NEC、IMECのTSVによる3次元IC、実化に向けk歩i進
楉姪填砲鮖箸辰董⇒椴未僚jきなデカップリングコンデンサを形成したり、逆に楉姪填砲Siチップあるいはインターポーザーとの寄斃椴未魏爾欧襪燭瓩妨い~機絶縁膜を設けたりするなど、3次元IC\術の実化が進んでいる。w素子材料コンファレンス(SSDM)2008では、NECとベルギーのIMECがそれぞれTSVの実化に向けた研|を発表した。
NECデバイスプラットフォーム研|所は、3次元ICの楉姪填砲蛤毒枩の役割をeつ、シリコンインターポーザーにデカップリングコンデンサを作り込んでしまうという\術を開発した。デジタルLSIが発擇垢襯離ぅ困鰺泙┐襪燭瓩法△海離妊プリングコンデンサの容量をμFオーダーとjきくし、周S数応答も]くする要がある。このため嗟凝材料をキャパシタ絶縁膜にいた。
このインターポーザーは、LSIとほぼ同じjきさで、LSIとの接には楉姪填TSV(through silicon via)をいている。そのインターポーザーはLSIパッケージ基とそのまま接する。今v、H数のチップをSiウェーハインターポーザーに実△掘▲ΕА璽魯譽戰襯僖奪院璽献鵐亜WLP)\術で実△靴織船奪廚鮴擇蟒个后▲船奪廖Ε帖次ΕΕА璽論橙\術をいた。
まず、SiウェーハインターポーザーCにMIM(金-絶縁膜-金錙砲離ャパシタを形成する。キャパシタの誘電SrTiO3の厚みは60nm。その後、シリコン基にTSVとなる霾のシリコンを50μm度の深さまでエッチングし、絶縁膜を介して電極をmめ込む。出来た電極屬俣H数のLSIチップを実△掘▲▲鵐澄璽侫ルでw定した後、チップ霾をモールディングする。その後、Siインターポーザーを50μmまで薄く削ることでインターポーザーにmめ込んだ電極を露出させる。その屬砲気蕕謀填縫僖奪匹鮴澆韻襪WLPが完成する。
Siインターポーザーを積層した3次元ICチップを-40〜+125℃のa度サイクル試xを1000v行ったが、8個の試料はすべてパスした。キャパシタンスはチップ1個につき1μF度ある。
IMECは、楉姪填砲肇轡螢灰鵑諒匹箸隆屬5μmと厚いポリマー膜で絶縁するという\術を開発した。これまでは50〜100nmのCVD┣祝譴簔皺祝譴戮辰討い燭、楉姪填砲隆斃椴未下がらなかった。今vはその50〜100倍もの厚さのため寄斃椴未来の1/50〜1/100になる。
ここでは、パイレックスガラス屬縫瓮織襪鬟僖拭璽縫鵐阿靴討き、厚さ50μmのSiウェーハをその屬忘椶擦襦レジスト塗布・パターニング、RIEエッチングにより柱をくりsくようにリングXにシリコンを削る。絶縁膜として働くポリマーを塗布により削ったリングXの穴をmめ、レジストを塗布パターニングした後残ったSiの柱をエッチングで削る。その後シードメタル、Cuメッキmめ込みにより電極を形成する。
発表したIMEC Process Technology DivisionのInterconnect, Packaging & Systems Integration担当研|^、Deniz Sabuncuoglu Teczanは、今vのめ}となるリングXパターンのエッチングは来のボッシュプロセスを使い、3μm/分のエッチレートで行ったため下まで楉未垢襪里15~16分ですんだと言う。