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Metallisierungsverfahren für die 3D Integration in der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik
Für die Metallisierung von Through Silicon Vias (TSVs) und die Herstellung von Bondrahmen werden Verfahren aufgezeigt, die sich vertikal in ein Produktionssysteme integrieren lassen. Für die beiden Verfahren Chemische Dampfphasenabscheidung (CVD) und die Elektrochemische Abscheidung (ECD) kommen für die TSV-Metallisierung Titannitrid als Barriere-/Haftschichten sowie Kupfer als Leitmaterial in Betracht. Barriere- und Haftschichten können in TSVs mit Aspektverhältnissen (AR) von 4 mit einer Kantenbedeckung von 74 % eingesetzt werden, Kupferschichten in TSVs mit AR = 20. Zum Füllen der TSVs mit Durchmessern unter 5 µm wird das CVD-Verfahren verwendet, für größere TSVs die elektrochemische Abscheidung. Metallische Bondrahmen bestehen je nach Bondverfahren aus Kupfer, Gold oder Zinn. Die Abscheidung dieser Rahmen kann über PVD oder über ECD erfolgen.
Galvanotechnik, 101 (2010)8, S. 1880-1884, 5 Abb., 6 Lit.-Hinw. Hofmann, L.; Ecke, R.; Schulz, S. E.; Geßner, T.
Metallisation Processes for 3-D Integration in Microelectronics and Microsystem Technologies
For metallising of Through Silicon Vias (TSVs) and the forming of bond frames, two processes are described which can be vertically integrated into a production chain. Of these two processes, one being Chemical Vapour Deposition (CVD) and the other, electrodeposition (ECE), TSV metallising is carried out using titanium nitride as a barrier/adhesion layer with copper as a conductive material. Barrier and adhesion layers can be formed in TSVs with aspect ratios (AR) of 4 with an edge covering of 74 %, copper layers can be formed on TSVs with AR = 20. To fill TSVs with diameters of less than 5 µm, CVD is employed while for larger diameter TSVs, electrodeposition is preferred. Metallic bond frames are made of copper, gold or tin, depending on the bonding process. The deposition of these frames can be carried out using either PVD or ECD.
