TSVs mit hohem Aspektverhältnis und Kupfer-Bonden für MEMS

Das Thema dieses Beitrages ist eine Kupfer-basierte Technologie zur 3D Integration von MEMS unter Verwendung von TSVs mit hohem Aspektverhältnis und unter Anwendung von Kupfer-Direktbondverfahren. Das Hauptaugenmerk liegt bei TSVs, die nur eine Randmetallisierung aufweisen, da eine komplette Füllung prozessseitig nicht trivial ist und die Gefahr thermo-mechanischer Spannungen birgt. Es werden zwei Ansätze diskutiert: TSVs vor dem Abdünnen bzw. TSVs nach dem Abdünnen. Aus Gründen der Materialkompatibilität und Temperaturlimitierung kommt das Kupfer-Thermokompressionsbonden zum Einsatz. Es wird der Einfluss Vorbehandlungsmethoden sowie Prozessführung auf das Bondergebnis untersucht und diskutiert. Erste elektrische Messergebnisse zeigen geringe Widerstände für TSVs. Die Bondcharakterisierung zeigt eine Ausbeute von ca. 85 % dichten Chips bei überaus stabiler mechanischer Festigkeit.