可进一步降低成本及复杂工艺引入的可靠性隐患。采用孔半径2.5μm、孔高50μm单根TSC通道可实现15 Gbps高频信号传输,功耗约为0.045 mW/Gbps。研究表明,TSC互连是一种高可靠、低成本的三维互连结构,为实现高频三维集成电路(3D IC)提供一种可行的互连技术方案。 展开更多
关键词 三维集成电路(3D IC) 三维互连 硅通孔(tsv) 电容耦合互连(CCI) 硅通孔(tsv)背面通孔外露工艺
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消除硅通孔侧壁刻蚀损伤的方法
14
作者 康建波 商庆杰 王利芹 《电子工艺技术》 2023年第4期10-12,43,共4页
硅通孔刻蚀是TSV技术的重要工序步骤,采用标准博世(Bosch)工艺刻蚀硅通孔(宽为150μm),发现硅通孔侧壁出现多处刻蚀损伤。通过优化Bosch工艺参数增加沉积保护,消除了硅通孔侧壁刻蚀损伤问题,通孔开口差值,即通孔下开口宽度与通孔上开口... 硅通孔刻蚀是TSV技术的重要工序步骤,采用标准博世(Bosch)工艺刻蚀硅通孔(宽为150μm),发现硅通孔侧壁出现多处刻蚀损伤。通过优化Bosch工艺参数增加沉积保护,消除了硅通孔侧壁刻蚀损伤问题,通孔开口差值,即通孔下开口宽度与通孔上开口宽度的差,从原来的22μm减小到13μm。利用优化后的工艺配方对硅通孔和硅腔(宽为1 500μm)同时进行刻蚀时,发现硅腔刻蚀后会产生硅针,不能应用到实际生产。经过多轮次Bosch工艺参数调整,把Bosch工艺沉积步骤的偏置功率设置为10 W,同时解决了硅通孔侧壁刻蚀损伤和硅腔刻蚀出现硅针问题,最终成功应用到MEMS环形器系列产品当中。 展开更多
关键词 硅通孔刻蚀 tsv技术 Bosch工艺 刻蚀损伤 硅腔
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基于三维模型的船舶舷侧工艺孔开孔工序前移技术
15
作者 万莉 夏勇峰 罗金 《船舶与海洋工程》 2021年第4期47-52,共6页
为有效缩短船舶的建造周期,对其货舱舷侧工艺孔工序前移技术进行分析。从基于统一三维模型的船舶智能化设计角度出发,以某些船舶为例,分析对比在分段、总组和搭载等3个阶段进行工艺孔开孔的优缺点。在此基础上,选取平台总组阶段作为开... 为有效缩短船舶的建造周期,对其货舱舷侧工艺孔工序前移技术进行分析。从基于统一三维模型的船舶智能化设计角度出发,以某些船舶为例,分析对比在分段、总组和搭载等3个阶段进行工艺孔开孔的优缺点。在此基础上,选取平台总组阶段作为开孔阶段,编制总段搭载方案。以统一的三维模型为基础,借助TSV-BLS软件分析总段开孔之后翻身搭载的受力和变形情况,验证该方案的合理性,为其他船舶舷侧工艺孔开孔的工序前移提供参考。 展开更多
关键词 统一三维模型 舷侧工艺孔 开孔阶段 工序前移 tsv-BLS软件
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TSV转接板组装工艺对微凸点可靠性的影响 被引量:3
16
作者 陈思 秦飞 夏国峰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期251-256,共6页
TSV转接板组装工艺过程引起的封装结构翘曲和应力对微凸点可靠性有重要影响。该文采用有限元方法,分析了TSV转接板封装自上至下和自下至上两种组装工艺流程,通过比较工艺应力/应变和翘曲得到较优工艺流程;针对优选工艺流程,分析了不同... TSV转接板组装工艺过程引起的封装结构翘曲和应力对微凸点可靠性有重要影响。该文采用有限元方法,分析了TSV转接板封装自上至下和自下至上两种组装工艺流程,通过比较工艺应力/应变和翘曲得到较优工艺流程;针对优选工艺流程,分析了不同工艺步微凸点的力学行为,重点关注封装结构中微凸点定位对微凸点可靠性的影响。结果表明:自上至下组装工艺流程较优;微凸点位置设计应尽量避开下填料边缘,当微凸点正好位于TSV上方时,微凸点阵列塑性功密度最低,且分布均匀,微凸点的这种定位设计最为合理。 展开更多
关键词 tsv转接板 数值模拟 工艺流程 微凸点 可靠性
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