एक लेख में सिलिकॉन थ्रू (टीएसवी) और ग्लास थ्रू (टीजीवी) तकनीक के बारे में जानें

सेमीकंडक्टर उद्योग में पैकेजिंग तकनीक सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक है। पैकेज के आकार के अनुसार, इसे सॉकेट पैकेज, सरफेस माउंट पैकेज, बीजीए पैकेज, चिप साइज पैकेज (सीएसपी), सिंगल चिप मॉड्यूल पैकेज (एससीएम, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) पर तारों के बीच का अंतर) में विभाजित किया जा सकता है। और इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) बोर्ड पैड मैच), मल्टी-चिप मॉड्यूल पैकेज (एमसीएम, जो विषम चिप्स को एकीकृत कर सकता है), वेफर लेवल पैकेज (डब्ल्यूएलपी, जिसमें फैन-आउट वेफर लेवल पैकेज (एफओडब्ल्यूएलपी), माइक्रो सरफेस माउंट घटक शामिल हैं) (माइक्रोएसएमडी), आदि), त्रि-आयामी पैकेज (माइक्रो बम्प इंटरकनेक्ट पैकेज, टीएसवी इंटरकनेक्ट पैकेज, आदि), सिस्टम पैकेज (एसआईपी), चिप सिस्टम (एसओसी)।

3डी पैकेजिंग के रूपों को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: दफन प्रकार (डिवाइस को मल्टी-लेयर वायरिंग में दफन करना या सब्सट्रेट में दफन करना), सक्रिय सब्सट्रेट प्रकार (सिलिकॉन वेफर एकीकरण: सक्रिय सब्सट्रेट बनाने के लिए पहले घटकों और वेफर सब्सट्रेट को एकीकृत करना) ; फिर मल्टी-लेयर इंटरकनेक्शन लाइनों की व्यवस्था करें, और शीर्ष परत पर अन्य चिप्स या घटकों को इकट्ठा करें) और स्टैक्ड प्रकार (सिलिकॉन वेफर्स के साथ स्टैक्ड सिलिकॉन वेफर्स, सिलिकॉन वेफर्स के साथ स्टैक्ड चिप्स, और चिप्स को चिप्स से ढेर कर दिया गया)।

3डी इंटरकनेक्शन विधियों में वायर बॉन्डिंग (डब्ल्यूबी), फ्लिप चिप (एफसी), सिलिकॉन थ्रू (टीएसवी), फिल्म कंडक्टर आदि शामिल हैं।

टीएसवी चिप्स के बीच लंबवत अंतर्संबंध का एहसास करता है। चूंकि ऊर्ध्वाधर इंटरकनेक्शन लाइन में सबसे कम दूरी और उच्च शक्ति होती है, इसलिए लघुकरण, उच्च घनत्व, उच्च प्रदर्शन और बहुक्रियाशील विषम संरचना पैकेजिंग का एहसास करना आसान होता है। साथ ही, यह विभिन्न सामग्रियों के चिप्स को भी आपस में जोड़ सकता है;

वर्तमान में, टीएसवी प्रक्रिया का उपयोग करने वाली दो प्रकार की माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण प्रौद्योगिकियां हैं: त्रि-आयामी सर्किट पैकेजिंग (3डी आईसी एकीकरण) और त्रि-आयामी सिलिकॉन पैकेजिंग (3डी सी एकीकरण)।

दोनों रूपों के बीच अंतर यह है:

(1) 3डी सर्किट पैकेजिंग के लिए चिप इलेक्ट्रोड को बम्प्स में तैयार करने की आवश्यकता होती है, और बम्प्स आपस में जुड़े होते हैं (बॉन्डिंग, फ़्यूज़न, वेल्डिंग, आदि द्वारा बंधे होते हैं), जबकि 3डी सिलिकॉन पैकेजिंग चिप्स (ऑक्साइड और Cu के बीच बॉन्डिंग) के बीच एक सीधा इंटरकनेक्शन है। -Cu बॉन्डिंग).

(2) 3डी सर्किट एकीकरण तकनीक वेफर्स (3डी सर्किट पैकेजिंग, 3डी सिलिकॉन पैकेजिंग) के बीच बॉन्डिंग द्वारा प्राप्त की जा सकती है, जबकि चिप-टू-चिप बॉन्डिंग और चिप-टू-वेफर बॉन्डिंग केवल 3डी सर्किट पैकेजिंग द्वारा प्राप्त की जा सकती है।

(3) 3डी सर्किट पैकेजिंग प्रक्रिया द्वारा एकीकृत चिप्स के बीच अंतराल हैं, और सिस्टम के यांत्रिक और विद्युत गुणों की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सिस्टम की तापीय चालकता और थर्मल विस्तार गुणांक को समायोजित करने के लिए ढांकता हुआ सामग्री को भरने की आवश्यकता है; 3डी सिलिकॉन पैकेजिंग प्रक्रिया द्वारा एकीकृत चिप्स के बीच कोई अंतराल नहीं है, और चिप की बिजली की खपत, मात्रा और वजन छोटा है, और विद्युत प्रदर्शन उत्कृष्ट है।

टीएसवी प्रक्रिया सब्सट्रेट के माध्यम से एक ऊर्ध्वाधर सिग्नल पथ का निर्माण कर सकती है और त्रि-आयामी कंडक्टर पथ बनाने के लिए सब्सट्रेट के ऊपर और नीचे आरडीएल को जोड़ सकती है। इसलिए, त्रि-आयामी निष्क्रिय डिवाइस संरचना के निर्माण के लिए टीएसवी प्रक्रिया महत्वपूर्ण आधारशिलाओं में से एक है।

लाइन के फ्रंट एंड (एफईओएल) और लाइन के बैक एंड (बीईओएल) के बीच के क्रम के अनुसार, टीएसवी प्रक्रिया को तीन मुख्यधारा विनिर्माण प्रक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है, अर्थात्, पहले (वायाफर्स्ट), मध्य के माध्यम से (मध्य के माध्यम से) और अंतिम (वाया लास्ट) प्रक्रिया के माध्यम से, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

1. नक़्क़ाशी प्रक्रिया के माध्यम से

टीएसवी संरचना के निर्माण के लिए वाया नक़्क़ाशी प्रक्रिया महत्वपूर्ण है। एक उपयुक्त नक़्क़ाशी प्रक्रिया का चयन प्रभावी ढंग से टीएसवी की यांत्रिक शक्ति और विद्युत गुणों में सुधार कर सकता है, और आगे टीएसवी त्रि-आयामी उपकरणों की समग्र विश्वसनीयता से संबंधित हो सकता है।

वर्तमान में, नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के माध्यम से चार मुख्य मुख्यधारा टीएसवी हैं: डीप रिएक्टिव आयन नक़्क़ाशी (डीआरआईई), गीली नक़्क़ाशी, फोटो-असिस्टेड इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी (पीएईसीई) और लेजर ड्रिलिंग।

(1) डीप रिएक्टिव आयन एचिंग (DRIE)

गहरी प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी, जिसे डीआरआईई प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है, सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली टीएसवी नक़्क़ाशी प्रक्रिया है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च पहलू अनुपात वाली संरचनाओं के माध्यम से टीएसवी का एहसास करने के लिए किया जाता है। पारंपरिक प्लाज्मा नक़्क़ाशी प्रक्रिया आम तौर पर कम नक़्क़ाशी दर और नक़्क़ाशी मास्क चयनात्मकता की कमी के साथ, कई माइक्रोन की नक़्क़ाशी गहराई ही प्राप्त कर सकती है। बॉश ने इस आधार पर संबंधित प्रक्रिया में सुधार किया है। एक प्रतिक्रियाशील गैस के रूप में एसएफ 6 का उपयोग करके और साइडवॉल के लिए निष्क्रियता सुरक्षा के रूप में नक़्क़ाशी प्रक्रिया के दौरान सी 4 एफ 8 गैस जारी करके, बेहतर डीआरआईई प्रक्रिया उच्च पहलू अनुपात वियास नक़्क़ाशी के लिए उपयुक्त है। इसलिए, इसके आविष्कारक के नाम पर इसे बॉश प्रक्रिया भी कहा जाता है।

नीचे दिया गया चित्र DRIE प्रक्रिया की नक़्क़ाशी द्वारा निर्मित उच्च पहलू अनुपात की एक तस्वीर है।

हालाँकि इसकी अच्छी नियंत्रणीयता के कारण TSV प्रक्रिया में DRIE प्रक्रिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, इसका नुकसान यह है कि साइडवॉल की सपाटता खराब है और स्कैलप के आकार की झुर्रियाँ पैदा होंगी। उच्च पक्षानुपात विअस को उकेरते समय यह दोष अधिक महत्वपूर्ण होता है।

(2) गीली नक़्क़ाशी

गीली नक़्क़ाशी छिद्रों के माध्यम से नक़्क़ाशी करने के लिए मास्क और रासायनिक नक़्क़ाशी के संयोजन का उपयोग करती है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला नक़्क़ाशी समाधान KOH है, जो सिलिकॉन सब्सट्रेट पर उन स्थितियों को खोद सकता है जो मास्क द्वारा संरक्षित नहीं हैं, जिससे वांछित थ्रू-होल संरचना बनती है। गीली नक़्क़ाशी विकसित की गई सबसे प्रारंभिक थ्रू-होल नक़्क़ाशी प्रक्रिया है। चूंकि इसकी प्रक्रिया के चरण और आवश्यक उपकरण अपेक्षाकृत सरल हैं, इसलिए यह कम लागत पर टीएसवी के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, इसका रासायनिक नक़्क़ाशी तंत्र यह निर्धारित करता है कि इस विधि द्वारा गठित थ्रू-होल सिलिकॉन वेफर के क्रिस्टल अभिविन्यास से प्रभावित होगा, जिससे नक़्क़ाशीदार थ्रू-होल गैर-ऊर्ध्वाधर हो जाएगा लेकिन चौड़े शीर्ष और संकीर्ण तल की स्पष्ट घटना दिखाएगा। यह दोष टीएसवी विनिर्माण में गीली नक़्क़ाशी के अनुप्रयोग को सीमित करता है।

(3) फोटो-असिस्टेड इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी (पीएईसीई)

फोटो-असिस्टेड इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी (पीएईसीई) का मूल सिद्धांत इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े की पीढ़ी में तेजी लाने के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग करना है, जिससे इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी प्रक्रिया में तेजी आती है। व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली DRIE प्रक्रिया की तुलना में, PAECE प्रक्रिया 100:1 से अधिक छेद वाली संरचनाओं के माध्यम से अल्ट्रा-बड़े पहलू अनुपात को उकेरने के लिए अधिक उपयुक्त है, लेकिन इसका नुकसान यह है कि नक़्क़ाशी की गहराई की नियंत्रणीयता DRIE की तुलना में कमजोर है, और इसकी तकनीक हो सकती है आगे के शोध और प्रक्रिया में सुधार की आवश्यकता है।

(4) लेजर ड्रिलिंग

उपरोक्त तीन विधियों से भिन्न है। लेज़र ड्रिलिंग विधि पूर्णतः भौतिक विधि है। यह मुख्य रूप से टीएसवी के थ्रू-होल निर्माण को भौतिक रूप से साकार करने के लिए निर्दिष्ट क्षेत्र में सब्सट्रेट सामग्री को पिघलाने और वाष्पित करने के लिए उच्च-ऊर्जा लेजर विकिरण का उपयोग करता है।

लेज़र ड्रिलिंग द्वारा बनाए गए थ्रू-होल में उच्च पहलू अनुपात होता है और साइडवॉल मूल रूप से ऊर्ध्वाधर होती है। हालाँकि, चूंकि लेजर ड्रिलिंग वास्तव में थ्रू-होल बनाने के लिए स्थानीय हीटिंग का उपयोग करती है, टीएसवी की छेद दीवार थर्मल क्षति से नकारात्मक रूप से प्रभावित होगी और विश्वसनीयता कम हो जाएगी।

2. लाइनर परत जमाव प्रक्रिया

टीएसवी के निर्माण के लिए एक अन्य प्रमुख तकनीक लाइनर परत जमाव प्रक्रिया है।

लाइनर परत जमाव की प्रक्रिया थ्रू-होल खोदने के बाद की जाती है। जमा हुई लाइनर परत आम तौर पर SiO2 जैसे ऑक्साइड होती है। लाइनर परत टीएसवी के आंतरिक कंडक्टर और सब्सट्रेट के बीच स्थित है, और मुख्य रूप से डीसी वर्तमान रिसाव को अलग करने की भूमिका निभाती है। ऑक्साइड जमा करने के अलावा, अगली प्रक्रिया में कंडक्टर भरने के लिए अवरोध और बीज परतों की भी आवश्यकता होती है।

निर्मित लाइनर परत को निम्नलिखित दो बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:

(1) इंसुलेटिंग परत के ब्रेकडाउन वोल्टेज को टीएसवी की वास्तविक कार्य आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए;

(2) जमा परतें अत्यधिक सुसंगत हैं और एक दूसरे से अच्छा आसंजन रखती हैं।

निम्नलिखित चित्र प्लाज्मा संवर्धित रासायनिक वाष्प जमाव (पीईसीवीडी) द्वारा जमा की गई लाइनर परत की एक तस्वीर दिखाता है।

विभिन्न टीएसवी विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए जमाव प्रक्रिया को तदनुसार समायोजित करने की आवश्यकता है। फ्रंट थ्रू-होल प्रक्रिया के लिए, ऑक्साइड परत की गुणवत्ता में सुधार के लिए उच्च तापमान जमाव प्रक्रिया का उपयोग किया जा सकता है।

विशिष्ट उच्च तापमान जमाव टेट्राएथिल ऑर्थोसिलिकेट (टीईओएस) पर आधारित हो सकता है जिसे थर्मल ऑक्सीकरण प्रक्रिया के साथ जोड़कर अत्यधिक सुसंगत उच्च गुणवत्ता वाली SiO2 इन्सुलेटिंग परत बनाई जा सकती है। मध्य-थ्रू-होल और बैक-थ्रू-होल प्रक्रिया के लिए, चूंकि बीईओएल प्रक्रिया जमाव के दौरान पूरी हो गई है, इसलिए बीईओएल सामग्रियों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए कम तापमान वाली विधि की आवश्यकता होती है।

इस स्थिति के तहत, जमाव तापमान 450° तक सीमित होना चाहिए, जिसमें एक इन्सुलेशन परत के रूप में SiO2 या SiNx जमा करने के लिए PECVD का उपयोग भी शामिल है।

सघन इन्सुलेशन परत प्राप्त करने के लिए Al2O3 को जमा करने के लिए परमाणु परत जमाव (ALD) का उपयोग करना एक अन्य सामान्य विधि है।

3. धातु भरने की प्रक्रिया

टीएसवी भरने की प्रक्रिया लाइनर जमाव प्रक्रिया के तुरंत बाद की जाती है, जो एक अन्य प्रमुख तकनीक है जो टीएसवी की गुणवत्ता निर्धारित करती है।

जिन सामग्रियों को भरा जा सकता है उनमें प्रयुक्त प्रक्रिया के आधार पर डोप्ड पॉलीसिलिकॉन, टंगस्टन, कार्बन नैनोट्यूब आदि शामिल हैं, लेकिन सबसे मुख्यधारा अभी भी इलेक्ट्रोप्लेटेड तांबा है, क्योंकि इसकी प्रक्रिया परिपक्व है और इसकी विद्युत और तापीय चालकता अपेक्षाकृत अधिक है।

थ्रू होल में इसकी इलेक्ट्रोप्लेटिंग दर के वितरण अंतर के अनुसार, इसे मुख्य रूप से सबकॉन्फॉर्मल, कन्फॉर्मल, सुपरकॉन्फॉर्मल और बॉटम-अप इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधियों में विभाजित किया जा सकता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

सबकॉन्फ़ॉर्मल इलेक्ट्रोप्लेटिंग का उपयोग मुख्य रूप से टीएसवी अनुसंधान के प्रारंभिक चरण में किया गया था। जैसा कि चित्र (ए) में दिखाया गया है, इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्रदान किए गए Cu आयन शीर्ष पर केंद्रित होते हैं, जबकि नीचे अपर्याप्त रूप से पूरक होते हैं, जिसके कारण थ्रू-होल के शीर्ष पर इलेक्ट्रोप्लेटिंग दर शीर्ष के नीचे की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, थ्रू-होल का शीर्ष पूरी तरह से भरने से पहले ही बंद कर दिया जाएगा, और अंदर एक बड़ा शून्य बन जाएगा।

कंफर्मल इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि का योजनाबद्ध आरेख और फोटो चित्र (बी) में दिखाया गया है। Cu आयनों की एक समान पूरकता सुनिश्चित करके, थ्रू-होल में प्रत्येक स्थिति में इलेक्ट्रोप्लेटिंग दर मूल रूप से समान होती है, इसलिए केवल एक सीम अंदर छोड़ी जाएगी, और शून्य की मात्रा उप-अनुरूप इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि की तुलना में बहुत छोटी है, इसलिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

शून्य-मुक्त भरने के प्रभाव को और अधिक प्राप्त करने के लिए, कंफर्मल इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि को अनुकूलित करने के लिए सुपरकॉन्फ़ॉर्मल इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि का प्रस्ताव किया गया था। जैसा कि चित्र (सी) में दिखाया गया है, Cu आयनों की आपूर्ति को नियंत्रित करके, नीचे की ओर भरने की दर अन्य स्थितियों की तुलना में थोड़ी अधिक है, जिससे बाईं ओर के सीम को पूरी तरह से खत्म करने के लिए नीचे से ऊपर तक भरने की दर के चरण ढाल को अनुकूलित किया जाता है। कंफर्मल इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि द्वारा, ताकि पूरी तरह से शून्य-मुक्त धातु तांबा भराव प्राप्त किया जा सके।

बॉटम-अप इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि को सुपर-कन्फर्मल विधि का एक विशेष मामला माना जा सकता है। इस मामले में, नीचे को छोड़कर इलेक्ट्रोप्लेटिंग दर को शून्य पर दबा दिया जाता है, और केवल इलेक्ट्रोप्लेटिंग को धीरे-धीरे नीचे से ऊपर तक किया जाता है। अनुरूप इलेक्ट्रोप्लेटिंग विधि के शून्य-मुक्त लाभ के अलावा, यह विधि समग्र इलेक्ट्रोप्लेटिंग समय को भी प्रभावी ढंग से कम कर सकती है, इसलिए हाल के वर्षों में इसका व्यापक अध्ययन किया गया है।

4. आरडीएल प्रक्रिया प्रौद्योगिकी

आरडीएल प्रक्रिया त्रि-आयामी पैकेजिंग प्रक्रिया में एक अनिवार्य बुनियादी तकनीक है। इस प्रक्रिया के माध्यम से, पोर्ट पुनर्वितरण या पैकेजों के बीच इंटरकनेक्शन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सब्सट्रेट के दोनों किनारों पर धातु इंटरकनेक्शन का निर्माण किया जा सकता है। इसलिए, आरडीएल प्रक्रिया का व्यापक रूप से फैन-इन-फैन-आउट या 2.5डी/3डी पैकेजिंग सिस्टम में उपयोग किया जाता है।

त्रि-आयामी उपकरणों के निर्माण की प्रक्रिया में, आरडीएल प्रक्रिया का उपयोग आमतौर पर विभिन्न त्रि-आयामी उपकरण संरचनाओं को साकार करने के लिए टीएसवी को इंटरकनेक्ट करने के लिए किया जाता है।

वर्तमान में दो मुख्य मुख्यधारा आरडीएल प्रक्रियाएं हैं। पहला फोटोसेंसिटिव पॉलिमर पर आधारित है और कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग और नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के साथ संयुक्त है; दूसरे को PECVD और रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (CMP) प्रक्रिया के साथ संयुक्त Cu दमिश्क प्रक्रिया का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है।

निम्नलिखित क्रमशः इन दो आरडीएल के मुख्यधारा प्रक्रिया पथों का परिचय देगा।

फोटोसेंसिटिव पॉलिमर पर आधारित आरडीएल प्रक्रिया को ऊपर दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

सबसे पहले, पीआई या बीसीबी गोंद की एक परत को घुमाकर वेफर की सतह पर लेपित किया जाता है, और गर्म करने और ठीक करने के बाद, वांछित स्थान पर छेद खोलने के लिए एक फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, और फिर नक़्क़ाशी की जाती है। इसके बाद, फोटोरेसिस्ट को हटाने के बाद, Ti और Cu को भौतिक वाष्प जमाव प्रक्रिया (PVD) के माध्यम से क्रमशः एक बाधा परत और एक बीज परत के रूप में वेफर पर छिड़का जाता है। इसके बाद, आरडीएल की पहली परत फोटोलिथोग्राफी और इलेक्ट्रोप्लेटिंग Cu प्रक्रियाओं को मिलाकर उजागर Ti/Cu परत पर निर्मित की जाती है, और फिर फोटोरेसिस्ट को हटा दिया जाता है और अतिरिक्त Ti और Cu को हटा दिया जाता है। बहु-परत आरडीएल संरचना बनाने के लिए उपरोक्त चरणों को दोहराएं। यह विधि वर्तमान में उद्योग में अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

आरडीएल के निर्माण की एक अन्य विधि मुख्य रूप से Cu दमिश्क प्रक्रिया पर आधारित है, जो PECVD और CMP प्रक्रियाओं को जोड़ती है।

इस विधि और प्रकाश संवेदनशील पॉलिमर पर आधारित आरडीएल प्रक्रिया के बीच अंतर यह है कि प्रत्येक परत के निर्माण के पहले चरण में, PECVD का उपयोग SiO2 या Si3N4 को एक इन्सुलेट परत के रूप में जमा करने के लिए किया जाता है, और फिर फोटोलिथोग्राफी द्वारा इन्सुलेट परत पर एक विंडो बनाई जाती है और प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी, और Ti/Cu बैरियर/बीज परत और कंडक्टर तांबे को क्रमशः छिड़का जाता है, और फिर कंडक्टर परत को CMP प्रक्रिया द्वारा आवश्यक मोटाई तक पतला किया जाता है, यानी एक परत आरडीएल या थ्रू-होल परत बनती है।

निम्नलिखित चित्र Cu दमिश्क प्रक्रिया के आधार पर निर्मित बहु-परत आरडीएल के क्रॉस-सेक्शन का एक योजनाबद्ध आरेख और फोटो है। यह देखा जा सकता है कि टीएसवी को पहले थ्रू-होल लेयर V01 से जोड़ा जाता है, और फिर RDL1, थ्रू-होल लेयर V12 और RDL2 के क्रम में नीचे से ऊपर तक स्टैक किया जाता है।

आरडीएल या थ्रू-होल परत की प्रत्येक परत उपरोक्त विधि के अनुसार अनुक्रम में निर्मित होती है।चूंकि आरडीएल प्रक्रिया में सीएमपी प्रक्रिया के उपयोग की आवश्यकता होती है, इसलिए इसकी विनिर्माण लागत फोटोसेंसिटिव पॉलिमर पर आधारित आरडीएल प्रक्रिया की तुलना में अधिक है, इसलिए इसका अनुप्रयोग अपेक्षाकृत कम है।

5. आईपीडी प्रक्रिया प्रौद्योगिकी

त्रि-आयामी उपकरणों के निर्माण के लिए, एमएमआईसी पर सीधे ऑन-चिप एकीकरण के अलावा, आईपीडी प्रक्रिया एक और अधिक लचीला तकनीकी मार्ग प्रदान करती है।

एकीकृत निष्क्रिय डिवाइस, जिसे आईपीडी प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है, एक ट्रांसफर बोर्ड के रूप में एक निष्क्रिय डिवाइस लाइब्रेरी बनाने के लिए एक अलग सब्सट्रेट पर ऑन-चिप इंडक्टर्स, कैपेसिटर, प्रतिरोधक, बैलून कन्वर्टर्स इत्यादि सहित निष्क्रिय उपकरणों के किसी भी संयोजन को एकीकृत करता है जो कर सकता है डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार लचीले ढंग से बुलाया जा सकता है।

चूंकि आईपीडी प्रक्रिया में, निष्क्रिय उपकरणों का निर्माण किया जाता है और सीधे ट्रांसफर बोर्ड पर एकीकृत किया जाता है, इसलिए इसका प्रक्रिया प्रवाह आईसी के ऑन-चिप एकीकरण की तुलना में सरल और कम महंगा होता है, और इसे निष्क्रिय डिवाइस लाइब्रेरी के रूप में पहले से बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता है।

टीएसवी त्रि-आयामी निष्क्रिय उपकरण निर्माण के लिए, आईपीडी टीएसवी और आरडीएल सहित त्रि-आयामी पैकेजिंग प्रक्रियाओं के लागत बोझ को प्रभावी ढंग से ऑफसेट कर सकता है।

लागत लाभ के अलावा, आईपीडी का एक अन्य लाभ इसकी उच्च लचीलापन है। आईपीडी का एक लचीलापन विविध एकीकरण विधियों में परिलक्षित होता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। जैसा कि चित्र (ए) में दिखाया गया है या बॉन्डिंग प्रक्रिया जैसा कि चित्र (बी) में दिखाया गया है, फ्लिप-चिप प्रक्रिया के माध्यम से पैकेज सब्सट्रेट में आईपीडी को सीधे एकीकृत करने की दो बुनियादी विधियों के अलावा, आईपीडी की एक और परत को एक परत पर एकीकृत किया जा सकता है। निष्क्रिय डिवाइस संयोजनों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करने के लिए चित्र (सी)-(ई) में दिखाए गए अनुसार आईपीडी का।

उसी समय, जैसा कि चित्र (एफ) में दिखाया गया है, आईपीडी को सीधे उच्च-घनत्व पैकेजिंग सिस्टम बनाने के लिए उस पर एकीकृत चिप को दफनाने के लिए एडाप्टर बोर्ड के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

त्रि-आयामी निष्क्रिय उपकरणों के निर्माण के लिए आईपीडी का उपयोग करते समय, टीएसवी प्रक्रिया और आरडीएल प्रक्रिया का भी उपयोग किया जा सकता है। प्रक्रिया प्रवाह मूल रूप से उपर्युक्त ऑन-चिप एकीकरण प्रसंस्करण विधि के समान है, और इसे दोहराया नहीं जाएगा; अंतर यह है कि चूंकि एकीकरण का उद्देश्य चिप से एडॉप्टर बोर्ड में बदल जाता है, इसलिए सक्रिय क्षेत्र और इंटरकनेक्शन परत पर त्रि-आयामी पैकेजिंग प्रक्रिया के प्रभाव पर विचार करने की कोई आवश्यकता नहीं है। इससे आईपीडी में एक और प्रमुख लचीलापन आता है: निष्क्रिय उपकरणों की डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार विभिन्न सब्सट्रेट सामग्रियों को लचीले ढंग से चुना जा सकता है।

IPD के लिए उपलब्ध सब्सट्रेट सामग्री न केवल सामान्य अर्धचालक सब्सट्रेट सामग्री जैसे Si और GaN हैं, बल्कि Al2O3 सिरेमिक, कम तापमान / उच्च तापमान सह-फायर्ड सिरेमिक, ग्लास सब्सट्रेट आदि भी हैं। यह सुविधा प्रभावी रूप से निष्क्रिय के डिजाइन लचीलेपन का विस्तार करती है आईपीडी द्वारा एकीकृत उपकरण।

उदाहरण के लिए, आईपीडी द्वारा एकीकृत त्रि-आयामी निष्क्रिय प्रारंभ करनेवाला संरचना प्रारंभ करनेवाला के प्रदर्शन को प्रभावी ढंग से बेहतर बनाने के लिए एक ग्लास सब्सट्रेट का उपयोग कर सकती है। टीएसवी की अवधारणा के विपरीत, ग्लास सब्सट्रेट पर बने थ्रू-होल को थ्रू-ग्लास वियास (टीजीवी) भी कहा जाता है। आईपीडी और टीजीवी प्रक्रियाओं के आधार पर निर्मित त्रि-आयामी प्रारंभकर्ता की तस्वीर नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है। चूंकि ग्लास सब्सट्रेट की प्रतिरोधकता सी जैसे पारंपरिक अर्धचालक सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक है, टीजीवी त्रि-आयामी प्रारंभ करनेवाला में बेहतर इन्सुलेशन गुण होते हैं, और उच्च आवृत्तियों पर सब्सट्रेट परजीवी प्रभाव के कारण होने वाली प्रविष्टि हानि की तुलना में बहुत कम होती है। पारंपरिक टीएसवी त्रि-आयामी प्रारंभ करनेवाला।

दूसरी ओर, मेटल-इन्सुलेटर-मेटल (एमआईएम) कैपेसिटर को एक पतली फिल्म जमाव प्रक्रिया के माध्यम से ग्लास सब्सट्रेट आईपीडी पर भी निर्मित किया जा सकता है, और एक त्रि-आयामी निष्क्रिय फिल्टर संरचना बनाने के लिए टीजीवी त्रि-आयामी प्रारंभ करनेवाला के साथ जुड़ा हुआ है। इसलिए, आईपीडी प्रक्रिया में नए त्रि-आयामी निष्क्रिय उपकरणों के विकास के लिए व्यापक अनुप्रयोग क्षमता है।