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矽穿孔 班級：微電四甲 學號：4983A043 姓名：施俊成 目錄 1. 矽穿孔(The?Via?Revolution) 4 1.1. 矽穿孔(The?Via?Revolution)簡介 4 2. Charge Coupled Devices 6 2.1. CCD簡介： 6 3. 蝕刻(etch) 8 3.1. 蝕刻簡介 8 3.2. 蝕刻種類 8 3.3. 電漿蝕刻簡介 12 3.4. 何謂電漿 12 4. 矽穿孔技術的3DIC類型 13 4.1. 晶圓級封裝(wafer?level?packaging) 13 5. TSV技術製作 14 5.1. 激光鑽孔(laser?drilling) 14 5.2. 深反應離子蝕刻 15 6. 前段製程(Front?End?of?Line?) 16 7. 後段製程(Back?End?of?Line) 16 圖目錄 圖1. 1 3D堆疊技術 3 圖1. 2 打線接合 4 圖1. 3非打線接合(Wire Bonding)[6] 5 圖1. 4 矽芯片的光轉換成圖 6 圖1. 5 CCD的圖像 7 圖1. 6 等向性與非等向性蝕刻之示意圖 8 圖1. 7 式蝕刻成果圖 11 圖1. 8激光鑽孔機(laser?drilling machines)[7] 14 圖1. 9 FEOL [11] 16 圖1. 10 BEOL [11] 16 矽穿孔(The?Via?Revolution) 矽穿孔(The?Via?Revolution)簡介 簡稱矽穿孔(The?Via?Revolution): 其設計概念是來自於印刷電路板(PCB)多層化的設計，TSV可像三明治一樣堆疊數片晶片，是一種可以電力互相連接的三次元堆疊封裝(Stack Package)，TSV使2D平面晶片配置技術演進至3D堆疊技術錯誤! 找不到參照來源。[1]。 圖1. 1 3D堆疊技術 TSV 立體堆疊技術，包含晶圓的薄化、鑽孔、以導電材質填孔、晶圓連接等，將所有晶片結合為一[1]。 TSV 的晶片堆疊並非打線接合(Wire Bonding)的方式，如圖1.1，而是在晶片鑽出小洞，從底部填充入金屬，作法是在每一個矽晶圓上以蝕刻或雷射方式鑽孔（via），使其能通過每一層晶片，再以導電材料如銅、多晶矽、鎢等物質填滿，而形成一通道道(即內部接合線路)來做連接的功能，最後則將晶圓或晶粒薄化再加以堆疊、結合(Bonding)，作為晶片間傳輸電訊號用之堆疊技術[1]。 圖1. 2 打線接合  圖1. 3非打線接合(Wire Bonding)[6] TSV技術讓連接線也可在晶片中間，並不侷限於晶片周圍，使得內部連接路徑更短，相對使晶片間的傳輸速度更快、雜訊小、效能更佳，同時可達到高密度構裝，並可應用於異質晶片堆疊，如類比及數位、矽基及三五族、記憶體與射頻等[1]。 TSV的立體互連技術比打線接合(2)具有更短的互連路徑、更低的電阻與電感，以及更有效率地傳遞訊號與電力，還擁有不限制裸晶堆疊數量等優勢，CMOS Sensor、記憶體已在採用TSV 技術，未來基頻、射頻、處理器等應用趨勢愈來愈明顯[1]。 TSV 製程包括了先鑽孔(Via-first)及後鑽孔(Via-last)，後鑽孔的挑戰性較低應該先被應用於市場上，其構造較大也較容易製成，對於市面上SiP(System in a Package)或其他應用有較高度的連結性，因此是封裝業較為熱門的研發領域[1]。 Charge Coupled Devices CCD簡介：在20世紀70年帶發明了電荷耦合器，發現原來的應用程序存儲器件。它們的光敏感的特性，很快就利用成像應用，產生了重大的天文學革命。望遠鏡的集光力提高了近兩個數量級的。如今的CCD攝像頭和一個15厘米望遠鏡的天文愛好者可以作為一個的攝影板和一個1M的望遠鏡配備的20世紀60年代的天文學家收集盡可能多的光。CCD的工作，在矽芯片的光轉換成的圖案的電子電荷。這種模式的電荷被轉換成一個視頻波形，數字化並存儲為一個圖像文件的計算機上。 光電效應是基本操作的CCD。圖1. 4所示，原子在矽晶體中的電子佈置在離散的能帶。較低的能量波段被稱為價帶，是上頻帶的導帶。大多數電子佔據的價帶，但是可以通過加熱或吸收一個光子被激發到導帶。這一過渡所需的能量為1.26電子伏特。一旦在此導帶中的電子是自由移動的矽晶體的晶格中。留下一個“洞”，在價帶中的作用就像一個帶正電荷的載體。在沒有外部電場中的空穴和電子會很快重新組合和被丟失。在CCD的電場被引入除了掃這些電荷載體，並防止重組。 圖1. 4 矽芯片的光轉換成圖  圖1. 5CC