目录
第1章三维集成技术概述
1.1三维集成的基本概念
1.1.1三维集成的结构
1.1.2三维集成的优点
1.2三维集成制造技术
1.2.1三维集成制造方法
1.2.2三维集成工艺顺序
1.3三维集成的历史和现状
1.3.1顺序三维集成
1.3.2并行三维集成
1.3.3三维集成产品
1.3.4三维集成产业链
1.4三维集成的发展和挑战
1.4.1三维集成的发展
1.4.2三维集成面临的挑战
参考文献
第2章深孔刻蚀技术
2.1等离子体概述
2.1.1低温等离子体的产生
2.1.2电容耦合等离子体
2.1.3电感耦合等离子体
2.2反应离子刻蚀
2.2.1刻蚀原理
2.2.2常用材料的刻蚀
2.3Bosch深刻蚀技术
2.3.1Bosch深刻蚀原理
2.3.2工艺参数的影响
2.3.3刻蚀结构控制
2.4稳态刻蚀
2.4.1低温稳态刻蚀
2.4.2常温稳态刻蚀
2.5TSV深孔刻蚀
2.5.1TSV的刻蚀方法与设备
2.5.2倒锥形TSV刻蚀
2.6激光刻蚀
2.6.1刻蚀原理
2.6.2刻蚀特点
参考文献
第3章介质层与扩散阻挡层沉积技术
3.1TSV的介质层和扩散阻挡层
3.1.1CMOS的互连材料
3.1.2TSV的材料体系和制造技术
3.2薄膜沉积技术
3.2.1物理气相沉积
3.2.2化学气相沉积
3.2.3金属有机物化学气相沉积
3.2.4原子层沉积
3.2.5快速原子层顺序沉积
3.3二氧化硅介质层
3.3.1等离子体增强化学气相沉积
3.3.2次常压化学气相沉积
3.3.3原子层沉积
3.4其他材料介质层
3.4.1高分子聚合物介质层
3.4.2氮化硅和氮氧化硅
3.4.3低介电常数介质层
3.4.4三氧化二铝
3.5扩散阻挡层
3.5.1TiTiN
3.5.2TaTaN
3.5.3WC/WN/WCN
3.5.4TiTiW
3.5.5MnN
3.6铜种子层
3.6.1物理气相沉积
3.6.2金属有机物化学气相沉积与原子层沉积
3.7湿法沉积技术
3.7.1化学镀
3.7.2电接枝与化学接枝
参考文献
第4章TSV铜电镀技术
4.1铜互连技术
4.1.1铜互连制造方法
4.1.2TSV铜互连
4.2铜电镀的原理和设备
4.2.1铜电镀原理
4.2.2铜电镀液与设备
4.2.3晶粒的产生与分布
4.2.4自退火现象
4.3TSV电镀
4.3.1盲孔电镀的特点
4.3.2电流密度与电流波形
4.3.3超共形电镀
4.3.4TSV通孔电镀
4.3.5TSV电镀的理论模型
4.4TSV应力
4.4.1残余应力
4.4.2铜柱热膨胀应力
4.4.3铜柱热膨胀对器件的影响
4.4.4影响热应力的因素
4.5TSV热退火
4.5.1退火对TSV的影响
4.5.2TSV热退火
4.6其他导体材料
4.6.1钨
4.6.2多晶硅
4.6.3BiSnAg
参考文献
第5章键合技术
5.1键合技术概述
5.1.1键合基本原理
5.1.2键合机
5.1.3键合对准
5.1.4键合方式
5.2介质层键合
5.2.1二氧化硅键合
5.2.2碳氮化硅键合
5.3聚合物永久键合
5.3.1聚合物键合基本性质
5.3.2苯并环丁烯键合
5.3.3聚酰亚胺键合
5.4临时键合
5.4.1临时键合流程
5.4.2拆键合方法
5.4.3临时键合材料
5.5金属键合
5.5.1铜热压键合
5.5.2低温及室温铜键合
5.5.3铝热压键合
5.5.4共晶键合
5.5.5瞬时液相键合
5.6晶圆级混合键合
5.6.1金属聚合物混合键合
5.6.2铜介质层混合键合
5.7芯片晶圆级混合键合
5.7.1直接芯片晶圆混合键合
5.7.2集体芯片晶圆混合键合
参考文献
第6章化学机械抛光技术
6.1化学机械抛光原理
6.1.1CMP基本原理
6.1.2CMP影响因素
6.1.3CMP的典型应用
6.2硅和介质层化学机械抛光
6.2.1单晶硅化学机械抛光
6.2.2SiO2化学机械抛光
6.3铜化学机械抛光
6.3.1铜化学机械抛光液
6.3.2铜化学机械抛光原理
6.4聚合物化学机械抛光
6.4.1BCB化学机械抛光
6.4.2聚酰亚胺化学机械抛光
6.5晶圆减薄
6.5.1晶圆背面减薄
6.5.2机械研磨
6.5.3减薄后处理
6.6TSV化学机械抛光
6.6.1TSV CMP
6.6.2正面CMP
6.6.3背面CMP
参考文献
第7章工艺集成与集成策略
7.1三维集成的制造方案
7.1.1TSV制造顺序
7.1.2TSV结构与键合
7.2FEOL方案
7.2.1工艺流程与结构特点
7.2.2典型方案
7.3MEOL方案
7.3.1工艺流程与结构特点
7.3.2先TSV后键合
7.3.3先键合后TSV
7.4BEOL方案
7.4.1工艺流程与结构特点
7.4.2先TSV后键合
7.4.3先键合后TSV
7.5超薄晶圆三维集成
7.5.1MEOL方案
7.5.2BEOL方案
7.6单片三维集成
7.6.1单片三维集成的难点
7.6.2下层器件
7.6.3单晶硅晶圆集成
7.6.4上层器件
7.6.5单晶硅单片三维集成
7.6.6其他材料单片三维集成
参考文献
第8章插入层技术
8.1插入层结构与功能
8.1.1插入层结构
8.1.2插入层功能
8.1.3插入层材料
8.2硅基插入层
8.2.1硅插入层结构与制造技术
8.2.2硅基插入层的性质
8.3玻璃插入层
8.3.1玻璃插入层结构与制造技术
8.3.2玻璃插入层的性质
8.4有机插入层
8.4.1有机基板的结构与制造
8.4.2有机插入层的结构与制造
8.4.3扇出型晶圆级封装
8.5插入层翘曲
8.5.1翘曲的产生和抑制
8.5.2翘曲分析方法
参考文献
第9章芯粒集成技术
9.1芯粒的概念与结构
9.1.1芯粒的基本概念
9.1.2芯粒技术的优势
9.1.3芯粒技术的实现
9.2芯粒集成技术
9.2.1芯粒的集成方法
9.2.2扇出型晶圆级封装集成
9.2.3插入层集成
9.2.4芯片桥接集成
9.2.5三维集成
9.3芯粒间高密度互连
9.3.1高密度TSV
9.3.2高密度金属凸点
参考文献
第10章TSV的电学与热力学特性
10.1TSV的电学特性
10.1.1TSV电磁场与电信号
10.1.2TSV基本电学模型
10.1.3TSV的传输特性
10.2三维集成的热学特性
10.2.1三维集成的温度特性及其影响
10.2.2热传导模型
10.2.3有限元方法
10.3三维集成的散热
10.3.1热量的产生与散热
10.3.2热传导TSV
10.3.3微流体散热
10.3.4热导率增强键合层
10.4高频应用TSV
10.4.1同轴TSV
10.4.2聚合物介质层TSV
10.4.3空气介质层TSV
参考文献
第11章三维集成的可制造性与可靠性
11.1三维集成的可制造性
11.1.1可制造性
11.1.2三维集成的制造成本
11.2三维集成的制造过程缺陷
11.2.1TSV缺陷
11.2.2背面工艺缺陷
11.2.3键合缺陷
11.2.4三维集成的成品率
11.3三维集成的可靠性
11.3.1影响可靠性的因素
11.3.2可靠性问题的来源
11.4残余应力与热应力
11.4.1残余应力与热应力的影响
11.4.2热应力与热学可靠性
11.4.3热冲击
11.5TSV电学可靠性
11.5.1金属原子迁移
11.5.2扩散阻挡层的完整性
11.5.3介质层的完整性
11.6金属键合可靠性
11.6.1铜直接键合
11.6.2瞬时液相键合
11.6.3金属凸点的力学可靠性
参考文献
第12章三维集成的应用
12.1MEMS与传感器
12.1.1集成结构与发展过程
12.1.2MEMS与CMOS集成
12.1.3晶圆级真空封装
12.1.4多芯片集成
12.2三维集成图像传感器与射线探测器
12.2.1TSV图像传感器
12.2.2两芯片三维集成图像传感器
12.2.3多芯片三维集成图像传感器
12.2.4像素级互连图像传感器
12.2.5红外与辐射探测器
12.3三维集成存储器
12.3.1三维集成大容量DRAM
12.3.2三维集成高带宽DRAM
12.3.3NAND三维集成
12.3.4新型存储器
12.4三维集成处理器
12.4.1处理器的三维集成方案
12.4.2处理器与SRAM集成
12.4.3处理器与DRAM集成
12.4.4处理器与处理器集成
12.4.5处理器与电源芯片
12.5三维集成光电系统
12.5.1插入层集成
12.5.2三维集成
12.6三维集成模拟及功率器件
12.6.1模拟数字集成
12.6.2化合物半导体
12.7芯粒集成与2.5D集成
12.7.1芯粒集成FPGA
12.7.2处理器同构集成
12.7.3处理器与HBM集成
参考文献
