邓小英， 于思齐， 王士伟， 谢奕

(1.北京理工大学 信息与电子学院，北京 100081；2. 北京理工大学 光电学院，北京 100081)

在集成电路设计与制造中，通过光刻技术的进步、引入新的材料、新制造工艺技术、新的器件结构等，不断缩小晶体管特征尺寸[1]，但是这并未使晶体管的阈值电压沿着摩尔定律降低，并且随着芯片集成度不断提高，全局互连线引入的信号延迟以及功率损耗显著增加[2]. 这使得IC的设计和制造难以适应消费领域对于更高速度、更低功耗、更高集成度、更多功能的需求，因此，三维集成技术应运而生. 转接板技术是三维集成技术的一种. 转接层技术将多个芯片并排放置或堆叠放置在转接板上，通过硅通孔(TSV) 以及微凸点与转接板上的互连层连接，实现芯片与芯片、芯片与基板的互连，完成单个器件的功能. 转接板技术允许使用不同的衬底，因此在降低硅基芯片与非硅基芯片之间热膨胀系数失配方面具有灵活的设计空间.

硅通孔(TSV)技术是转接板技术中最关键的技术，实现高速、高性能、高可靠性并且较低成本的TSV，是转接板技术可以广泛的应用在工业生产中的先决条件[3-4]. 传统TSV以铜作为其导电材料，但是目前在通孔侧壁均匀淀积绝缘层并且完成无空隙电镀铜是很困难的. 并且在加工制造及器件使用过程中，由于铜、SiO2和硅衬底的热失配，会导致出现较大的热应力，从而引起一系列的可靠性问题，常见问题有铜柱的凸起、介质层碎裂、界面分……