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硅通孔发展现状讲解

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3D硅通孔（TSV）技术行业调研

3D硅通孔（TSV）技术行业调研

3D硅通孔（TSV）技术行业调研1 市场综述1.1 3D硅通孔(TSV)技术定义及分类1.2 全球3D硅通孔(TSV)技术行业市场规模及预测1.3 中国3D硅通孔(TSV)技术行业市场规模及预测1.4 中国在全球市场的地位分析1.4.1 按收入计，2017-2028年中国在全球3D硅通孔(TSV)技术市场的占比1.4.2 2017-2028年中国与全球3D硅通孔(TSV)技术市场规模增速对比1.5 行业发展机遇、挑战、趋势及政策分析1.5.1 3D硅通孔(TSV)技术行业驱动因素及发展机遇分析1.5.2 3D硅通孔(TSV)技术行业阻碍因素及面临的挑战分析1.5.3 3D硅通孔(TSV)技术行业发展趋势分析1.5.4 中国市场相关行业政策分析2 全球3D硅通孔(TSV)技术行业竞争格局2.1 按3D硅通孔(TSV)技术收入计，2017-2022年全球主要厂商市场份额2.2 全球第一梯队、第二梯队和第三梯队，三类3D硅通孔(TSV)技术市场参与者分析2.3 全球3D硅通孔(TSV)技术行业集中度分析2.4 全球3D硅通孔(TSV)技术行业企业并购情况2.5 全球3D硅通孔(TSV)技术行业主要厂商产品列举3 中国市场3D硅通孔(TSV)技术行业竞争格局3.1 按3D硅通孔(TSV)技术收入计，2017-2022年中国市场主要厂商市场份额3.2 中国市场3D硅通孔(TSV)技术参与者份额：第一梯队、第二梯队、第三梯队3.3 2017-2022年中国市场3D硅通孔(TSV)技术进口与国产厂商份额对比4 行业产业链分析4.1 3D硅通孔(TSV)技术行业产业链4.2 上游分析4.3 中游分析4.4 下游分析5 按产品类型拆分，市场规模分析5.1 3D硅通孔(TSV)技术行业产品分类5.1.1 3D硅通孔内存5.1.2 3D硅通孔先进LED 封装5.1.3 3D硅通孔CMOS图像传感器5.1.4 3D硅通孔成像和光电器件5.1.5 3D硅通孔微机电系统5.2 按产品类型拆分，全球3D硅通孔(TSV)技术细分市场规模增速预测，2017 VS 2021 VS 20285.3 按产品类型拆分，2017-2028年全球3D硅通孔(TSV)技术细分市场规模（按收入）6 全球3D硅通孔(TSV)技术市场下游行业分布6.1 3D硅通孔(TSV)技术行业下游分布6.1.1 消费类电子产品6.1.2 汽车工业6.1.3 IT和电信6.1.4 卫生保健6.1.5 其他6.2 全球3D硅通孔(TSV)技术主要下游市场规模增速预测，2017 VS 2021 VS 20286.3 按应用拆分，2017-2028年全球3D硅通孔(TSV)技术细分市场规模（按收入）7 全球主要地区市场规模对比分析7.1 全球主要地区3D硅通孔(TSV)技术市场规模增速预测，2017VS 2021 VS 20287.2 2017-2028年全球主要地区3D硅通孔(TSV)技术市场规模（按收入）7.3 北美7.3.1 2017-2028年北美3D硅通孔(TSV)技术市场规模预测7.3.2 2021年北美3D硅通孔(TSV)技术市场规模，按国家细分7.4 欧洲7.4.1 2017-2028年欧洲3D硅通孔(TSV)技术市场规模预测7.4.2 2021年欧洲3D硅通孔(TSV)技术市场规模，按国家细分7.5 亚太7.5.1 2017-2028年亚太3D硅通孔(TSV)技术市场规模预测7.5.2 2021年亚太3D硅通孔(TSV)技术市场规模，按国家/地区细分7.6 南美7.6.1 2017-2028年南美3D硅通孔(TSV)技术市场规模预测7.6.2 2021年南美3D硅通孔(TSV)技术市场规模，按国家细分7.7 中东及非洲7.7.1 2017-2028年中东及非洲3D硅通孔(TSV)技术市场规模预测7.7.2 2021年中东及非洲3D硅通孔(TSV)技术市场规模，按国家细分8 全球主要国家/地区分析8.1 全球主要国家/地区3D硅通孔(TSV)技术市场规模增速预测，2017 VS 2021 VS 20288.2 2017-2028年全球主要国家/地区3D硅通孔(TSV)技术市场规模（按收入）8.3 美国8.3.1 2017-2028年美国3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.3.2 美国市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.3.3 美国市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS8.3.4 美国市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.4 欧洲8.4.1 2017-2028年欧洲3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.4.2 欧洲市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.4.3 欧洲市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.4.4 欧洲市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.5 中国8.5.1 2017-2028年中国3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.5.2 中国市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.5.3 中国市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.5.4 中国市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.6 日本8.6.1 2017-2028年日本3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.6.2 日本市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.6.3 日本市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.6.4 日本市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.7 韩国8.7.1 2017-2028年韩国3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.7.2 韩国市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.7.3 韩国市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.7.4 韩国市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS8.8 东南亚8.8.1 2017-2028年东南亚3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.8.2 东南亚市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.8.3 东南亚市场不同产品类型3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.8.4 东南亚市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.9 印度8.9.1 2017-2028年印度3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.9.2 印度市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.9.3 印度市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.9.4 印度市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.10 中东及非洲8.10.1 2017-2028年中东及非洲3D硅通孔(TSV)技术市场规模8.10.2 中东及非洲市场3D硅通孔(TSV)技术主要厂商及2021年份额8.10.3 中东及非洲市场不同产品类型 3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20288.10.4 中东及非洲市场不同应用3D硅通孔(TSV)技术份额，2021 VS 20289 主要3D硅通孔(TSV)技术厂商简介9.1 Amkor Technology9.1.1 Amkor Technology基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.1.2 Amkor Technology公司简介及主要业务9.1.3 Amkor Technology3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.1.4 Amkor Technology3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.1.5 Amkor Technology企业最新动态9.2 Broadcom9.2.1 Broadcom基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.2.2 Broadcom公司简介及主要业务9.2.3 Broadcom3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.2.4 Broadcom3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.2.5 Broadcom企业最新动态9.3 Xilinx9.3.1 Xilinx基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.3.2 Xilinx公司简介及主要业务9.3.3 Xilinx3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.3.4 Xilinx3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.3.5 Xilinx企业最新动态9.4 STATS ChipPAC9.4.1 STATS ChipPAC基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.4.2 STATS ChipPAC公司简介及主要业务9.4.3 STATS ChipPAC3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.4.4 STATS ChipPAC3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.4.5 STATS ChipPAC企业最新动态9.5 SK Hynix9.5.1 SK Hynix基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.5.2 SK Hynix公司简介及主要业务9.5.3 SK Hynix3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.5.4 SK Hynix3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.5.5 SK Hynix企业最新动态9.6 Invensas Corporation9.6.1 Invensas Corporation基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.6.2 Invensas Corporation公司简介及主要业务9.6.3 Invensas Corporation3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.6.4 Invensas Corporation3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.6.5 Invensas Corporation企业最新动态9.7 Samsung Electronics9.7.1 Samsung Electronics基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.7.2 Samsung Electronics公司简介及主要业务9.7.3 Samsung Electronics3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.7.4 Samsung Electronics3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.7.5 Samsung Electronics企业最新动态9.8 ASE Technology Holding9.8.1 ASE Technology Holding基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.8.2 ASE Technology Holding公司简介及主要业务9.8.3 ASE Technology Holding3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.8.4 ASE Technology Holding3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.8.5 ASE Technology Holding企业最新动态9.9 Taiwan Semiconductor Manufacturing9.9.1 Taiwan Semiconductor Manufacturing基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.9.2 Taiwan Semiconductor Manufacturing公司简介及主要业务9.9.3 Taiwan Semiconductor Manufacturing3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.9.4 Taiwan Semiconductor Manufacturing3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.9.5 Taiwan Semiconductor Manufacturing企业最新动态9.10 United Microelectronics Corporation9.10.1 United Microelectronics Corporation基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.10.2 United Microelectronics Corporation公司简介及主要业务9.10.3 United Microelectronics Corporation3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.10.4 United Microelectronics Corporation3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.10.5 United Microelectronics Corporation企业最新动态9.11 Okmetic9.11.1 Okmetic基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.11.2 Okmetic公司简介及主要业务9.11.3 Okmetic3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.11.4 Okmetic3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.11.5 Okmetic企业最新动态9.12 Teledyne DALSA9.12.1 Teledyne DALSA基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.12.2 Teledyne DALSA公司简介及主要业务9.12.3 Teledyne DALSA3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.12.4 Teledyne DALSA3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.12.5 Teledyne DALSA企业最新动态9.13 Tezzaron Semiconductor Corporation9.13.1 Tezzaron Semiconductor Corporation基本信息、3D硅通孔(TSV)技术市场分布、总部及行业地位9.13.2 Tezzaron Semiconductor Corporation公司简介及主要业务9.13.3 Tezzaron Semiconductor Corporation3D硅通孔(TSV)技术产品介绍9.13.4 Tezzaron Semiconductor Corporation3D硅通孔(TSV)技术收入及毛利率（2017-2022）9.13.5 Tezzaron Semiconductor Corporation企业最新动态10 研究成果及结论11 附录11.1 研究方法11.2 数据来源11.2.1 二手信息来源11.2.2 一手信息来源11.3 数据交互验证11.4 免责声明。

硅通孔发展现状

硅通孔发展现状

硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔技术(Through- Silicon Via)：通过在芯片之间、晶圆之 间制作垂直导通，实现芯片之间互连的技术。 优点： 使芯片在z轴方向堆叠的密度最大； 芯片之间的互连线最短； 外形尺寸最小； 并具有缩小封装尺寸； 高频特性出色； 降低芯片功耗； 热膨胀可靠性高等。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
上海交通大学学者采用有限元分析单个圆柱型硅通孔和单个圆台型硅通孔应力， 在通孔深度逐渐变大的过程中，圆柱型与圆台型硅通孔的应力变化趋势相反，圆台 型硅通孔更适用于高深宽比，且上下直径差较大的模型中。（袁琰红，《硅通孔三
维封装的热力学分析》，2013年1月）
南昌航空大学学者建立了热力耦合的塑性应变梯度的本构关系，并通过用户子 程序 UMAT嵌入到 ABAQUS 中进行互连结构的热应力分析。得出在不同通孔半径
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔热应力分析
微系统封装中，封装后产品的可靠性是其关键考核因素。而对于三 维封装硅通孔技术，工艺过程中应力直接影响产品寿命，硅通孔的填充
材料以及硅通孔相邻材料的热不匹配性等都会造成通孔上的热应力，导
致通孔界面的开裂、分层现象、失效等情况。因此，对硅通孔应力的分 析，可以有效的提高产品的可靠性。
和通孔结构整体缩小的条件下，铜互连中心和顶部界面处均出现显著的尺寸效应，
即在互连尺寸接近亚微米时，热应力随着半径减小而急剧增加的现象。 (徐 成,《硅 通孔互连热应力的数值模拟及仿真试验设计》， 2012 年 5 月)
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔技术在各公司发展现状：
2010年半导体龙头大厂联华电子，尔必达，力成科技宣布共同开发硅 通孔（TSV）3D IC制造。 2011年三星电子宣布推出一款全新的单条8GB容量DDR3 RDIMM 服务 器专用内存，这款产品率先采用三维芯片堆叠技术TSV，而且这款产品已经 成功通过客户的测试。通过三维TSV封装技术，这类8GB RDIMM内存可以 比传统产品节省40％的能耗，而且利用这种技术，可以大幅度提升内存芯片 的容量密度，正如这次采用的Green DDR3 DRAM芯片一样，它的密度提升 有望突破50％。TSV是解决服务器既需要大容量内存。 2011高通已经设计出一款28nmTSV元件的原型.

以硅通孔为核心的集成电路三维封装技术及应用

以硅通孔为核心的集成电路三维封装技术及应用

以硅通孔为核心的集成电路三维封装技术及应用1.引言1.1 概述在本篇长文中，我们将重点探讨以硅通孔为核心的集成电路三维封装技术及其应用。

集成电路作为现代电子技术的基石，其不断的发展和进步已经推动了信息技术的革新和突破。

然而，传统的二维封装技术已经无法满足日益增长的电子产品对于更高性能和更小尺寸的需求。

硅通孔作为一种新型的封装技术，不仅具有较传统封装技术更高的集成度，而且还能有效解决电子设备在高功率和高频环境下的散热和干扰问题。

硅通孔就是通过在硅片上打洞，并填充导电材料，实现电气和热气的通信。

相比于传统的封装技术，硅通孔能够在垂直方向上实现不同功能的组合，大大提高了电路的集成度和性能。

本文主要将从硅通孔的概念和原理以及制备方法和技术两个方面进行详细介绍。

首先，我们将深入探讨硅通孔的概念和原理，包括硅通孔的结构特点、基本原理以及工作原理。

其次，我们将详细介绍硅通孔的制备方法和技术，包括光刻、湿法刻蚀、电解刻蚀等方法。

通过对这些方法的比较和分析，我们将为读者提供选择合适制备方法的依据。

最后，我们将总结硅通孔集成电路封装技术的优势和应用前景。

在结论部分，我们将重点分析硅通孔集成电路封装技术相比传统封装技术的优势，如更高的集成度、更好的散热性能等。

此外，我们还将展望硅通孔集成电路封装技术的应用前景，包括在电子消费品、通信设备、航空航天等领域的广泛应用。

通过本文的详细阐述，相信读者们将能够更全面地了解以硅通孔为核心的集成电路三维封装技术及其应用。

同时，本文也将为相关领域的研究人员和工程师提供一定的借鉴和参考，推动这一新兴封装技术的发展和应用。

1.2文章结构本文将以硅通孔为核心，探讨集成电路三维封装技术及其应用。

文章分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分概述了本文的主题内容，即以硅通孔为核心的集成电路三维封装技术及应用。

本文将介绍硅通孔的概念和原理，以及制备方法和技术。

正文部分将着重介绍硅通孔的概念和原理。

首先，我们将解释什么是硅通孔，以及它在集成电路封装中起到的作用。

硅通孔互连技术的开发与应用

硅通孔互连技术的开发与应用

２ １Ｋ Ｈ溶液的湿法刻蚀 ． Ｏ
ＫＯ Ｈ溶 液 的湿法 刻蚀 是 一种 低 刻蚀 温度 、 低制
２ 硅 通 孑 互 连 制 作 技 术 及 其应 用 ． Ｌ
目前主要有 四种不同的硅通孔互连制作技术 ： Ｋ Ｈ溶液 的湿法刻蚀 、 Ｏ 激光加工 、 深层等离子体刻
蚀 （ Ｒ Ｅ） Ｄ Ｉ 和光 辅助 电化 学刻 蚀 （ Ａ Ｃ 。 同的 Ｐ Ｅ Ｅ） 不 方法 各有 其特 点 ，因此 必须 根据 不 同的应 用使 用 不
维普资讯
■ ｎｔｔｉ 【 －ｈＩｒ ｕ ！ 巾 成Ｃｉ ● ｉ集 ｅｒ ｊ 国ｅ ｄ路 Ｃａｇ电 ｔ ● ｎａ ｃ
同的方 法 ， 以使成 本 和性 能达 到最 优 。
封 碾一 装—
定 位硅 通孔 的位 置 ，所 以其成 本较 深 层等 离子体 刻 蚀 工 艺 （ Ｉ 要 低 ； 其 硅 通 孔 可 达 较 高 的纵 深 ＤＲＥ） 且
堆叠 薄小 外 形封 装 （ Ｓ Ｐ） 堆叠 基 于 传统 封 装技 ＴＯ 或 术 的 芯 片尺 寸 封 装 （ Ｓ 来 获 得 ； 而 ， 片之 间 Ｃ Ｐ） 然 芯 性 。 以上三 维堆 叠封 装 和 ＭＥ 从 ＭＳ封装 的发 展趋 势 可 以看 出 ，硅 通孔 互连技 术 的应 用正 在不 断 的拓展
硅通 孔 互连技 术 正在 受到 越来 越广 泛 的重视 和研 究 。本文叙 述 了几种硅 通 孔 互连 的 制造 方 法 ， 其应 及
用。最后 ， 进一步阐述 了硅通孔互连 中几项关键技术的研 究现状以及存在的挑战。
关键 词 ： 通孔 互连 ； 维封 装； ＥＳ封装 硅 三 ＭＭ
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔ＆ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｆＴｈ ｏ ｇ ａ ｅ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｖ ｌｐ ｎ ｐ ｉ ｔ ｓ ｏ ｒ ｕ ｈ Ｗ ｆ ｒＩ ｔ ｒ ｏ ｎ ｃ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｏ

国内外有机硅行业市场现状与发展趋势

国内外有机硅行业市场现状与发展趋势

国内外有机硅行业市场现状与发展趋势一、市场现状1.国内有机硅市场现状：国内有机硅市场规模逐年扩大，已经成为全球最大的有机硅消费市场。

目前国内有机硅生产企业众多，主要集中在长三角地区，其中三星、美的、信义、华阳等企业规模较大。

有机硅产品主要用于建筑密封材料、电子电器、化工助剂等行业，市场需求量巨大。

2.国际有机硅市场现状：国际有机硅市场竞争激烈，主要由美国、德国、日本等发达国家主导。

这些国家在有机硅领域具有较强的研发实力和技术优势，并且有成熟的市场渠道和完善的供应链体系。

同时，这些国家的有机硅市场也呈现出不断增长的趋势。

二、发展趋势1.技术创新驱动：有机硅行业发展的核心驱动力是技术创新。

近年来，国际市场上一些新型有机硅产品开始崭露头角，例如环保型有机硅涂料、电子级有机硅材料等。

为了保持市场竞争力，企业需加大科研力度，不断推出新产品，提高产品质量、性能和技术含量。

2.市场需求多元化：随着消费升级和科技发展，有机硅行业的市场需求也在不断变化。

在建筑和汽车行业，有机硅密封材料的需求会持续增长；在电子电器领域，有机硅材料在光电子器件、薄膜电池等方面具有广阔的应用前景；在医药和化妆品领域，有机硅产品也有较大市场需求。

3.环保意识提升：近年来，环保意识的提升使得环保型有机硅产品受到更多关注。

传统的有机硅产品在生产和使用过程中可能会产生环境污染，而环保型有机硅产品通过改进生产工艺和减少有害物质的使用，能够有效降低对环境的影响，满足日益严格的环保要求。

4.国际合作加强：为了进一步提升有机硅行业的竞争力和技术水平，国内企业需要加强国际合作。

可以通过引进国外先进技术和设备，开展国际市场拓展，建立跨国合作研究项目等方式，提升企业的创新能力和市场竞争力。

总结起来，国内外有机硅行业市场现状与发展趋势显示出市场规模不断扩大，技术创新驱动市场发展，市场需求多元化，环保意识提升和国际合作加强。

未来，有机硅行业仍将面临更为激烈的市场竞争，但也拥有广阔的发展空间和机遇。

集成电路封装材料-硅通孔相关材料

集成电路封装材料-硅通孔相关材料

6.1.3 发展现状及趋势
比如，WLCSP图像传感器封装，要求沉积温度低于200 oC。低温下高 台阶覆盖率绝缘层主要通过TEOS源氧化硅CVD或聚合物材料CVD获得。 使用TEOS源，可以在深宽比达到10:1的孔内，在200 oC以内的温度下， 获得超过15%的台阶覆盖率。 国内TSV-CIS封装，采用聚合物材料作为绝缘层。在高深宽比的TSVCIS封装集成技术中，聚合物绝缘层工艺受到限制，要采用TEOSPECVD方法沉积氧化硅来制造绝缘层，该技术方案处于研发阶段，没 有得到大规模量产。
图6-1 不同元器件在三维方向上基于TSV的堆叠集成
TSV技术涉及的材料：除打孔的硅基体材料和填孔材料等关键主材料外， 在工艺过程中还包含绝缘层、黏附层和种子层材料等相关材料。
图6-2 TSV各层结构示意图
目录
6.1 绝缘层 6.2 黏附层和种子层
6.1 绝缘层
6.1.1 绝缘层在先进封装中的应用 6.1.2 绝缘层材料类别和材料特性 6.1.3 发展现状及趋势 6.1.4 新技术与材料发展ຫໍສະໝຸດ 6.1.4 新技术与材料发展
新型沉积技术 1）高分子聚合气相沉积技术PVPD 将CVD应用于聚合反应是一种新的聚合方法，称为气相沉积聚合。与传统高分子薄膜制 造方法（如湿法工艺）相比优点： （1）不含溶剂、添加剂、引发剂等，纯度高，对衬底不产生损伤。 （2）可以控制薄膜厚度，通过选择适当的沉积速率和时间，可得到所需厚度。 （3）薄膜质量好，膜厚均匀，表面光滑无针孔，且可以沉积在不同形状的表面上，保 形性好。 （4）聚合与成膜工艺合二为一，简化了制造流程。
6.1.3 发展现状及趋势
旋涂工艺相比CVD和喷涂工艺，具有设备成本低等显著优势，但加工超过 5:1深宽比的TSV时具有较大挑战。开发具有旋涂工艺的聚合物材料成为 关键研究方向。 聚合物材料具备低触变性、防流动性和保形涂覆等特点。可围绕材料主体 树脂、功能性纳米填料及关键助剂等展开研究。 中科院深圳先进技术研究所相继推出2:1和3:1适用于旋涂工艺的聚合物材 料，研究5:1。

中国硅产业现状和发展趋势

中国硅产业现状和发展趋势中国是全球最大的硅材料生产国之一、据统计，中国硅产品生产占全球总生产量的三分之一以上。

这主要得益于中国丰富的硅矿资源和发展的制造业。

目前，中国硅产业的市场规模已经达到了数千亿元人民币，年均增长率超过10%。

中国硅产业的发展主要有以下几个特点。

首先，中国硅产业的技术水平不断提升。

在硅材料的生产过程中，传统的冶炼技术已经逐渐被高新技术所取代，比如氧化硅纳米材料、硅光电子材料等。

其次，中国硅产业的产品结构不断优化。

传统的硅材料产品正在逐渐向高附加值产品转变，比如光伏硅材料、封装基板等。

再次，中国硅产业的市场需求持续增长。

随着信息技术的迅速发展和新能源产业的兴起，对硅材料的需求不断增加。

中国硅产业的发展趋势主要有以下几个方面。

首先，我国硅产业将重点发展高纯度硅材料。

随着半导体产业的不断壮大，对高纯度硅材料的需求将大幅增加。

目前，中国在高纯度硅领域已经取得了重要突破，但与国际先进水平仍有差距。

因此，中国硅产业在技术创新和市场开发方面还有很大的发展空间。

其次，我国硅产业将进一步推进绿色发展。

硅材料的生产过程会产生大量的废弃物和废气，对环境造成严重污染。

未来，中国硅产业将加大环境治理的力度，推进绿色制造。

再次，我国硅产业将积极参与国际竞争。

目前，全球硅产业出现了一些新的竞争格局，中国硅产业需要加强自身竞争力，参与国际合作与竞争，实现更大发展。

综上所述，中国硅产业发展迅速，市场规模庞大，技术水平不断提高。

未来，中国硅产业将继续向高技术、高附加值方向发展，并加大环境治理力度。

同时，中国硅产业将积极参与国际竞争，实现更大发展。

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硅通孔（TSV）技术的发展现状
激光刻蚀是选择一种单频率或多频率的光波，利用高能量的激光束进行刻蚀 钻孔，是近年来发展起来的一项新技术。 如下图所示。该芯片由8张晶圆叠层而成，芯片厚度仅为560um。 三星公司宣称TSV的制作是由激光钻孔完成。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
2010 年12月，应用材料公司发布了基于 Applied Centura Silvia 刻蚀系 2012年3月，中微半导体设备公司 2012年10月，新设备Primo SSC 统的 最新硅通孔刻蚀技术。新的等离子源可将硅刻蚀速率提高 40%，快速 生产的 8英寸硅通孔（TSV）刻蚀设备 AD-RIE（“单反应器甚高频去耦合反 形成平滑、垂直且具有高深宽比的通孔结构。新系统首次将每片硅片的通 Primo TSV200E具有极高的生产率，它 应离子介质刻蚀机”）是中微公司用 孔刻蚀成本降低到 10美元以下，同时保持系统标志性的精确轮廓控制和平 拥有双反应台的反应器，最多可以同时 于流程前端（FEOL）及后端（BEOL） 加工两个晶圆片。此刻蚀设备的单位投 关键刻蚀应用的第二代电介质刻蚀设备， 滑垂直的通孔侧壁。
带来的应力进行了解析法分析，得出随着镀铜层的减薄，硅中径向正应力和环向正应
力均减小，铜中径向正应力减小，而环向正应力始终大于完全填充铜情况，因此应综 合各方面因素谨慎选择合理的镀铜厚度。（安 彤，秦 飞，武 伟，于大全，万里兮， 王 珺，《TSV 转接板硅通孔的热应力分析》，2013 年 7 月。）
TSV成为目前电子封装技术中 最引人注目的一种技术。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
TSV互连尚待解决的关键 技术难题和挑战： •通孔的刻蚀 •通孔的填充 •通孔的工艺流程（先通孔和 后通孔） •晶圆减薄 •堆叠形式 •键合方式 •通孔热应力 减薄（thinning）、键合（bonding）、孔的形
硅通孔技术中孔的形成通常是由刻蚀工艺来完成。孔质量的好坏直接决 定了封装的效果。 半导体行业中大量使用刻蚀技术来制作集成电路，目前己经发展了诸多 刻蚀技术，比如：湿法刻蚀，干法刻蚀，深反应离子刻蚀，激光刻蚀。
反应离子刻蚀(RIE, Reactive Ion Etching) 工艺，是通过活性离子对衬底的物理轰击和化 学反应双重作用的一种刻蚀方式，同时兼有各 向异性和选择性好的优点。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔填充材料的应力分析
完全填充 Cu的可能出现失效区域 均集中在 Cu 材料与其它材料端部界面 处，热应力将超过铜的屈服强度，出现 屈服变形 . 而在填充聚合物 TSV 结构中，Cu 层在 Polymer/Cu 界面中间区域也将出 现塑性变形 . 综合考虑，完全填充Cu的TSV可靠 性更好。
TSV技术发展重点还包括工艺开发、三维Ic设计测试、多尺寸通孔技 术以及静电保护等。
和通孔结构整体缩小的条件下，铜互连中心和顶部界面处均出现显著的尺寸效应，
即在互连尺寸接近亚微米时，热应力随着半径减小而急剧增加的现象。 (徐 成,《硅 通孔互连热应力的数值模拟及仿真试验设计》， 2012 年 5 月)
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔技术在各公司发展现状：
2010年半导体龙头大厂联华电子，尔必达，力成科技宣布共同开发硅 通孔（TSV）3D IC制造。 2011年三星电子宣布推出一款全新的单条8GB容量DDR3 RDIMM 服务 器专用内存，这款产品率先采用三维芯片堆叠技术TSV，而且这款产品已经 成功通过客户的测试。通过三维TSV封装技术，这类8GB RDIMM内存可以 比传统产品节省40％的能耗，而且利用这种技术，可以大幅度提升内存芯片 的容量密度，正如这次采用的Green DDR3 DRAM芯片一样，它的密度提升 有望突破50％。TSV是解决服务器既需要大容量内存。 2011高通已经设计出一款28nmTSV元件的原型.
成（TSV Formation）、填孔材料（via filing） 和工艺都是目前工艺研究的主要热点。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
通孔的刻蚀技术
目 录
通孔的材料填充技术
通孔热应力分析
硅通孔（TSV）技术的发展现状
通孔制造技术——刻蚀
2011东电电子(TEL)一举投产了5款用于三维封装的TSV(硅通孔，through siliconvia)制造装置，投产的5款三维TSV装置分别是硅深刻蚀装置、聚酰亚胺 成膜装置以及3款晶圆键合关联装置。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔热应力分析
微系统封装中，封装后产品的可靠性是其关键考核因素。而对于三 维封装硅通孔技术，工艺过程中应力直接影响产品寿命，硅通孔的填充
材料以及硅通孔相邻材料的热不匹配性等都会造成通孔上的热应力，导
致通孔界面的开裂、分层现象、失效等情况。因此，对硅通孔应力的分 析，可以有效的提高产品的可靠性。
资产出率比市场上其他同类设备提高了 主要用于22纳米及以下的芯片刻蚀加工。 30%。（如下图） （如下图）
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔 填充技术
填充材料
填充方法
•硅通孔填充材料：铜，多晶硅，钨。主要是铜。 •目前影响铜填充的主要问题包括：硅通孔内侧壁种子层的覆盖、硅通孔内 主要的填充方法：电镀 气泡的排除、电镀液质量以及电镀电流密度等. 化学气相沉积 高分子涂布 2010诺发系统宣布开发出一套全新先进的铜阻障底层物理气相沉积（ PVD）制程， 其将用于新兴的贯穿硅晶硅通孔（TSV）封装市场，该制程使用诺发INOVA平台，并 搭配特有的中空阴极电磁管（HCM）技术制造出高贴附性的铜底层，该HCMTSV制程 提供卓越的侧壁及底部覆盖，能使后续的TSV电镀达成无洞填铜。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔相邻材料界面的力学分析 完全粘接界面模型有限元分析 完全粘接界面：理想界面 ，面上的面力和位移都连续 。
可以看到通孔边界上应力明显大于通孔内部应力，每个扇贝形小弧段 边界的下部分应力较大，在每个扇贝形状的末端部位会发生塑性应变。 刻蚀后的扇贝形通孔界面 单个孔分析
Cu电镀填充工艺流程
硅通孔（TSV）技术的发展现状
2011年,飞利浦公司研发人员利用自制电镀药水实现了三维互连中宽5 um, 深宽比为8的TSV铜柱无空洞填充,效果良好。 2012年, 电化学协会D.Josell等人针对其实验室研究人员在仅含抑制剂的 条件下实现TSV‘U’型自底向上的电镀铜填充情况,建立了 TSV电镀铜仿真模型 。
硅通孔技术（TSV）的发展现状
汇报人：张恒 组员：杨祖华，韦启钦，韦华宏 赵必鑫，吴天宇，徐宇丰，肖瑶 。
TSV专利技术的发展态势
2007 年至2012年，TSV 专利数量持 续稳步增长，TSV 越来越受到关注。
注：美国（US） 、中国（CN）、中国 台湾（TW） 、韩国（KR）、日本（JP） 、欧洲联盟（EP） 、新加坡（SG）、德 国（DE）、英国（GB）。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
上海交通大学学者用常用材料的组合进行了仿真分析, 发现以二氧化硅为隔离层， 钨为填充金属，锡为键合层的模型具有最理想的热应力特性，铜、ＡＢＦ以及锡的组 合也表现出良好的热应力特性。( 袁琰红，高立明，吴昊,李明《硅通孔尺寸与材料对 热应力的影响》２０１３年４月) 中国科学院微电子研究所学者，北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 及复旦大学材料系学者共同对硅通孔全部填充Cu（圆柱）和部分填充Cu（圆柱环）
硅通孔（TSV）技术的发展趋势
TSV技术将在垂直方向堆叠层数、硅片减薄、硅通孔直径、填充材 料、通孔刻蚀等方面继续向微细化方向发展。
•在垂直方向上堆叠层数将由2007年的3-7层裸芯片发展到 2015年的5～14层裸芯片的堆叠。 •为使堆叠14层裸芯片的封装仍能符合封装总厚度小于lmm 的要求，在硅片减薄上，将由2007年的20um~50um的厚度减低 至2015年的8um厚度。 •在硅通孔的直径上，将由2007年的4.0um缩小至2015年的1.6um。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
2011年台积电(TSMC)该年度在VL—SISymposium上报告已建构出 一种更好的TSV介电质衬底(dielectricliner)。工程师展示了高度深宽比 (aspectratios)为10：l的试制过孔，并减轻了外部铜材料挤压过孔的问题。 2012年联华电子与新加坡科技研究局旗下的微电子研究院宣布，合 作进行应用在背面照度式CMOS影像感测器的TSV技术开发。通过这项 技术，包括智能手机、数码相机与个人平板电脑等移动电子产品，里面 所采用的数百万像素影像感测器，都可大幅提升产品效能、降低成本、 减少体积。 2012年东芝的TSV相机模块已用在诺基亚的一些最新款手机当中。 图像传感器和微机电系统(MEMS)等应用已率先导入TSV工艺技术。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
硅通孔技术(Through- Silicon Via)：通过在芯片之间、晶圆之 间制作垂直导通，实现芯片之间互连的技术。 优点： 使芯片在z轴方向堆叠的密度最大； 芯片之间的互连线最短； 外形尺寸最小； 并具有缩小封装尺寸； 高频特性出色； 降低芯片功耗； 热膨胀可靠性高等。
硅通孔（TSV）技术的发展现状
上海交通大学学者采用有限元分析单个圆柱型硅通孔和单个圆台型硅通孔应力， 在通孔深度逐渐变大的过程中，圆柱型与圆台型硅通孔的应力变化趋势相反，圆台 型硅通孔更适用于高深宽比，且上下直径差较大的模型中。（袁琰红，《硅通孔三
维封装的热力学分析》，2013年1月）
南昌航空大学学者建立了热力耦合的塑性应变梯度的本构关系，并通过用户子 程序 UMAT嵌入到 ABAQUS 中进行互连结构的热应力分析。得出在不同通孔半径