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GaN 晶圆级 AuSn 焊料沉积
关键词：GaN、焊料、AuSn 焊料、溅射、共晶、芯片粘接摘要对于 GaN MMIC 芯片粘接，经常使用 80%Au20%Sn 共晶焊料。通常的做法是使用预制件 AuSn 将芯片粘接到 CuW 或其他一些基板上。在此过程中，操作员可能需要将预制件切割成芯片尺寸，然后对齐预制件、芯片和基板。由于操作员需要同时对齐三个微小部件（预制件、芯片和基板），因此这是一个具有挑战性的过程，可能需要返工。此外，预制件厚度为 1mil（在我们的例子中），这可能导致过量的焊料溢出，需要清理，因为它会妨碍其他片外组装。整个芯片粘接过程可能很耗时。在本文中，我们描述了一种在分离芯片之前在 GaN 晶圆上使用共晶成分溅射靶溅射沉积共晶 AuSn 的方法。它消除了预制件和芯片的对准，并且不会挤出多余的 AuSn。通过使用共晶溅射靶，它还可以简化靶材制造。下面给出了芯片粘接结果。引言宽带微波 GaN MMIC 功率放大器在国防和通信应用中具有重要意义。随着设备性能的提高，芯片粘接变得非常重要，因为它会极大地影响 MMIC 的热预算。80%Au/20%Sn 焊料已用于半导体应用超过 50 年，通常作为冲压预制件。然而，由于需要将 MMIC 芯片中的多个小块和焊料预制件对准到载体上，因此芯片粘接过程可能很繁琐且耗时。在芯片分离之前在整个晶圆上溅射沉积 AuSn 将大大简化芯片粘接过程。然而，溅射的 AuSn 成分对于正确的焊料回流至关重要。由于 Au 和 Sn 的溅射产率不同，AuSn 溅射靶材的化学性质和沉积的 AuSn 薄膜之间存在显著的成分变化 [参考文献 1]。下图 1 显示了 Au-Sn 相图。通过仔细控制溅射参数（功率、压力和氩气），我们能够从共晶成分溅射靶中沉积共晶 AuSn。制造共晶成分溅射靶要容易得多/便宜得多。
晶圆级扇出型封装的可靠性和性能
为了分析 UBM 疲劳，使用热机械有限元模拟研究了圆形衬垫界面处的载荷。由于 Hutchinson 和 Sou [15] 推断出拉伸法向载荷的界面韧性远低于剪切载荷，因此重点关注法向载荷。模拟研究了 T = -40°C 至 125°C 的温度范围。在低温下 (T = -40°C) 存在最高的拉伸法向载荷。这可以通过焊球材料在低温下蠕变减少 [16] 来解释，这会导致更高的弹性应力。此外，在低温下可以检测到焊球的倾斜。倾斜是由 PCB 和封装的 CTE 不匹配引起的。因此，拉伸法向应力位于界面朝向封装周边的一侧（见图 3）。图 3 中的色标直观地显示了拉伸和压缩应力的定性分布。这些模拟结果与分层实验结果相一致（见图 1）：在焊盘的相同外部区域也发现了分层。
晶圆级单晶过渡金属的位错...
8 三星电子有限公司三星先进技术研究所 (SAIT)，韩国水原 16678 gwanlee@snu.ac.kr 摘要 (Century Gothic 11) 通过化学气相沉积 (CVD) 在具有外延关系的晶体基底（例如 c 面蓝宝石）上合成了晶圆级单晶过渡金属二硫属化物 (TMD)。由于 TMD 外延生长的基底有限，因此需要将转移过程转移到所需的基底上进行器件制造，从而导致不可避免的损坏和皱纹。在这里，我们报告了通过过渡金属薄膜的硫属化在超薄 2D 模板（石墨烯和 hBN）下方的 TMD（MoS 2 、MoSe 2 、WS 2 和 WSe 2 ）的异轴（向下排列）生长。硫族元素原子通过石墨烯在硫族化过程中产生的纳米孔扩散，从而在石墨烯下方形成高度结晶和层状的TMD，其晶体取向排列整齐，厚度可控性高。生长的单晶TMD显示出与剥离TMD相当的高热导率和载流子迁移率。我们的异轴生长方法能够克服传统外延生长的衬底限制，并制造出适用于单片3D集成的4英寸单晶TMD。参考文献 [1] Kang, K. 等。具有晶圆级均匀性的高迁移率三原子厚半导体薄膜。Nature 520 , 656-660 (2015).[2] Liu, L. 等。蓝宝石上双层二硫化钼的均匀成核和外延。Nature 605 , 69-75 (2022) [3] Kim, K. S. 等人。通过几何限制实现非外延单晶二维材料生长。Nature 614 , 88-94 (2023)。
晶圆级封装的光子脱键合
关键词：光子剥离、临时键合和解键合、薄晶圆处理、键合粘合剂 摘要 临时键合和解键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径，这对于使用 3D 硅通孔和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中，介绍了一种新颖的光子解键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统解键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来解键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔（~300 µs）内产生高强度光脉冲（高达 45 kW/cm 2 ），以促进脱粘。引言近年来，三维 (3D) 芯片技术在微电子行业中越来越重要，因为它们具有电路路径更短、性能更快、功耗和散热更低等优势 [1]。这些技术涉及异质堆叠多个减薄硅 (Si) 芯片（<100 µm）并垂直互连以形成三维集成电路 (3D-IC) [2]。在现代 3D 芯片技术中，可以使用硅通孔 (TSV) 来代替传统的引线键合技术在硅晶圆之间垂直互连。减薄晶圆使得这些 TSV 的创建更加容易 [3, 4]。为了便于处理薄硅晶圆，需要对硅晶圆进行临时键合。在临时键合工艺中，次级载体晶圆充当主器件晶圆的刚性支撑，并利用两者之间的粘合层将两个晶圆粘合在一起。晶圆粘合在一起后，即可进行背面研磨和后续背面处理。背面处理后，减薄后的晶圆和载体堆叠
晶圆级封装的光子脱键合
2 2401 Brewer Driver，Rolla，MO 65401，美国 * 通讯作者的电子邮件：vikram.turkani@novacentrix.com 摘要 临时键合和脱键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径，这对于使用 3D 硅通孔 (TSV) 和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中，介绍了一种新颖的光子脱键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统脱键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来脱键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔（~100 µs）内产生高强度光脉冲（高达 45 kW/cm 2 ）以促进脱粘。通过成功将减薄（<70 μm）硅晶圆从玻璃载体上脱粘，证明了 PDB 在 TB/DB 工艺中的可行性。对减薄晶圆和载体的脱粘后清洁进行了评估。通过每个闪光灯提供均匀、大面积照明（75 mm x 150 mm），并且能够串联灯以增加 PDB 工具的照明面积，PDB 方法为晶圆级和面板级封装技术提供了一种高通量、低成本的脱粘解决方案。关键词光子剥离、闪光灯、临时键合和脱粘、临时键合材料、晶圆级封装。
汽车 eWLB（嵌入式晶圆级 BGA）FOWLP 的板级可靠性
随着芯片尺寸的缩小，晶圆级封装 (WLP) 正成为一种有吸引力的封装技术，与标准球栅阵列 (BGA) 封装相比具有许多优势。随着各种扇出晶圆级封装 (FOWLP) 设计的进步，这种先进技术已被证明是一种比扇入 WLP 更理想、更有前景的解决方案，因为它具有更大的设计灵活性，具有更多的输入/输出 (I/O) 和更好的热性能。此外，与倒装芯片封装相比，FOWLP 具有更短、更简单的互连，具有卓越的高频性能。eWLB（嵌入式晶圆级 BGA）是一种 FOWLP，可实现需要更小外形尺寸、出色散热和薄型封装轮廓的应用。它还可能发展成各种配置，并基于超过 8 年的大批量生产，具有经过验证的产量和制造经验。本文讨论了 eWLB 在汽车应用中的强大板级可靠性性能方面的最新进展。将回顾一项实验设计 (DOE) 研究，该研究通过实验结果证明了改进的板内温度循环 (TCoB) 性能。我们计划进行多项 DOE 研究，并准备了测试载体，变量包括焊料材料、阻焊层开口/再分布层 (RDL) 设计的铜焊盘尺寸、铜 (Cu) RDL 厚度和凸块下金属化 (UBM) 以及印刷电路板 (PCB) 上的铜焊盘设计 (NSMD、SMD)。通过这些参数研究和 TCoB 可靠性测试，测试载体通过了 1000 次温度循环 (TC)。菊花链测试载体用于在行业标准测试条件下测试 TCoB 可靠性性能。
eWLB（嵌入式晶圆级 BGA）封装的板级可靠性改进
在减小移动设备外形尺寸和增加功能集成度方面，晶圆级封装 (WLP) 是一种极具吸引力的封装解决方案，与标准球栅阵列 (BGA) 封装相比具有许多优势。随着各种扇出型 WLP (FOWLP) 的进步，与扇入型 WLP 相比，它是一种更优化、更有前景的解决方案，因为它可以在设计更多输入/输出 (I/O) 数量、多芯片、异构集成和三维 (3D) 系统级封装 (SiP) 方面提供更大的灵活性。嵌入式晶圆级球栅阵列 (eWLB) 是一种扇出型 WLP，可实现需要更小外形尺寸、出色散热和薄型封装轮廓的应用，因为它有可能以经过验证的制造能力和生产良率发展为各种配置。eWLB 是一种关键的先进封装，因为它具有更高的 I/O 密度、工艺灵活性和集成能力。它有助于在一个封装中垂直和水平地集成多个芯片，而无需使用基板。结构设计和材料选择对工艺良率和长期可靠性的影响越来越重要，因此有必要全面研究影响可靠性的关键设计因素。
具有改进的新型晶圆级粘合剂键合...
我们报告了一种通用方法，用于提高软烤 BCB 键合堆栈中键合后晶圆对准精度和 BCB 厚度均匀性。该方法基于新型 BCB 微柱，在键合过程中充当锚点。锚点结构成为键合界面的自然组成部分，因此对键合堆栈的光学、电气和机械性能的干扰最小。我们研究了固定锚点密度和各种锚点高度与粘合剂 BCB 厚度的关系，这些性能也不同。我们证明了对准精度可以提高大约一个数量级，并且该工具可以接近基本的键合前对准精度。我们还证明了该技术对 2 – 16 μ m 的大范围 BCB 厚度都有效。此外，我们观察到，对于 8 – 16 μ m 范围内的 BCB 厚度，厚度不均匀性降低了 2 – 3 倍。
溅射多孔 Pt 用于晶圆级制造低温...
1. 莱斯大学电气与计算机工程系，美国德克萨斯州休斯顿 77005 2. 莱斯大学应用物理项目，美国德克萨斯州休斯顿 77005 3. 莱斯大学生物工程系，美国德克萨斯州休斯顿 77005 4. 贝勒医学院神经科学系，美国德克萨斯州休斯顿 77030 摘要