退火工艺对于TSV结构热-机械可靠性影响研究

作者：丁英涛; 陈志伟; 程志强; 王一丁

来源：北京理工大学学报, 2020, 40(05): 519-525.

DOI：10.15918/j.tbit1001-0645.2018.118

• 三维集成技术
• 硅通孔
• 聚酰亚胺
• 有限元仿真
• 热机械可靠性

针对铜柱穿透硅通孔(through silicon via, TSV)结构的热机械可靠性,进行退火工艺对其影响的有限元分析研究.介绍了基于聚酰亚胺(Polyimide, PI)介质层的TSV结构的加工工艺.比较了在400℃退火温度,保温退火30 min条件下,PI和SiO2分别作为介质层时TSV结构的Von Mises应力及Cu胀出高度的分布.在此基础上,进一步针对PI-TSV结构分别对其尺寸参数(介质层厚度以及TSV直径、高度、间距)和退火工艺参数(退火温度、时间)进行变参分析.结果表明,与SiO2-TSV相比,PI-TSV结构退火后具有更好的热机械可靠性,并且适当增加介质层厚度是降低退火后PI-TSV结构的Cu胀出高度和以及热应力的有效方法.

• 单位
  北京理工大学