VLSI／ULSI集成电路多层金属互连技术

随着半导体微电子器件制造技术迅速发展，多层金属互连技术对于提高器件集成度、速度和可靠性更为重要，需要不断发展新型多层金属互连结构、材料和工艺，本文介绍近年正在发展的一些多层金属互连新技术，如多层复合金属化体系、Ｃｕ等新型薄膜互连材料，ＴｉＮ在互连技术中的多种用途，新的介质薄膜材料及工艺、平坦化技术等。     

多芯片组件用薄膜多层互连技术

本文首先指出研究多芯片组件用薄膜多层互连技术的必要性,然后对此类薄膜多层互连的材料、结构及工艺进行详细介绍,最后举例说明它在多芯片组件中的应用情况。     

混合多层互连技术的研究

本文主要通过多层陶瓷与薄膜多层界面状况，通孔的形状及通孔填充条件，对混合多层布线中的互连技术进行探讨，论述了实验中遇到的问题及相应的解决方法。     

MCM-D多层金属布线互连退化模式和机理

介绍了MCM-D多层金属互连结构的工艺及材料特点，并就Cu薄膜布线导体的结构特点和元素扩散特性。说明了多层布线互连退化的模式和机理，以及防止互连退化的技术措施，实验分析表明，Au/Ni/Cu薄膜布线结构的互连退化原因是，Cu元素沿导带缺陷向表层扩散后，被氧化腐蚀，导致互连电阻增大，而Cu元素在温度应力作用下向PI扩散，导致PI绝缘电阻下降。     

基于LTCC基板的薄膜微带线制作技术

本文对厚、薄膜多层互连基板的发展进行了简单的分析，对基于LTCC基板的薄膜50Ω微带线的设计、制造、测试进行了介绍。结果表明LTCC基板表面实施薄膜工艺与厚膜工艺相比有利于获得更好的微波一致性。     

低温共烧陶瓷多层基板精细互连技术

微电子技术和封装工艺的发展使超大规模集成电路(VLSI)的密度越来越高,而高密度低温共烧陶瓷(LTCC)基板的制作依赖于基板内部导体的精细互连技术.为了满足LTCC多层基板高密度互连的工艺要求,必须使基板微通孔的直径及导线线宽缩小到100 μm以内.基于此,首先介绍了LTCC生瓷带层的微通孔形成与填充工艺,以及所形成的微通孔的特点;利用厚膜丝网印刷技术形成精细导线,分析了影响印刷质量的工艺参数;最后简要介绍了薄膜光刻等新技术.通过应用上述几种先进的精细互连工艺技术,极大地提高了LTCC多层基板的互连密度.     

宽带光波导放大器透射谱研究

提出一种宽带集成光波导放大器结构，即在光波导放大器的输出端镀上对1．55μm波段光波具有选择作用的多层介质滤波薄膜，利用多层介质滤波薄膜的透射特性对放大器的增益平坦特性进行研究，为器件制作奠定了基础。     

一种LTCC基板上薄膜多层布线技术

LTCC基板上薄膜多层布线工艺是MCM—C／D多芯片组件的关键技术,它可以充分利用LTCC布线层数多、可实现无源元件埋置于基板内层、薄膜细线条精确等优点,从而使芯片等元器件能够在基板上更加有效地实现高密度的组装互连。本文介绍了在LTCC基板上薄膜多层布线工艺技术,通过对导带形成技术、通孔柱形成技术和聚酰亚胺介质膜技术的研究,解决了在LTCC基板上薄膜多层布线的工艺难题。     

基于LTCC基板BCB/Cu薄膜混合多层互连技术研究

针对微系统小型化集成对高性能成膜基板需求,研究了基于LTCC基板的BCB/Cu薄膜多层互连关键技术及过程控制要求。提出一种高可靠"T"型界面互连方式的薄膜磁控溅射Cr/Cu/Cr和Cr/Pd/Au复合膜层结构及其制备方法。研究了LTCC基板收缩率偏差、LTCC-薄膜界面缺陷及粗糙度、BCB介质膜固化应力、介质膜金属化的应力等因素对厚薄膜混合基板质量的影响。制备的12层厚薄膜混合基板(10层LTCC基板,2层薄膜布线) 60片,100%全部通过GJB2438 C.2.7成膜基片评价考核要求,相比LTCC基板,布线密度提高4倍,尺寸缩小40%。     

混合多层布线用AIN共烧多层基板技术研究

大功率混合多层基板（AIN混合多层布线基板）是采用在AIN共烧多层陶瓷基板上制作薄膜多层布线而形成的。其优良的散热性，高的信号传输速度，以及良好的高频特性，完全能够在微波功率器件和高速数字电路中使用。然而AIN混合多层布线基板的应用，离不开高性能的AIN共烧多层基板。本文仅对AIN共烧多层基板制作过程中需要解决的几个关键技术方面进行了研究，取得了一定的成果。     

C4技术中多层金属化可靠性研究

本文对C4倒装焊技术所涉及凸点下多层薄膜金属(UBM)的选择、基板金属化(TSM)的选择、焊料凸点制作、焊接及影响C4倒装焊的可靠性因素进行了分析，并通过电镜扫描和电子能谱对凸点下多层薄膜金属进行了定量分析，论述了C4倒装焊技术金属化选择对可靠性的影响。     

SU-8胶模去除技术

对各种去胶技术的原理、优缺点及其适用场合进行了综述,并结合本实验室的电铸Ni结构去胶试验,对强碱熔盐浴氧化、强酸氧化等经济有效的去胶方法进行了有益发展。最后介绍了SU-8辅助去胶技术,如辅助剥离牺牲层技术、辅助电铸结构抵抗去胶剥落的桩基形成技术。提出了一种与多层互连电路微制造兼容的金属桩基形成技术,并采用强酸氧化去胶方法在制作有互联电路及薄膜电极的基片上成功地集成了200μm厚的Ni结构。     

蒸发制备金属薄膜实现MEMS工艺中电互连

介绍了利用蒸发方法制备金属薄膜来实现MEMS工艺中的互连,采用剥离方法制作金属互连柱.分别在剥离层为双层AZ5214负胶、聚酰亚胺(ZKPI-305ⅡD)和AZ5214负胶、ENPI剥离胶的情况下,实验并制备了金属Ni互连柱(双层AZ5214金属柱高1.86 μ m,聚酰亚胺(ZKPI-305ⅡD)和AZ5214柱高2.0 μ m,ENPI柱高1.5 μ m),都起到了较好的互连作用.     

LTCC基板上薄膜多层布线工艺技术

LTCC基板上薄膜多层布线工艺是MCM-C/D多芯片组件的关键技术。它可以充分利用LTCC布线层数多、可实现无源元件埋置于基板内层、薄膜细线条等优点,从而使芯片等元器件能够在基板上更加有效地实现高密度的组装互连。文章介绍了LTCC基板上薄膜多层布线工艺技术,通过对导带形成技术、通孔柱形成技术和聚酰亚胺介质膜技术的研究,解决了在LTCC基板上薄膜多层布线中介质膜"龟裂",通孔接触电阻大、断路,对导带的保护以及电镀前的基片处理等工艺难题。     

实用化28层陶瓷基板的设计与制作

针对MCM技术发展的现状提出了采用新型技术设计制作超多层陶瓷基板的设计方法和工艺路线,介绍了多层布线软件的二次开发及制备过程中的互连孔冲制、复合孔化、高精度层压等技术,并对25～45层的超多层陶瓷基板的研究结果进行了总结和应用前景展望。     

实用化28层陶瓷基板的设计与制作

针对 MCM技术发展的现状提出了采用新型技术设计制作超多层陶瓷基板的设计方法和工艺路线。介绍了多层布线软件的二次开发及制备过程中的互连孔冲制、复合孔化、高精度层压等技术 ,并对 2 5～ 45层的超多层陶瓷基板的研究结果进行了总结和应用前景展望。     

微波乘法器的研究

介绍了微波乘法器的基本构成,对微波乘法器的各个部分进行了设计和分析,重点对微波乘法器的灵敏度进行了研究。给出了两路功率不平衡、二极管输入输出电路不匹配、及电桥的相位误差对于乘法器的影响;对低噪声放大、正交网络、微波鉴相及视频放大进行了宽带设计,对微波乘法器进行了可靠性设计、工艺设计和结构设计。在制作工艺方面利用多芯片互连技术及微波MCM工艺技术,实现了微波组件的小型化。     

基于MCM-C工艺的3D-MCM实用化技术研究

基于MCM-C(陶瓷厚膜型)工艺,实现了三维多芯片组件(3D-MCM)封装。解决了多层基板制作、叠层间隔离及垂直定位互连等关键工艺问题。制作出层间为金属引线互连结构的3D-MCM样品。该样品具有体积小、重量轻、可靠性高等优点。经使用测试,样品的技术指标完全合格,使用情况良好。     

倒装芯片封装中多层铜互连结构的界面分层

芯片封装过程中，较高的机械热应力易导致多层铜互连结构发生分层甚至断裂失效。运用三级子模型技术建立了倒装芯片10层铜互连结构的有限元分析模型，通过计算不同界面裂纹尖端能量释放率对多层铜互连结构的界面分层展开研究。结果表明：第10层Cu/SiN和金属间电介质(IMD)/SiN界面，以及第9层Cu/SiN界面的裂纹尖端能量释放率远大于其他界面，是易发生分层失效的关键界面；总体互连线介电材料的弹性模量和热膨胀系数对关键界面能量释放率都有影响。基于此分析，对总体互连线介电材料的选取进行优化，发现第10层选择弹性模量与热膨胀系数乘积最大的非掺杂硅玻璃(USG),第9层选择弹性模量与热膨胀系数乘积最小的有机硅酸盐玻璃(OSG)时更有利于提高多层铜互连结构界面可靠性。     

焊料凸点倒装焊技术

介绍了倒芯片面阵式凸点制作、多层陶瓷基板焊盘制作及倒装焊各关键技术 ,并成功地获得了芯片与基板的互连。