本期封面报道单位 东南大学集成电路学院
封面文章 基于脉冲反向电镀与添加剂协同调控的高深宽比玻璃通孔填孔工艺研究
随着人工智能、高性能计算等领域的快速发展,芯片之间需要更高密度、更高速率的互连方式,玻璃通孔(TGV)作为新一代先进封装的重要技术,正成为行业关注的热点。然而,随着通孔越来越深、越来越细,铜电镀过程中极易出现孔口提前封闭、内部形成空洞等问题,成为制约产业发展的关键瓶颈。
针对这一难题,东南大学联合上海天承化学有限公司、江苏芯德半导体科技股份有限公司,在《基于脉冲反向电镀与添加剂协同调控的高深宽比玻璃通孔填孔工艺研究》一文中提出了一种脉冲反向电镀与添加剂协同调控的新型填充工艺。研究团队充分利用脉冲反向电流周期性的“沉积—溶解”自平整作用,并结合加速剂、抑制剂和整平剂在不同区域的选择性吸附特性,实现了铜在通孔中心优先生长、孔口受控抑制,最终形成“蝶形搭桥+自下而上填充”的高质量填充模式。
研究建立了适用于不同孔型和深宽比的工艺设计方法。对于AR 4 X型玻璃通孔,可利用几何结构优势实现保形生长,并在添加剂体系下仅需30 min即可完成快速搭桥;对于更具挑战性的AR 10和AR 15高深宽比通孔,则通过优化脉冲参数、多阶段电流控制以及国产添加剂配方,实现了高质量、无空隙铜填充,为更高深宽比TGV制造提供了可靠的工艺方案。
该成果不仅验证了国产电镀药水在先进封装领域的应用潜力,也建立了脉冲参数、添加剂配比与填充形貌之间的协同调控规律,为国产TGV制造工艺提供了重要技术支撑。未来,该技术有望进一步应用于2.5D/3D先进封装、高带宽存储(HBM)、人工智能芯片及高性能计算等领域,为我国先进封装关键工艺自主可控提供新的解决方案。