空心钨TSV

热应力释放60%

空心结构为热应力提供释放空间，从根源上抑制高密度TSV阵列的应力问题，避免形成排挤区。

Jiao, Binbin · Jingping, Qiao · Jia, Shiqi · 刘瑞文 · 韦学勇 · Yun, Shichang · 孔延梅 · Ye, Yuxin · Du, Xiangbin · Yu, Lihang · Cong, Bo

Engineering 2024

参数信息

热应力释放率

60.3 %

径向热应力

20 MPa

TSV阵列密度

1600 TSV·mm-2

平均电阻

1.21 Ω

漏电流

643 pA

击穿电压

100 V

电阻变化

2 %

晶圆表面最大应力

31.02 MPa

技术优势

热应力释放60%

顶部2 μm内热应力降低60.3%，径向3 μm区域应力降至20 MPa以下，从根源上抑制了TSV阵列的热应力问题。

无排挤区

晶圆表面最大应力仅31.02 MPa，未形成排挤区，器件可布置在TSV邻近区域，提升集成密度。

可靠性高

在−40至125 °C温度循环100次后，电阻变化小于2%，电学性能稳定。

超高密度互连

实现了密度1600 TSV/mm²、间距25 μm、深宽比20.3的TSV阵列，满足高密度互连需求。

应用场景

• 3D集成电路：消除TSV应力引起的排挤区，提高器件布局密度和可靠性。
• 高密度互连：实现1600 TSV/mm²超高密度互连，满足芯片间高带宽通信需求。
• 大阵列光电探测器：低应力高密度TSV阵列可用于大阵列光电探测器的3D集成。
• 先进封装：空心TSV结构可直接用于先进封装中的高密度垂直互连。