প্যাকেজিং প্রযুক্তি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি। প্যাকেজের আকৃতি অনুসারে, এটিকে সকেট প্যাকেজ, সারফেস মাউন্ট প্যাকেজ, বিজিএ প্যাকেজ, চিপ সাইজ প্যাকেজ (সিএসপি), একক চিপ মডিউল প্যাকেজ (এসসিএম, মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডে তারের মধ্যে ফাঁক (পিসিবি) ভাগ করা যেতে পারে। এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC) বোর্ড প্যাড মিলে যায়), মাল্টি-চিপ মডিউল প্যাকেজ (MCM, যা ভিন্নধর্মী চিপগুলিকে একীভূত করতে পারে), ওয়েফার লেভেল প্যাকেজ (WLP, ফ্যান-আউট ওয়েফার লেভেল প্যাকেজ (FOWLP), মাইক্রো সারফেস মাউন্ট কম্পোনেন্টস (মাইক্রোএসএমডি), ইত্যাদি), ত্রিমাত্রিক প্যাকেজ (মাইক্রো বাম্প ইন্টারকানেক্ট প্যাকেজ, টিএসভি ইন্টারকানেক্ট প্যাকেজ, ইত্যাদি), সিস্টেম প্যাকেজ (এসআইপি) , চিপ সিস্টেম (এসওসি)।
3D প্যাকেজিংয়ের ফর্মগুলিকে প্রধানত তিনটি বিভাগে বিভক্ত করা হয়েছে: সমাহিত টাইপ (মাল্টি-লেয়ার ওয়্যারিংয়ে ডিভাইসটিকে কবর দেওয়া বা সাবস্ট্রেটে সমাহিত করা), সক্রিয় সাবস্ট্রেটের ধরন (সিলিকন ওয়েফার ইন্টিগ্রেশন: প্রথমে উপাদানগুলি এবং ওয়েফার সাবস্ট্রেটকে একীভূত করে একটি সক্রিয় স্তর তৈরি করা ; তারপর মাল্টি-লেয়ার ইন্টারকানেকশন লাইনগুলি সাজান এবং অন্যান্য চিপ বা উপাদানগুলিকে একত্রিত করুন৷ শীর্ষ স্তর) এবং স্ট্যাকড টাইপ (সিলিকন ওয়েফারগুলি সিলিকন ওয়েফারের সাথে স্ট্যাক করা, সিলিকন ওয়েফারগুলির সাথে স্তুপীকৃত চিপগুলি এবং চিপগুলির সাথে স্তুপীকৃত চিপগুলি)।
3D আন্তঃসংযোগ পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে তারের বন্ধন (WB), ফ্লিপ চিপ (FC), সিলিকনের মাধ্যমে (TSV), ফিল্ম কন্ডাক্টর ইত্যাদি।
TSV চিপগুলির মধ্যে উল্লম্ব আন্তঃসংযোগ উপলব্ধি করে। যেহেতু উল্লম্ব আন্তঃসংযোগ লাইনের সংক্ষিপ্ত দূরত্ব এবং উচ্চ শক্তি রয়েছে, তাই এটি ক্ষুদ্রতমকরণ, উচ্চ ঘনত্ব, উচ্চ কার্যক্ষমতা এবং বহুমুখী ভিন্নধর্মী কাঠামো প্যাকেজিং উপলব্ধি করা সহজ। একই সময়ে, এটি বিভিন্ন উপকরণের চিপগুলিকেও আন্তঃসংযোগ করতে পারে;
বর্তমানে, TSV প্রক্রিয়া ব্যবহার করে দুই ধরনের মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স উৎপাদন প্রযুক্তি রয়েছে: ত্রিমাত্রিক সার্কিট প্যাকেজিং (3D IC ইন্টিগ্রেশন) এবং ত্রিমাত্রিক সিলিকন প্যাকেজিং (3D Si ইন্টিগ্রেশন)।
দুটি ফর্মের মধ্যে পার্থক্য হল:
(1) 3D সার্কিট প্যাকেজিং-এর জন্য চিপ ইলেক্ট্রোডগুলিকে বাম্পগুলিতে প্রস্তুত করতে হবে এবং বাম্পগুলি পরস্পর সংযুক্ত থাকে (বন্ধন, ফিউশন, ঢালাই ইত্যাদি দ্বারা বন্ধন), যখন 3D সিলিকন প্যাকেজিং হল চিপগুলির মধ্যে একটি সরাসরি আন্তঃসংযোগ (অক্সাইড এবং কিউ-এর মধ্যে বন্ধন) -Cu বন্ধন)।
(2) 3D সার্কিট ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তি ওয়েফারের (3D সার্কিট প্যাকেজিং, 3D সিলিকন প্যাকেজিং) মধ্যে বন্ধন দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে, যখন চিপ-টু-চিপ বন্ধন এবং চিপ-টু-ওয়েফার বন্ধন শুধুমাত্র 3D সার্কিট প্যাকেজিং দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে।
(3) 3D সার্কিট প্যাকেজিং প্রক্রিয়া দ্বারা সংহত চিপগুলির মধ্যে ফাঁক রয়েছে এবং সিস্টেমের যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলির স্থায়িত্ব নিশ্চিত করার জন্য সিস্টেমের তাপ পরিবাহিতা এবং তাপ সম্প্রসারণ সহগ সামঞ্জস্য করার জন্য অস্তরক পদার্থগুলি পূরণ করতে হবে; 3D সিলিকন প্যাকেজিং প্রক্রিয়া দ্বারা সংহত চিপগুলির মধ্যে কোনও ফাঁক নেই এবং চিপের শক্তি খরচ, ভলিউম এবং ওজন ছোট এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা চমৎকার।
TSV প্রক্রিয়াটি সাবস্ট্রেটের মধ্য দিয়ে একটি উল্লম্ব সংকেত পথ তৈরি করতে পারে এবং একটি ত্রিমাত্রিক পরিবাহী পথ তৈরি করতে সাবস্ট্রেটের উপরে এবং নীচে RDL সংযোগ করতে পারে। অতএব, TSV প্রক্রিয়াটি একটি ত্রিমাত্রিক প্যাসিভ ডিভাইস কাঠামো নির্মাণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি।
লাইনের সামনের প্রান্ত (FEOL) এবং লাইনের পিছনের প্রান্তের (BEOL) মধ্যে ক্রম অনুসারে, TSV প্রক্রিয়াটিকে তিনটি মূলধারার উত্পাদন প্রক্রিয়াতে বিভক্ত করা যেতে পারে, যথা, প্রথম (ভায়াফার্স্ট), মধ্যম মাধ্যমে (মধ্যম মাধ্যমে) এবং শেষের মাধ্যমে (শেষের মাধ্যমে) প্রক্রিয়া, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে।
1. এচিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে
এচিং প্রক্রিয়াটি টিএসভি কাঠামো তৈরির মূল চাবিকাঠি। একটি উপযুক্ত এচিং প্রক্রিয়া নির্বাচন করা কার্যকরভাবে TSV এর যান্ত্রিক শক্তি এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে পারে এবং আরও TSV ত্রি-মাত্রিক ডিভাইসগুলির সামগ্রিক নির্ভরযোগ্যতার সাথে সম্পর্কিত।
বর্তমানে, এচিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে চারটি মূলধারার টিএসভি রয়েছে: ডিপ রিঅ্যাকটিভ আয়ন এচিং (DRIE), ওয়েট এচিং, ফটো-অ্যাসিস্টেড ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এচিং (PAECE) এবং লেজার ড্রিলিং।
(1) গভীর প্রতিক্রিয়াশীল আয়ন এচিং (DRIE)
ডিপ রিঅ্যাকটিভ আয়ন এচিং, যা DRIE প্রসেস নামেও পরিচিত, এটি হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত TSV এচিং প্রক্রিয়া, যা প্রধানত উচ্চ আকৃতির অনুপাত সহ কাঠামোর মাধ্যমে TSV উপলব্ধি করতে ব্যবহৃত হয়। প্রথাগত প্লাজমা এচিং প্রক্রিয়াগুলি সাধারণত কম এচিং রেট এবং এচিং মাস্ক সিলেক্টিভিটির অভাব সহ কয়েকটি মাইক্রনের এচিং গভীরতা অর্জন করতে পারে। Bosch এই ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট প্রক্রিয়া উন্নতি করেছে। SF6 কে প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করে এবং সাইডওয়ালগুলির জন্য একটি প্যাসিভেশন সুরক্ষা হিসাবে এচিং প্রক্রিয়া চলাকালীন C4F8 গ্যাস মুক্ত করে, উন্নত DRIE প্রক্রিয়া উচ্চ আকৃতির অনুপাত ভিয়াস এচিং করার জন্য উপযুক্ত। অতএব, এটির উদ্ভাবকের পরে এটিকে বোশ প্রক্রিয়াও বলা হয়।
নীচের চিত্রটি DRIE প্রক্রিয়াটি এচিং করার মাধ্যমে তৈরি একটি উচ্চ অনুপাতের একটি ফটো৷
যদিও DRIE প্রক্রিয়াটি এর ভাল নিয়ন্ত্রণযোগ্যতার কারণে TSV প্রক্রিয়াতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবে এর অসুবিধা হল যে পাশের ওয়াল সমতলতা দুর্বল এবং স্ক্যালপ-আকৃতির বলি ত্রুটিগুলি তৈরি হবে। উচ্চ আকৃতির অনুপাত ভিয়াস এচিং করার সময় এই ত্রুটিটি আরও তাৎপর্যপূর্ণ।
(2) ভেজা এচিং
ওয়েট এচিং মাস্ক এবং রাসায়নিক এচিং এর সংমিশ্রণ ব্যবহার করে গর্ত দিয়ে খোদাই করে। সর্বাধিক ব্যবহৃত এচিং দ্রবণ হল KOH, যা সিলিকন সাবস্ট্রেটের অবস্থানগুলিকে খোদাই করতে পারে যা মুখোশ দ্বারা সুরক্ষিত নয়, যার ফলে কাঙ্খিত থ্রু-হোল গঠন তৈরি হয়। ওয়েট এচিং হল সবচেয়ে প্রাচীন থ্রু-হোল এচিং প্রক্রিয়া। যেহেতু এর প্রক্রিয়ার ধাপ এবং প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতি তুলনামূলকভাবে সহজ, তাই এটি কম খরচে TSV এর ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, এর রাসায়নিক এচিং মেকানিজম নির্ধারণ করে যে এই পদ্ধতির মাধ্যমে গঠিত থ্রু-হোল সিলিকন ওয়েফারের স্ফটিক অভিযোজন দ্বারা প্রভাবিত হবে, যা খোদাই করা থ্রু-হোল অ-উল্লম্ব করে তোলে কিন্তু চওড়া শীর্ষ এবং সরু নীচের একটি স্পষ্ট ঘটনা দেখায়। এই ত্রুটিটি TSV উৎপাদনে ওয়েট এচিং এর প্রয়োগকে সীমিত করে।
(3) ফটো-সহায়তা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এচিং (PAECE)
ফটো-অ্যাসিস্টেড ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এচিং (PAECE) এর মূল নীতি হল অতিবেগুনী রশ্মি ব্যবহার করে ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি করাকে ত্বরান্বিত করা, যার ফলে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এচিং প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করা। বহুল ব্যবহৃত DRIE প্রক্রিয়ার সাথে তুলনা করে, PAECE প্রক্রিয়াটি 100:1-এর চেয়ে বেশি গর্ত কাঠামোর মাধ্যমে অতি-বড় আকৃতির অনুপাত এচিং করার জন্য আরও উপযুক্ত, তবে এর অসুবিধা হল যে এচিং গভীরতার নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা DRIE এর চেয়ে দুর্বল এবং এর প্রযুক্তি আরও গবেষণা এবং প্রক্রিয়া উন্নতি প্রয়োজন।
(4) লেজার তুরপুন
উপরের তিনটি পদ্ধতি থেকে আলাদা। লেজার ড্রিলিং পদ্ধতি একটি সম্পূর্ণরূপে শারীরিক পদ্ধতি। এটি প্রধানত উচ্চ-শক্তি লেজার বিকিরণ ব্যবহার করে TSV-এর মাধ্যমে-গর্ত নির্মাণকে শারীরিকভাবে উপলব্ধি করতে নির্দিষ্ট এলাকার স্তর উপাদানগুলিকে গলতে এবং বাষ্পীভূত করতে।
লেজার ড্রিলিং দ্বারা গঠিত থ্রু-হোলের একটি উচ্চ অনুপাত রয়েছে এবং সাইডওয়ালটি মূলত উল্লম্ব। যাইহোক, যেহেতু লেজার ড্রিলিং প্রকৃতপক্ষে থ্রু-হোল তৈরি করতে স্থানীয় গরম ব্যবহার করে, তাই TSV এর গর্ত প্রাচীর তাপীয় ক্ষতি দ্বারা নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত হবে এবং নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস করবে।
2. লাইনার স্তর জমা প্রক্রিয়া
TSV তৈরির আরেকটি মূল প্রযুক্তি হল লাইনার লেয়ার ডিপোজিশন প্রক্রিয়া।
থ্রু-হোল খোদাই করার পরে লাইনার স্তর জমা করার প্রক্রিয়াটি সঞ্চালিত হয়। জমাকৃত লাইনার স্তরটি সাধারণত একটি অক্সাইড যেমন SiO2। লাইনার স্তরটি টিএসভি এবং সাবস্ট্রেটের অভ্যন্তরীণ কন্ডাকটরের মধ্যে অবস্থিত এবং প্রধানত ডিসি কারেন্ট লিকেজকে বিচ্ছিন্ন করার ভূমিকা পালন করে। অক্সাইড জমা করার পাশাপাশি, পরবর্তী প্রক্রিয়ায় কন্ডাক্টর ভরাটের জন্য বাধা এবং বীজ স্তরও প্রয়োজন।
উত্পাদিত লাইনার স্তর নিম্নলিখিত দুটি মৌলিক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে:
(1) অন্তরক স্তরের ভাঙ্গন ভোল্টেজ TSV এর প্রকৃত কাজের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা উচিত;
(2) জমা করা স্তরগুলি অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং একে অপরের সাথে ভাল আনুগত্য রয়েছে।
নিম্নলিখিত চিত্রটি প্লাজমা বর্ধিত রাসায়নিক বাষ্প জমা (PECVD) দ্বারা জমা হওয়া লাইনার স্তরের একটি ছবি দেখায়।
ডিপোজিশন প্রক্রিয়া বিভিন্ন TSV উত্পাদন প্রক্রিয়ার জন্য সেই অনুযায়ী সামঞ্জস্য করা প্রয়োজন। সামনের মাধ্যমে-গর্ত প্রক্রিয়ার জন্য, অক্সাইড স্তরের গুণমান উন্নত করতে একটি উচ্চ-তাপমাত্রা জমা প্রক্রিয়া ব্যবহার করা যেতে পারে।
সাধারণ উচ্চ-তাপমাত্রা জমা টেট্রাইথাইল অর্থোসিলিকেট (টিইওএস) এর উপর ভিত্তি করে তাপীয় জারণ প্রক্রিয়ার সাথে মিলিত হতে পারে যাতে একটি অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ উচ্চ-মানের SiO2 নিরোধক স্তর তৈরি হয়। মিডল থ্রু-হোল এবং ব্যাক থ্রু-হোল প্রক্রিয়ার জন্য, যেহেতু ডিপোজিশনের সময় BEOL প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়েছে, তাই BEOL উপকরণগুলির সাথে সামঞ্জস্যতা নিশ্চিত করার জন্য একটি নিম্ন-তাপমাত্রার পদ্ধতির প্রয়োজন।
এই অবস্থার অধীনে, জমার তাপমাত্রা 450° এ সীমাবদ্ধ হওয়া উচিত, যার মধ্যে একটি অন্তরক স্তর হিসাবে SiO2 বা SiNx জমা করার জন্য PECVD ব্যবহার করা সহ।
আরেকটি সাধারণ পদ্ধতি হল অ্যাটমিক লেয়ার ডিপোজিশন (ALD) ব্যবহার করে একটি ঘন অন্তরক স্তর পেতে Al2O3 জমা করা।
3. ধাতু ভর্তি প্রক্রিয়া
TSV ফিলিং প্রক্রিয়াটি লাইনার জমার প্রক্রিয়ার পরপরই সঞ্চালিত হয়, এটি আরেকটি মূল প্রযুক্তি যা TSV-এর গুণমান নির্ধারণ করে।
যে উপকরণগুলি পূরণ করা যেতে পারে তার মধ্যে রয়েছে ডপড পলিসিলিকন, টংস্টেন, কার্বন ন্যানোটিউব ইত্যাদি ব্যবহৃত প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, তবে সর্বাধিক মূলধারাটি এখনও ইলেক্ট্রোপ্লেটেড তামা, কারণ এর প্রক্রিয়াটি পরিপক্ক এবং এর বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা তুলনামূলকভাবে বেশি।
থ্রু হোলে এর ইলেক্ট্রোপ্লেটিং হারের ডিস্ট্রিবিউশন পার্থক্য অনুসারে, এটিকে প্রধানত সাবকনফর্মাল, কনফরমাল, সুপারকনফরমাল এবং বটম-আপ ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতিতে ভাগ করা যায়, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে।
সাবকনফর্মাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং মূলত টিএসভি গবেষণার প্রাথমিক পর্যায়ে ব্যবহৃত হয়েছিল। চিত্রে (a) হিসাবে দেখানো হয়েছে, তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে প্রদত্ত Cu আয়নগুলি উপরে ঘনীভূত হয়, যখন নীচে অপর্যাপ্তভাবে পরিপূরক হয়, যার ফলে থ্রু-হোলের শীর্ষে ইলেক্ট্রোপ্লেটিং হার উপরের নীচের তুলনায় বেশি হয়। অতএব, থ্রু-হোলের উপরের অংশটি সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ হওয়ার আগে আগেই বন্ধ করে দেওয়া হবে এবং ভিতরে একটি বড় শূন্যতা তৈরি হবে।
কনফরমাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতির পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম এবং ফটো চিত্র (বি) এ দেখানো হয়েছে। কিউ আয়নগুলির অভিন্ন পরিপূরক নিশ্চিত করার মাধ্যমে, থ্রু-হোলের প্রতিটি অবস্থানে ইলেক্ট্রোপ্লেটিং হার মূলত একই, তাই ভিতরে কেবল একটি সীম অবশিষ্ট থাকবে এবং অকার্যকর আয়তন সাবকনফর্মাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতির তুলনায় অনেক ছোট, তাই এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
আরও একটি অকার্যকর-মুক্ত ফিলিং প্রভাব অর্জন করার জন্য, সুপারকনফর্মাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতিটি কনফর্মাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতিকে অপ্টিমাইজ করার প্রস্তাব করা হয়েছিল। চিত্র (c) তে যেমন দেখানো হয়েছে, Cu আয়ন সরবরাহ নিয়ন্ত্রণ করে, নীচের অংশে ভরাট করার হার অন্যান্য অবস্থানের তুলনায় সামান্য বেশি, যার ফলে নীচের থেকে উপরে পর্যন্ত ভরাট হারের ধাপের গ্রেডিয়েন্টকে অপ্টিমাইজ করে বাম সীমটি সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা যায়। কনফর্মাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতি দ্বারা, যাতে সম্পূর্ণরূপে অকার্যকর-মুক্ত ধাতু তামা ভর্তি অর্জন করা যায়।
বটম-আপ ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতিকে সুপার-কনফরমাল পদ্ধতির একটি বিশেষ কেস হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, নীচে ব্যতীত ইলেক্ট্রোপ্লেটিং হার শূন্যে চাপা হয় এবং কেবলমাত্র ইলেক্ট্রোপ্লেটিং ধীরে ধীরে নিচ থেকে উপরের দিকে সঞ্চালিত হয়। কনফর্মাল ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পদ্ধতির অকার্যকর-মুক্ত সুবিধার পাশাপাশি, এই পদ্ধতিটি কার্যকরভাবে সামগ্রিক ইলেক্ট্রোপ্লেটিং সময়কেও কমাতে পারে, তাই সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এটি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে।
4. RDL প্রক্রিয়া প্রযুক্তি
RDL প্রক্রিয়াটি ত্রিমাত্রিক প্যাকেজিং প্রক্রিয়ার একটি অপরিহার্য মৌলিক প্রযুক্তি। এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, পোর্ট পুনঃবন্টন বা প্যাকেজের মধ্যে আন্তঃসংযোগের উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য সাবস্ট্রেটের উভয় পাশে ধাতব আন্তঃসংযোগ তৈরি করা যেতে পারে। অতএব, RDL প্রক্রিয়া ফ্যান-ইন-ফ্যান-আউট বা 2.5D/3D প্যাকেজিং সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
ত্রিমাত্রিক ডিভাইস নির্মাণের প্রক্রিয়ায়, আরডিএল প্রক্রিয়াটি সাধারণত বিভিন্ন ত্রিমাত্রিক ডিভাইস কাঠামো উপলব্ধি করতে TSV-কে আন্তঃসংযোগ করতে ব্যবহৃত হয়।
বর্তমানে দুটি মূলধারার RDL প্রক্রিয়া রয়েছে। প্রথমটি আলোক সংবেদনশীল পলিমারের উপর ভিত্তি করে এবং তামার ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং এচিং প্রক্রিয়ার সাথে মিলিত হয়; অন্যটি PECVD এবং রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (CMP) প্রক্রিয়ার সাথে মিলিত Cu Damascus প্রক্রিয়া ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়।
নিম্নলিখিতগুলি যথাক্রমে এই দুটি RDL-এর মূলধারার প্রক্রিয়া পথগুলিকে পরিচয় করিয়ে দেবে।
আলোক সংবেদনশীল পলিমারের উপর ভিত্তি করে RDL প্রক্রিয়া উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
প্রথমে, পিআই বা বিসিবি আঠার একটি স্তর ঘূর্ণনের মাধ্যমে ওয়েফারের পৃষ্ঠে প্রলেপ দেওয়া হয় এবং গরম এবং নিরাময়ের পরে, একটি ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াটি পছন্দসই অবস্থানে গর্ত খোলার জন্য ব্যবহৃত হয় এবং তারপরে এচিং করা হয়। এরপরে, ফটোরেসিস্ট অপসারণের পরে, টি এবং কিউ যথাক্রমে একটি বাধা স্তর এবং একটি বীজ স্তর হিসাবে একটি শারীরিক বাষ্প জমা প্রক্রিয়ার (PVD) মাধ্যমে ওয়েফারে ছিটকে পড়ে। এরপরে, RDL-এর প্রথম স্তরটি উন্মুক্ত Ti/Cu স্তরে ফটোলিথোগ্রাফি এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং Cu প্রক্রিয়াগুলিকে একত্রিত করে তৈরি করা হয় এবং তারপর ফটোরসিস্ট অপসারণ করা হয় এবং অতিরিক্ত Ti এবং Cu খোদাই করা হয়। একটি মাল্টি-লেয়ার RDL গঠন তৈরি করতে উপরের ধাপগুলি পুনরাবৃত্তি করুন। এই পদ্ধতিটি বর্তমানে শিল্পে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
আরডিএল তৈরির আরেকটি পদ্ধতি মূলত কিউ দামেস্ক প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, যা পিইসিভিডি এবং সিএমপি প্রক্রিয়াগুলিকে একত্রিত করে।
আলোক সংবেদনশীল পলিমারের উপর ভিত্তি করে এই পদ্ধতি এবং RDL প্রক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য হল যে প্রতিটি স্তর তৈরির প্রথম ধাপে, PECVD একটি অন্তরক স্তর হিসাবে SiO2 বা Si3N4 জমা করতে ব্যবহৃত হয় এবং তারপরে ফটোলিথোগ্রাফি দ্বারা অন্তরক স্তরে একটি উইন্ডো তৈরি করা হয় এবং প্রতিক্রিয়াশীল আয়ন এচিং, এবং Ti/Cu বাধা/বীজ স্তর এবং কন্ডাকটর কপার যথাক্রমে স্পুটার হয়, এবং তারপর কন্ডাকটর স্তর সিএমপি প্রক্রিয়া দ্বারা প্রয়োজনীয় পুরুত্বে পাতলা করা হয়, অর্থাৎ, RDL বা থ্রু-হোল স্তরের একটি স্তর গঠিত হয়।
নিচের চিত্রটি Cu Damascus প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে নির্মিত একটি মাল্টি-লেয়ার RDL এর ক্রস-সেকশনের একটি পরিকল্পিত চিত্র এবং ছবি। এটি লক্ষ্য করা যায় যে TSV প্রথমে থ্রু-হোল লেয়ার V01 এর সাথে সংযুক্ত থাকে এবং তারপর RDL1, থ্রু-হোল লেয়ার V12 এবং RDL2 এর ক্রমানুসারে নীচে থেকে উপরে স্ট্যাক করা হয়।
RDL বা থ্রু-হোল লেয়ারের প্রতিটি স্তর উপরের পদ্ধতি অনুসারে ক্রমানুসারে তৈরি করা হয়।যেহেতু RDL প্রক্রিয়ার জন্য CMP প্রক্রিয়া ব্যবহার করা প্রয়োজন, এর উৎপাদন খরচ আলোক সংবেদনশীল পলিমারের উপর ভিত্তি করে RDL প্রক্রিয়ার তুলনায় বেশি, তাই এর প্রয়োগ তুলনামূলকভাবে কম।
5. আইপিডি প্রক্রিয়া প্রযুক্তি
ত্রিমাত্রিক ডিভাইস তৈরির জন্য, এমএমআইসি-তে সরাসরি অন-চিপ ইন্টিগ্রেশন ছাড়াও, আইপিডি প্রক্রিয়া আরেকটি নমনীয় প্রযুক্তিগত পথ প্রদান করে।
ইন্টিগ্রেটেড প্যাসিভ ডিভাইস, আইপিডি প্রসেস নামেও পরিচিত, অন-চিপ ইনডাক্টর, ক্যাপাসিটর, রেজিস্টর, বালুন কনভার্টার ইত্যাদি সহ প্যাসিভ ডিভাইসের যেকোন সংমিশ্রণকে আলাদা সাবস্ট্রেটে একত্রিত করে একটি ট্রান্সফার বোর্ডের আকারে একটি প্যাসিভ ডিভাইস লাইব্রেরি তৈরি করতে পারে। নমনীয়ভাবে নকশা প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী বলা হবে.
যেহেতু IPD প্রক্রিয়ায়, প্যাসিভ ডিভাইসগুলি তৈরি করা হয় এবং সরাসরি ট্রান্সফার বোর্ডে একত্রিত করা হয়, তাই এর প্রক্রিয়া প্রবাহ IC-এর অন-চিপ ইন্টিগ্রেশনের তুলনায় সহজ এবং কম ব্যয়বহুল, এবং একটি প্যাসিভ ডিভাইস লাইব্রেরি হিসাবে আগে থেকেই ব্যাপকভাবে তৈরি করা যেতে পারে।
TSV ত্রি-মাত্রিক প্যাসিভ ডিভাইস উত্পাদনের জন্য, IPD কার্যকরভাবে TSV এবং RDL সহ ত্রি-মাত্রিক প্যাকেজিং প্রক্রিয়াগুলির খরচের বোঝা অফসেট করতে পারে।
খরচ সুবিধা ছাড়াও, IPD এর আরেকটি সুবিধা হল এর উচ্চ নমনীয়তা। IPD-এর একটি নমনীয়তা বিভিন্ন ইন্টিগ্রেশন পদ্ধতিতে প্রতিফলিত হয়, যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। চিত্র (a) তে দেখানো ফ্লিপ-চিপ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্যাকেজ সাবস্ট্রেটে আইপিডিকে সরাসরি একীভূত করার দুটি মৌলিক পদ্ধতি ছাড়াও বা চিত্র (বি) তে দেখানো বন্ধন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, IPD-এর আরেকটি স্তর এক স্তরে একত্রিত করা যেতে পারে। প্যাসিভ ডিভাইস কম্বিনেশনের বিস্তৃত পরিসর অর্জনের জন্য চিত্র (c)-(e) তে দেখানো IPD-এর।
একই সময়ে, চিত্র (f) এ দেখানো হয়েছে, আইপিডিকে আরও একটি অ্যাডাপ্টার বোর্ড হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে সরাসরি একটি উচ্চ-ঘনত্বের প্যাকেজিং সিস্টেম তৈরি করার জন্য এটিতে ইন্টিগ্রেটেড চিপটি সরাসরি কবর দেওয়া যায়।
ত্রিমাত্রিক প্যাসিভ ডিভাইস তৈরি করতে IPD ব্যবহার করার সময়, TSV প্রক্রিয়া এবং RDL প্রক্রিয়াও ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রক্রিয়া প্রবাহ মূলত উপরে উল্লিখিত অন-চিপ ইন্টিগ্রেশন প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির মতই, এবং পুনরাবৃত্তি করা হবে না; পার্থক্য হল যেহেতু ইন্টিগ্রেশনের বস্তুটি চিপ থেকে অ্যাডাপ্টার বোর্ডে পরিবর্তিত হয়েছে, সক্রিয় এলাকা এবং আন্তঃসংযোগ স্তরে ত্রিমাত্রিক প্যাকেজিং প্রক্রিয়ার প্রভাব বিবেচনা করার প্রয়োজন নেই। এটি আরও আইপিডি-র আরেকটি মূল নমনীয়তার দিকে নিয়ে যায়: প্যাসিভ ডিভাইসের ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে বিভিন্ন স্তরের উপাদানগুলি নমনীয়ভাবে নির্বাচন করা যেতে পারে।
IPD-এর জন্য উপলব্ধ সাবস্ট্রেট উপকরণগুলি শুধুমাত্র সাধারণ সেমিকন্ডাক্টর সাবস্ট্রেট উপকরণ যেমন Si এবং GaN নয়, এছাড়াও Al2O3 সিরামিক, নিম্ন-তাপমাত্রা/উচ্চ-তাপমাত্রা সহ-ফায়ারড সিরামিক, কাচের স্তর ইত্যাদি। এই বৈশিষ্ট্যটি কার্যকরভাবে প্যাসিভের নকশা নমনীয়তাকে প্রসারিত করে আইপিডি দ্বারা সংহত ডিভাইস।
উদাহরণস্বরূপ, আইপিডি দ্বারা সংহত ত্রি-মাত্রিক প্যাসিভ ইনডাক্টর কাঠামো কার্যকরভাবে ইন্ডাক্টরের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে একটি গ্লাস সাবস্ট্রেট ব্যবহার করতে পারে। TSV-এর ধারণার বিপরীতে, কাচের স্তরে তৈরি ছিদ্রগুলিকে থ্রু-গ্লাস ভিয়াস (TGV) বলা হয়। আইপিডি এবং টিজিভি প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে তৈরি ত্রি-মাত্রিক সূচনাকারীর ফটোটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। যেহেতু কাচের সাবস্ট্রেটের প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রচলিত সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ যেমন Si এর তুলনায় অনেক বেশি, তাই TGV ত্রি-মাত্রিক সূচনাকারীর আরও ভালো নিরোধক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে সাবস্ট্রেটের পরজীবী প্রভাবের কারণে সন্নিবেশের ক্ষতি অনেক কম। প্রচলিত TSV ত্রিমাত্রিক প্রবর্তক।
অন্যদিকে, মেটাল-ইনসুলেটর-মেটাল (MIM) ক্যাপাসিটরগুলিও একটি পাতলা ফিল্ম ডিপোজিশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গ্লাস সাবস্ট্রেট আইপিডি-তে তৈরি করা যেতে পারে এবং একটি ত্রি-মাত্রিক প্যাসিভ ফিল্টার কাঠামো তৈরি করতে TGV ত্রি-মাত্রিক সূচনাকারীর সাথে আন্তঃসংযুক্ত করা যেতে পারে। তাই, নতুন ত্রিমাত্রিক প্যাসিভ ডিভাইসের বিকাশের জন্য আইপিডি প্রক্রিয়ার ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
পোস্টের সময়: নভেম্বর-12-2024