0 引言

    三維集成封裝技術(shù)被公認(rèn)為是超越摩爾定律的第四代封裝技術(shù)。硅通孔(Through Silicon Via，TSV)技術(shù)是三維封裝技術(shù)的關(guān)鍵^[1]。摩爾定律指出，硅片上的晶體管數(shù)量大約每?jī)赡攴环?sup>[2]。然而，由于晶體管的縮放比例和漏電的限制^[3]，摩爾定律不能永遠(yuǎn)持續(xù)下去。隨著晶體管尺寸越來(lái)越小，晶體管數(shù)量越來(lái)越多，晶體管之間的間距也越來(lái)越小。最終會(huì)引起量子隧穿效應(yīng)，電子會(huì)在兩根金屬線之間隧穿，導(dǎo)致短路^[4-5]。因此，存在一個(gè)極限，超過(guò)這個(gè)極限，摩爾定律將失效。一種實(shí)現(xiàn)突破傳統(tǒng)摩爾定律的封裝摩爾定律被提出，封裝摩爾定律是基于三維集成封裝技術(shù)提出的^[6]。

    TSV技術(shù)是指在硅片上進(jìn)行微通孔加工，在硅片內(nèi)部填充導(dǎo)電材料,通過(guò)TSV技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片與芯片之間的垂直互連，是三維封裝技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)^[7-8]。與傳統(tǒng)的金絲鍵合相比，TSV的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了外部導(dǎo)體所占的三維空間。TSV技術(shù)可以使微電子芯片封裝實(shí)現(xiàn)最緊密的連接和最小的三維結(jié)構(gòu)。此外，由于芯片之間的互連線長(zhǎng)度的縮短，大大降低了互連延遲，從而提高了運(yùn)行速度。并且由于互連電阻的降低，電路的功耗也大大降低^[9]。TSV不僅廣泛地應(yīng)用于信息技術(shù)，而且在飛機(jī)、汽車(chē)和生物醫(yī)學(xué)等新領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)槿S大規(guī)模集成電路具有很多優(yōu)勢(shì)，如高性能、低功耗、多功能、小體積^[10]。TSV是一種顛覆性技術(shù)，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)“超越摩爾定律”的有效途徑，在未來(lái)主流器件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

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作者信息：

王  碩1，馬  奎1，2，楊發(fā)順1，2

(1.貴州大學(xué) 大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550025；

2.半導(dǎo)體功率器件可靠性教育部工程研究中心，貴州 貴陽(yáng)550025)