Гибридное соединение
Прямое соединение медь-медь заменяет микровыступы для 3D-интеграции, обеспечивая шаг межсоединений менее 1μm, 10-кратное увеличение плотности и физическую основу для UCIe 3.0 на скорости 64 GT/s.
Обзор
Гибридное соединение — это передовой край 3D-интеграции, заменяющий традиционные межсоединения на микровыступах прямым соединением медь-медь. В этом процессе как медные контактные площадки, так и окружающий диэлектрик планаризуются до атомарной плоскостности, а затем приводятся в контакт при комнатной температуре. Низкотемпературный отжиг (обычно 200–400°C) вызывает расширение и соединение меди, создавая бесшовное сверхплотное межсоединение с шагом менее 1μm — 10-кратное улучшение по сравнению с лучшей технологией μ-bump.
Гибридное соединение — физический фактор, обеспечивающий UCIe 3.0, который нацелен на 64 GT/s на линию. Технология существует в двух формах: пластина-пластина (W2W) для гомогенного стекирования (например, КМОП-сенсоры изображения, 3D NAND) и кристалл-пластина (D2W) для гетерогенной интеграции (например, логика-на-логике, логика-на-памяти). GINECHIP поддерживает оба процесса сверхплоскими CMP-полированными пластинами, SOI-подложками для соединения и обработкой сверхтонких пластин.
Ключевые технологические особенности
Прямое соединение Cu-Cu
Медные контактные площадки, внедрённые в диэлектрическую матрицу (обычно SiO₂), полируются до субнанометровой шероховатости. При приведении в контакт силы Ван-дер-Ваальса инициируют соединение, а последующий отжиг вызывает диффузию меди через границу раздела, образуя монолитное электрическое соединение без припоя или подзаливки.
Планаризация атомного масштаба
CMP — критически важный процесс для гибридного соединения. Медь должна быть слегка заглублена ниже поверхности диэлектрика (обычно дишинг 2–5nm), чтобы сначала обеспечить контакт диэлектрика при комнатной температуре, а затем расширение меди во время отжига. Услуги CMP от GINECHIP обеспечивают требуемые характеристики поверхности.
Обращение со сверхтонкими пластинами
Для 3D-стекирования пластины необходимо утонять до <50μm (и часто <10μm), чтобы минимизировать высоту стека. Процесс Taiko от GINECHIP и возможности временного соединения/разъединения обеспечивают безопасное обращение со сверхтонкими пластинами на протяжении всего технологического процесса гибридного соединения.
Интеграция кристалл-пластина (D2W)
Гибридное соединение D2W обеспечивает гетерогенную 3D-интеграцию путём размещения проверенных кристаллов на целевой пластине. Этот подход сочетает преимущества по выходу годных от тестирования на уровне кристалла с плотностью межсоединений гибридного соединения и является предпочтительным путём для 3D-стекирования логика-на-памяти и логика-на-логике.
Решения GINECHIP
CMP-полированные пластины с субнанометровой шероховатостью поверхности, контролируемым дишингом меди (<5nm) и TTV <1μm для поверхностей, готовых к гибридному соединению.
SOI-пластины с точно контролируемой толщиной BOX и приборного слоя, оптимизированные под тепловой бюджет гибридного соединения и совместимые с процессами W2W и D2W.
Услуги шлифовки и утонения Taiko обеспечивают толщину пластины <50μm с минимальным сколом краёв и короблением, что необходимо для изготовления 3D-стекированных приборов.
Услуги временного и постоянного соединения пластин, включая диффузионное соединение, анодное соединение и адгезионное соединение для поддержки носителя во время процессов утонения и гибридного соединения.
Целевые применения
Гибридное соединение внедряется для КМОП-сенсоров изображения нового поколения (Sony), 3D NAND флеш-памяти (YMTC, Kioxia/WD), памяти с высокой пропускной способностью (HBM4 и далее) и 3D-стекированной логики (Intel Foveros Direct, TSMC SoIC). Технология также критична для сетей питания с обратной стороны (BSPDN) и предстоящих платформ гетерогенной 3D-интеграции для ИИ-ускорителей.
Подготовьтесь к гибридному соединению
От сверхплоских CMP-пластин до SOI-подложек и утонения Taiko — GINECHIP оснащает ваш процесс гибридного соединения необходимыми прецизионными материалами и услугами.